第14号发展趋势报告：煤炭和生物能源新技术的有效利用

新闻稿DECHEMAe.V.Theodor-Heuss-Allee25D-60486法兰克福电话[phone]传真[phone]E-Mail:[e-mail]日～18日北京中国国际展览中心联系人：ChristinaHirche博士电话：++49(0)69/7564-277传真：++49(0)69/7564-272E-Mail:[e-mail]第14号发展趋势报告：煤炭和生物能源新技术的有效利用•煤炭气化和煤炭液化的复兴•生物能源的进一步提升•中国计划有效利用本国的煤炭资源世界各地的研究者和企业都在努力寻找新的电力生产方法，以替代传统的原油、煤炭和天然气原料。同时，这些新的电力生产方法也应该是环保的、通过能源的自我排污提高对自然环境的保护。尤其是在煤炭气化和煤炭液化方面，以及生物质能发电和动力燃油生产方面，已经取得了长足的进步。2007年5月14～18日在中国北京举办的第7届AchemAsia国际化学工程和生物技术展览暨会议上，这将成为展会和专题讲座的一个中心议题。来自25个国家和地区的500多家参展商以及两万余名观众将在此次展会期间交流他们的经验。与传统能源生产方案不同的是，新的电力生产经验有一个共同的目标：在经济建设中减少对石油和天然气的依赖性。因为这些古生物能源不仅在逐年减少、价格在逐年攀升，而且还带来了越来越复杂的、成本越来越高的清除二氧化硫（酸雨的主要根源）和二氧化碳（引起温室效应）的环保技术问题。另外，减少石油进口的依赖性，尤其是减少对世界上政治动荡地区的石油依赖性，对于许多国家在提高国际安全性方面也有着重要的意义。煤炭气化和IGCC整体煤气化联合循环发电煤炭气化和IGCC整体煤气化循环发电厂具有越来越大的吸引力。这一技术的目的在于：利用现有的丰富的、价格相对低廉的煤炭资源，用一种比传统的煤炭直接燃烧发电更加环保的方式生产电力。2005年采用这种技术的发电厂大量投产，今后还将计划建设更大的IGCC整体煤气化循环发电厂。根据德国联邦银行2007年1月份的研究报告，到2030年时全球对于这种低排放技术热电厂的投资额将会增加到100亿美元，其中中国就将超过20亿美元。气化时，蕴藏在固体（通常为煤炭）中的燃料与氧气和热蒸汽一起在气化反应塔中反应为气体。在高温和高压作用下，可燃物与蒸汽和氧在较低的气压环境中形成了可燃气体。昀终生成含有CO和H2以及少量二氧化碳和甲烷的合成天然气。可靠的煤炭气化技术改进了硫、汞的分离能力，使得IGCC成为一种很好的煤炭燃烧发电的替代方案。目前，德国能源公司RWE计划在德国建造世界上第一座煤炭气化发电厂，将煤炭气化、二氧化碳分离和二氧化碳封存集于一体。煤炭气化发电厂的总输出功率约为450MW，效率达到40％，在优化的规划和实施条件下将于2014年并网发电。厂址和煤炭来源（褐煤或者硬煤）将于2007年作出昀后决策。气化过程1/7DiesePresseinformationistauchinenglischundchinesischimInternetverfügbar:中产生的二氧化碳将被压缩，经输送管道运送到二氧化碳封存地点。用于封存二氧化碳的首选介质为含盐水层。RWE公司计划与技术子公司RWEDEA按照一套复杂的方案封存二氧化碳。该发电厂和运输、封存二氧化碳的总投资预计约10亿欧元。世界上第一座将煤炭气化、二氧化碳运输与封存集成在一起的大型煤炭气化发电厂建设不仅仅是改进气候环境进行现代化能源转换的第一步，而且在RWE技术改造的推动下，燃煤发电将逐步被淘汰。利用煤炭气化这一关键技术，将成功研发出煤炭气化以及煤炭液化的技术平台。这一集成工程项目的前提条件是：除了煤炭气化技术上成功转换的可能性之外，还必须具备基本的法律框架和国际性及欧洲标准的许可。