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宏觀看能源:技術(shù)創(chuàng)新,讓煤炭利用清潔高效

2011/9/30 10:41:14       

煤炭是我國主要能源,然而煤炭轉(zhuǎn)化利用過程中存在諸多問題與挑戰(zhàn)。多年來,中國科學(xué)院緊密圍繞國家清潔煤技術(shù)戰(zhàn)略,堅持不懈,立足自主創(chuàng)新,加強應(yīng)用示范,在煤基清潔燃料及化工品生產(chǎn)領(lǐng)域形成了系列自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù),已成為國際上煤化工循環(huán)經(jīng)濟技術(shù)領(lǐng)域具有重要影響的研發(fā)力量。

煤炭是我國主要能源,但其傳統(tǒng)利用技術(shù)效率低、污染重。多年來,中國科學(xué)院緊密圍繞國家清潔煤技術(shù)戰(zhàn)略,堅持不懈,立足自主創(chuàng)新,加強應(yīng)用示范,在煤基清潔燃料及化工品生產(chǎn)領(lǐng)域形成了系列自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù),已成為國際上煤化工循環(huán)經(jīng)濟技術(shù)領(lǐng)域具有重要影響的研發(fā)力量。

能源安全,需要煤炭清潔高效利用技術(shù)體系

我國石油、天然氣資源短缺,煤炭在未來相當長時期內(nèi)仍將是我國最主要的一次能源。然而煤炭轉(zhuǎn)化利用過程中存在諸多問題與挑戰(zhàn),如綜合利用效率低下、環(huán)境污染嚴重、水資源短缺及二氧化碳排放量大等。

“因此,發(fā)展煤炭高效清潔綜合利用技術(shù)實現(xiàn)節(jié)能減排是我國能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然選擇!敝锌圃荷轿髅禾炕瘜W(xué)研究所所長王建國介紹說,為了提升我國能源工業(yè)技術(shù)水平,我國將清潔煤技術(shù)列為優(yōu)先發(fā)展的先進適用技術(shù),其中包括煤炭加工、煤炭高效潔凈燃燒、煤炭轉(zhuǎn)化、污染排放控制與廢棄物處理等。

圍繞國家清潔煤技術(shù)戰(zhàn)略需求,中科院在長期積累的基礎(chǔ)上進行了一系列前瞻布局,圍繞關(guān)鍵核心技術(shù)集中開展攻關(guān),在煤間接法合成油、煤制乙二醇、甲醇制烯烴、煤的循環(huán)流化床燃燒、IGCC及多聯(lián)產(chǎn)等多項核心單元技術(shù)上實現(xiàn)了突破,形成自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)業(yè)化技術(shù),打破了國外的技術(shù)壟斷,并在工程示范方面取得重大成果。

此外,中科院還在煤氣化、燃燒、熱解、合成醇醚燃料,化學(xué)品、煤污染物脫除以及二氧化碳捕獲與封存利用等領(lǐng)域進行了布局。據(jù)介紹,這些領(lǐng)域的核心單元技術(shù)有望在今后5年到10年形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)和解決方案。

目前,中科院在全國建立了由3個中試基地、多個國家重點實驗室、系列研究中心共同組成的清潔煤技術(shù)研發(fā)平臺。并通過“百人計劃”等人才引進,形成了煤炭熱解、燃燒、合成、污染物脫除等領(lǐng)域的專業(yè)人才隊伍。

堅持不懈,造就清潔煤技術(shù)領(lǐng)先地位

乙二醇是一種戰(zhàn)略性的化工基本原料,目前主要采用石油路線制備。在我國,乙二醇需求量大、產(chǎn)能低,進口依存度極高。

1982年,中科院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所開始研究以煤替代石油乙烯來合成乙二醇的新工藝。經(jīng)近30年努力,該所成功開發(fā)了擁有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的煤制乙二醇成套技術(shù),建成世界上第一套20萬噸級工業(yè)示范項目。

