中國綠色煤電啟航:IGCC示范電站發電項目蓄勢待發
發布時間: 2013/6/4 12:02:12 被閱覽數: 3057 次

    一樣的是藍天下高高聳立的冷卻塔,不一樣的是塔后由管道盤根交錯所形成的氣化爐。這是中國第一個IGCC(整體煤氣化聯合循環發電系統)。
    在天津濱海新區,這座被簡稱為IGCC整體煤氣化聯合循環電站已經正式運行了半年之久,電廠廠房異常干凈,很難看到一般火電廠內那一抹漂浮的煤灰色。
    接近天然氣發電排放的燃煤電站
    如何解決燃煤發電排放問題一直是科學界探討的難題。
    如果能找到一種方法,像煤化工一樣將煤炭氣化、凈化然后燃燒,勢必會減少煤炭直接燃燒帶來的污染,這就是上世紀科學界研發IGCC技術的基本思路。
    從1984年美國冷水電廠100MW的IGCC技術驗證成功開始算起,IGCC的發展已經有接近30年的歷史了。其間,美國、歐洲和日本都開發了各自的IGCC技術。在中國之前,全球目前已經有五座投入運營的IGCC機組。
    對于70%的一次能源消費要依靠煤炭的中國而言,IGCC是必須重視的技術方向。據國家發改委的一項統計,目前,我國電力工業二氧化硫排放占全國一半左右。
    早在1994年,中國就啟動了IGCC示范項目的可行性研究,最終形成了具有自主知識產權的兩段式干煤粉加壓氣化爐技術,這項技術比國外的水煤漿氣化技術和干煤粉氣化技術有著更高的轉化效率,用了三年時間在天津建立了這座250MW等級的IGCC示范電站,并將這項自主技術出口至美國。
    站在巨大的氣化爐前,中國華能集團清潔能源技術研究院院長許世森向《第一財經日報》記者簡要介紹了機組運轉過程。
    在這里,煤經過氣化產生合成煤氣(主要成分為CO、H2),經除塵、水洗、脫硫等凈化處理后,潔凈煤氣到燃氣輪機燃燒驅動燃氣輪機發電,燃機的高溫排氣在余熱鍋爐中產生蒸汽,驅動汽輪機發電。在許世森手中托起的玻璃瓶中,幾團黃澄澄的結塊就是脫硫后所形成的商品級硫磺。
    相對于中國目前使用的大型燃煤發電機組,由于IGCC的脫硫程序在燃燒發電之前,且燃機裝置采用注蒸汽和氮氣方式控制NOx生成,因此既提高了脫硫效率,也不需要采用專門的脫硝設備。
    中國燃煤高硫煤儲量較多(高硫煤和中高硫煤約占全國儲量的13%),脫硫和脫硝高昂的成本一直是困擾中國燃煤電廠的主要難題,每年中國政府都要為企業脫硫和脫銷提供大量補貼。但IGCC由于能大量回收硫,所以越是使用硫分高的燃煤就越有經濟性。
    在遠期,天津的IGCC示范電廠還承擔了燃燒前CO2捕集、利用與封存(CCS)技術的運行探索。CCS雖然意在環保,但本身是一項耗能技術,即在運行CCS時會增加發電機組的自身用電、降低發電效率。但相對于現有普通發電廠試用的燃燒后捕集技術,基于IGCC技術的CO2燃燒前捕集技術對CO2的捕集耗電更低,更為經濟。
    從目前半年的調試運轉情況看,IGCC示范電站的粉塵、SO2、NOx等主要污染物排放濃度接近天然氣電站的排放水平。
    突破成本難題
    盡管IGCC是一項儲備技術,但目前外界對于IGCC的商業運營前景仍有一些疑問,問題集中于造價、電價和運營模式。
    由于是中國建設的首座IGCC電站,許世森并不諱言投入造價已達到每千瓦1萬元左右,約為普通電站造價成本的3倍。
    但他同時強調,如果能形成規模效益,未來若建設第二套單機容量更大的IGCC機組,單位造價可以控制在每千瓦8000元以下,即兩倍左右的水平,下降幅度還是非常大的;若進一步發展,未來可能會僅為普通電站單位造價的1.5~1.6倍。
    “雖然貴一些,但IGCC畢竟比一般燃煤機組有著更好的環保性能,而且有著更高的發電效率?!斃硎郎?。
    降低造價也是其他國家發展IGCC共同努力的目標。美國未來電力(Future Gen)計劃曾希望,到2015年將IGCC的單位造價降低至每千瓦850美元左右。
    在運行的經濟性上,歐美國家則比中國要寬松得多。美國的燃煤電廠占全部發電的比重約為40%,因此美國十分重視IGCC的發展。在最初的四個IGCC項目中,美國政府的補貼占電站建設成本的50%以上,有的甚至是80%。但在中國,政府補貼僅占天津IGCC項目30億元工程造價很少的一部分,需要依靠賣電收入彌補,但中國恰恰對電價有著嚴格管制。
    華能集團副總經理胡建民在接受本報記者采訪時稱,目前國家依據燃氣電價機組給了天津項目每度電5毛多的臨時上網電價,但華能給國家發改委的報告中認為,這個項目如果盈虧平衡,上網電價應該是天津當地燃煤電價(大約每度電4毛錢)的兩倍,約和生物質發電相當,目前華能集團和國家發改委都在對電價問題做進一步研究。
    “這個電價水平我們覺得應該能爭取到的,”胡建民說,“雖然企業沒有電價的定價權,但在當前電價情況下,華能自身首先要努力降低工程造價、努力降低運營成本、努力提高運行效率?!?/FONT>
    繼華能之后,中國其他的發電集團都在IGCC項目上蓄勢待發。其中做得較早的中電投集團上海漕涇IGCC項目還未得到國家發改委的審批。
    由于是國內第一個IGCC的示范項目,目前國家希望通過天津項目打通IGCC發電工藝的全流程,所以暫未實行規?;夯ち?。而比照國外商業運營模式,煤氣化后,除了用于發電,IGCC機組還有很大運營空間實現電力和化工的聯產,提高項目效益。
    奧巴馬政府上臺后,實際上放緩實施了代表美國石油和煤礦企業利益的布什政府的未來煤電計劃。轉入2012年后,美國頁巖氣革命延長了美國天然氣發電的應用前景,也進一步緩和了實施綠色煤電的緊迫性。但美國依然不遺余力地將其作為技術儲備悉心研究。裝機容量達630MW的美國杜克能源Edwardsport IGCC 項目已經建成,計劃于2013年年中投入運行。
對于到2050年之前依舊要以煤炭為最主要一次能源的中國來說,IGCC的發展有著更為重要的現實意義。
 
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