在一个平行实施的项目中，RWE公司还为传统的燃煤发电厂研发了补偿性的二氧化碳后燃技术方案，为现有的火力发电设备提供了技术改造的可能性。Vattenfall欧洲公司同样也计划为褐煤火力发电厂提供一套不生产二氧化碳的发电设备。GEEnergy公司和Bechtel集团公司已经签署了一份协定，共同合作推进北美洲的IGCC项目。计划中的GEBechtel样板电厂将以2004年从ChevronTexaco公司手中购买的煤炭气化技术为基础。ConocoPhillips公司同样也研发成功了“E-Gas”煤炭气化工艺技术，并且已经可供生产实际使用，可将煤炭和其它碳水化合物原材料转换成为合成天然气，并昀后用于生产IGCC能源、化学产品或者液体燃料。SasolLurgi技术公司和Lurgi股份公司与印度新德里的Jindal钢铁有限公司签署了一份合同，筹建生产能力为225000Nm³/h的合成天然气的煤炭气化设备，可以直接为印度奥里萨邦Angul市的钢铁生产设备提供能源。该合同的具体内容涉及到基础工程、详细的设计以及关键设备的供应。该合同中的关键技术是Sasol-Lurgi公司研发的“固定床干燥池气化流程工艺技术”与不同气体净化工艺和脱硫工艺相结合的综合解决方案。该设备计划于2009年第4季度投产使用。这种煤炭气化技术昀适合于印度境内蕴藏的低品质煤炭矿藏。SasolLurgi技术公司是目前世界上昀先进的煤炭气化技术设备的供应商。除在南非建成并投产的四个大型煤炭气化项目之外，不久前他们又完成了六个详细的可行性研究合同，并且在美国和印度签署了两份新的生产许可协议。日本东京的NipponSteel公司目前研发了低热值煤炭转换为生产轻油、合成天然气和发电燃料的技术。这种新技术的核心是：两级煤炭气化反应塔和局部的液化热解。其重生成设备主要用于液体的煤炭颗粒脱氢，与此同时，气化反应塔中的煤炭氧化反应也在进行。DasInteresseanderEntwicklunggroßtechnischerIGCC-AnlagenzeigeneinigeInbetriebnahmenim2005年投产的大型IGCC煤炭气化技术设备引发了人们对其研发技术的极大关注。在全球范围内，目前大约有20套功率在60～500MW的样板设备和展示设备正在建造中，其中多数在美国。除了煤炭，原则上这类设备也可以使用生物质能。大型的商业化煤炭气化技术设备预计在10～15年内问世。例如，ConocoPhillips公司和ExcelsiorEnergy公司签署了关于在美国明尼苏达州建造一个发电功率为532MW的IGCC发电厂的研发和技术生产许可协议。该发电厂将采用ConocoPhillip公司研发的E-Gas煤炭气化技术，计划于2010年投产。在美国已有两个大型IGCC发电厂投入使用，一个是位于佛罗里达州由TampaElectric公司建造的PolkPower发电站，另一个是印第安那州由GlobalEnergy公司建造的WabashRiverIGCC煤炭气化发电设备。它们分别于1995年和1996年并网发电，提供的总电能为250MW。从90年代中期开始，在欧洲的意大利、荷兰和西班牙等国也相继有IGCC煤炭气化发电设备投产运行。在大型IGCC煤炭气化发电设备的生产停顿了将近10年之后，2005年9月又有两套同样的大型设备开始动工。这是两个600MW的发电厂，待安装的新型IGCC煤炭气化生产设备是迄今为止昀大的煤炭气化设备。其中一套600MW新型IGCC发电设备将安装在印度，由Cinergy集团公司与Vectren集团公司、GEEnergy和BechtelPower公司合作生产。另一套IGCC煤炭气化发电设备的发电能力为629MW，将安装在美国俄亥俄州的梅格斯县，由美国AEP电力公司与合作伙伴GEEnergy公司和BechtelPower公司合作生产，商业性的电力生产供应将于2013年开始。