“此項技術(shù)標志著我國率先實現(xiàn)了煤制乙二醇成套技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用,利用我國相對富產(chǎn)的煤炭替代目前的石油路線生產(chǎn)乙二醇,經(jīng)濟效益高,切合我國資源實際!敝锌圃焊=ㄎ镔|(zhì)結(jié)構(gòu)研究所研究員姚元根說。

煤制乙二醇是中科院發(fā)展清潔煤技術(shù)的典型案例。從基礎(chǔ)研究到中試,再到工業(yè)示范和產(chǎn)業(yè)化,中科院一項項清潔煤技術(shù)的發(fā)展,大多經(jīng)歷了多年堅持不懈的原始創(chuàng)新與技術(shù)研發(fā)。

中科院山西煤炭化學(xué)研究所自上世紀80年代初開展煤制油工業(yè)技術(shù)的研究。該所獨創(chuàng)高溫漿態(tài)床合成油技術(shù)與費托合成催化劑生產(chǎn)技術(shù),應(yīng)用于全國316萬噸示范工程項目,各項指標達到國際領(lǐng)先水平,催化劑產(chǎn)能是國外同類技術(shù)的45倍,催化劑在油品中的成本只有國外技術(shù)的五分之一,標志著我國已完全掌握了先進高效的煤制油工業(yè)技術(shù)。

作為煤制低碳烯烴的核心技術(shù),中科院大連化學(xué)物理研究所經(jīng)過20多年努力研發(fā)了甲醇制烯烴技術(shù)(DMTO),與企業(yè)合作完成了世界首次萬噸級工業(yè)性試驗,以此為基礎(chǔ)建成了世界首套年產(chǎn)60萬噸烯烴工業(yè)裝置并實現(xiàn)了滿負荷平穩(wěn)運行,貫通了一條從煤炭資源制取基本化工原料的非石油路線。目前,利用DMTO技術(shù)的多套工業(yè)化裝置正在建設(shè)中,催生了煤制烯烴新興產(chǎn)業(yè)的形成。

校企聯(lián)手,鑄造產(chǎn)學(xué)研技術(shù)推廣模式

長期以來,中科院以系統(tǒng)性的基礎(chǔ)研究為源頭,不斷加強中試平臺建設(shè),加強與高校、企業(yè)、地方政府的合作,探索產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的技術(shù)推廣應(yīng)用模式,扎實推進清潔煤技術(shù)的發(fā)展。

循環(huán)流化床燃燒技術(shù)是中科院從上世紀80年代就開始部署的煤清潔燃燒新技術(shù)。中科院工程熱物理研究所在20多年的實踐中踏踏實實走出了一條基礎(chǔ)性研究-中試研究-技術(shù)示范-產(chǎn)業(yè)化推廣的技術(shù)轉(zhuǎn)化道路。

該所于1985年建起了國內(nèi)首個循環(huán)流化床鍋爐工業(yè)化裝置,率先將循環(huán)流化床技術(shù)研發(fā)工作從實驗室推向了工業(yè)應(yīng)用。此后的20多年,他們與企業(yè)緊密合作,進行關(guān)鍵核心技術(shù)和產(chǎn)品級的研究開發(fā)。通過科研開發(fā)與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的無縫對接,為多家鍋爐企業(yè)成功打造了支柱產(chǎn)品,帶動了企業(yè)的技術(shù)升級和產(chǎn)品更新?lián)Q代。截至2009年年底,合作產(chǎn)品累計銷售超過2500臺,產(chǎn)值超過230億元。這些產(chǎn)品的運行減少了大量燃煤污染排放,為環(huán)境保護做出了貢獻。

目前中國科學(xué)院正在繼續(xù)完善煤炭清潔高效利用產(chǎn)業(yè)鏈。“我們力爭在未來的十年內(nèi)形成煤炭資源化清潔高效綜合利用的完備技術(shù)體系,為我國能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和安全發(fā)揮引領(lǐng)、示范和帶動的作用。”中科院高技術(shù)研究與發(fā)展局副局長劉桂菊說。

 

來源:中國石油報

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