绿色煤电

绿色煤电技术是一种新型煤炭发电技术，它结合了整体煤气化联合循环（IGCC）和碳捕集与封存（CCS）技术，旨在实现污染物的回收和二氧化碳的分离、利用或封存。

技术原理

绿色煤电技术的核心在于整体煤气化联合循环（IGCC）和碳捕集与封存（CCS）。IGCC技术将煤转化为合成气，然后通过一系列净化过程去除其中的杂质，最终使用燃气轮机发电。CCS技术则是将产生的二氧化碳进行捕捉和储存，从而减少大气中的温室气体排放。

发展历程

2004年，华能集团提出了“绿色煤电”计划，旨在建立一座近零排放的示范电站。2005年，华能联合多家能源公司成立绿色煤电有限公司，共同推进该项目。2009年7月，中国首个IGCC示范工程——华能天津IGCC电站示范工程开工建设。该计划分为三个阶段实施，预计在10年内完成示范电站的建设。

实施计划

第一阶段

自2006年起，重点进行了2000吨日级两段式干煤粉加压气化炉的设计和实验，以验证大型高温煤气净化技术和大型电热化多联供的系统集成技术。计划于2011年建成250MW级具有自主知识产权的IGCC电站，并在电站内同步建设“绿色煤电”实验室。

第二阶段

此阶段主要是技术的巩固和发展，包括完善IGCC系统的集成和运行技术，进行气化炉放大技术经济性的论证，以及开展中试系统研究，涉及煤气制氢储氢技术、CO₂分离技术、CO₂封存和利用技术、燃料电池发电技术以及氢气燃机技术等。

第三阶段

计划于2016年左右建成400MW级“绿色煤电”示范工程，集成大规模煤制氢和氢能发电、CO₂捕集和封存等关键技术，实现煤炭的高效利用以及污染物和CO₂的近零排放。

成果展示

能源转换效率

华能在2010年的平均供电煤耗降至324.5克/千瓦时，较2005年降低了21克/千瓦时。预计到2020年将进一步降至314克/千瓦时，达到世界煤电机组先进能效水平。

清洁能源比重

截至2010年，华能清洁能源发电装机比重超过15%，较2005年提高了约10个百分点。计划到2020年，清洁能源比重将达到或超过35%，较2005年提高约30个百分点。

单位污染物排放水平

华能单位煤电发电量二氧化硫、氮氧化物和烟尘的排放量，至2010年分别比2005年降低了66%、16%和56%。

温室气体排放强度

华能单位发电量二氧化碳排放量，预计到2020年将降至526克/千瓦时，较2005年下降约30%。

技术特点

绿色煤电技术拥有完全的自主知识产权，除了燃机采用联合供货方式外，其余设备均在国内采购和制造。IGCC技术不同于传统的燃煤电厂，它通过煤气化和燃气-蒸汽联合循环发电集成，实现了污染物的提前去除和高效的烟尘浓度控制。IGCC系统设有多联产和副产品的综合利用功能，如气化炉排出的灰渣可用于建材生产，单质硫也可回收。

国际交流

2009年7月，美国宾夕法尼亚州未来燃料公司引入了华能自主开发的两段式干煤粉加压气化技术，标志着我国煤气化技术首次进入发达国家市场。

面临挑战

尽管绿色煤电技术具备高起点和自主创新的特点，但在政策、资金、行业壁垒、运营成本等方面面临挑战。政策层面的支持对于新兴技术的推广尤为重要，资金投入也是关键因素。此外，跨行业合作和技术标准的制定也是实现二氧化碳捕集和封存的重要条件。

参考资料

构建新型电力系统 绿色煤电大有可为.人民网.2024-10-29

"绿色煤电"在中国起航 清洁煤电跻身世界前沿.国家能源局.2024-10-29