AEP公司是美国目前昀大的电力供应商，具有36000MW的发电能力；它计划到2013年在美国东部地区至少再建一个600MW的IGCC煤炭气化发电厂，以便使2004年启动的IGCC煤炭气化发电项目的能力扩大到1200MW。2/7DiesePresseinformationistauchinenglischundchinesischimInternetverfügbar:月，ConocoPhillips公司和FluorCorporation公司宣布：接受为伊利诺斯州威廉森市的南伊利诺斯清洁能源中心进行前期工程设计的任务。该工厂将使用ConocoPhillips公司研发的E-Gas煤炭气化技术将煤炭进行气化，发电能力约为545MW，每天可生产270000m3符合管道天然气质量的合成天然气。另一个美国电力供应商EnergyNorthwest公司也获得了为华盛顿市研发一套600MW发电能力的IGCC煤炭气化设备的许可权。该电厂将于2011年并网发电。FutureGen工业联盟，一个全球化的自愿合作组织，其主要成员有美国的AEP公司、BHBBilliton公司、中国华能集团公司、Consol能源公司、FoundationCoal公司、Kennecott能源公司、Peabody能源公司和Southern公司与美国能源部共同合作，在今后的5～10年内推动世界洁净煤炭现代化方案的出台。该组织的成立目的是研发和建立一个“零排放”的IGCC煤炭气化发电厂设备，以氢为该项目的副产品，并用不同的封存方法处理CO2。在预计高达9.52亿美元的总投资费用中，其中的2.5亿美元由组织的成员企业自行承担。美国政府计划为该项目投资7亿美元，并希望通过为其他国家研发项目来争取其它所需资金。日本东京的HitachiZosen集团公司研发了利用发电余热的新技术。这种新技术在发电余热利用时无需消耗任何动力原材料，利用氨作为热动力兰金循环过程的介质。该技术目前还没有达到商业应用的水平。但是从2004年开始，Hitachi集团公司在自己的发电厂中对散热和氨基兰金循环的应用技术方法进行了测试，估计该设备的投资会比水基散热的兰金循环设备低20％～30％。采用这种简单的方法可以很好地利用发电产生的余热，而不会附带产生二氧化碳。测试设备的发电能力为200kW。有效利用国内生产的煤炭－煤炭气化和煤炭液化是解决石油匮乏的方法中国作为世界人口昀多的国家以及继美国之后的第二大能源消费国，其经济发展过程中除了石油和天然气之外，同样也大量采用了替代能源，尤其是CTL煤炭液化技术。中国在世界上既是一个产煤大国，同时也是世界上一个耗煤大国。目前，煤炭作为能源占中国能源需求总量的65％～70％，储量丰富的煤炭矿藏也为CTL煤炭液化技术的发展提供了良好的前景。可以预计：在今后的10年内每天就会有约120万桶的煤炭液化燃料投放中国市场，比目前的产量要高1/6。煤炭的价格比石油低廉，目前南非利用Sasol煤转油技术生产的燃油每桶比石油便宜20美元；而与此同时，每桶原油的价格也上涨到了创纪录的80美元。中国政府、中国的煤炭生产者和国外的投资者都对这一新技术的投资表现出了浓厚的兴趣。在2004年度中，三大公司在中国的煤炭科学研究领域中共投资了1200万美元，其中：申花集团占80％，上海华源集团公司占10％，上海电力集团公司占10％，建成了中国第一个煤炭液化研究中心，开始了如同瑞士FestelCapital一样的研究工作。该中心设在上海，主要从事煤炭直接和间接液化技术的研究。它将对中国内蒙古的第一个煤炭液化项目提供技术支持，为这一领域培养工程技术人才。另一个令人感兴趣的研究成果是山西太原中国科学院煤化工研究所煤转油国家重点实验室的“利用煤炭合成气体生产绿色柴油的费托合成技术”项目。其主要任务是集中精力研发经济高效的合成催化设备、流程工艺技术的研发和优化，直至应用技术的研