中國潔凈煤技術“九五”計劃和2010年發展綱要

2003/9/11 11:21:03

國家經貿委、國家科委、國家教委、煤炭部、電力部、中科院、機械部、化工部、建設部、冶金部、國內貿易部、國家環保局：

    《中國潔凈煤技術“九五”計劃和2010年發展綱要》（以下簡稱《計劃和綱要》）已經國務院批準，現印發給你們。請根據《計劃和綱要》的原則考慮和安排本行業潔凈煤技術的發展計劃。
附：
中國潔凈煤技術“九五”計劃和2010年發展綱要
　  根據國務院國閱［1994］50號文件精神，國務院有關部委經協商，于1995年8月份成立了以國家計委為組長單位，國家科委和國家經貿委為副組長單位，煤炭部、電力部。內貿部、機械部、化工部、建設部、冶金部、中科院、國家教委和國家環保局等為成員單位的國家潔凈煤技術推廣規劃領導小組。領導小組成立后，國家計委即開始了潔凈煤技術“九五”計劃和2010年發展規劃綱要的編制工作。在此期間，國家計委征求了領導小組各成員單位和國內潔凈煤方面專家的意見。經過半年多的工作，形成了本綱要。
  一、潔凈煤技術在中國能源發展中的戰略地位
1.1 煤炭是中國能源的主體
    我國的煤炭資源豐富，探明程度較高，約占我國化石能源資源探明儲量總量的90%。同時由于水能和其它可再生能源資源的開發受到諸多條件的制約，我國的水能開發強度還很低，因此在相當長的時期內還不能動搖化石能源在能源生產和消費總量中的主體地位。
    長期以來在我國能源生產與消費結構中煤炭一直占主導地位，建國初期煤炭占能源生產量的96%，占消費量的94%。1995年全國原煤產量13.6億噸，煤炭仍占一次能源總產量的75.5%，占一次能源總消費量的75%。煤炭提供了75%的工業燃料和動力，76%的電力，80%的民用商品能源及60%的化工原料。據預測，2010年中國能源構成中煤仍將占三分之二。在今后相當長的時期內，煤炭還將是中國的主要能源，煤炭在能源結構中的主導地位不會改變。
1.2 目前煤炭的開發與利用對環境產生巨大壓力
（1）煤炭開采對環境的影響
    截止1990年，因煤炭開采全國約有30萬公頃土地塌陷，其中1/3在平原地區，且每年新增塌陷地1.33-2.0萬公頃；矸石積存達30億噸，占地1.2萬公頃，且仍以年1.3億噸外排，利用率僅為36.2%，矸石自燃排出大量煙塵、及SO2、CO、H2S等有害氣體，嚴重污染大氣環境。全國年排出礦井水22億噸，其中1／6超標外排；煤炭開采過程中每年排放煤層氣60億立方米，也對環境造成了污染。
（2）燃煤排放大量污染物造成對環境的嚴重污染
    中國煤炭資源特點是難選煤多，高灰、高硫煤比重大。大部分原煤灰分在25%左右，1994年國有重點煤礦的商品煤平均灰分19.8%；原煤中約12.8%的煤含硫高于2%，且高硫煤產量將逐年增加，原煤入洗率僅21.9%。煤炭直接燃用也是造成煙塵和二氧化硫污染的主要原因。
    1995年，全國煙塵排放量1720萬噸，二氧化硫排放量2362萬噸。90%的二氧化硫和80%的煙塵排放與燃煤有關。目前我國長江以南已出現大面積酸雨區，且正在向北漫延，北京、西安、沈陽已名列世界環境污染十大城市的前列。
（3）煤炭利用效率低，造成了能源浪費，增加了環境污染
    我國目前煤炭消費結構與發達國家的以發電為主的消費結構有較大不同，用戶多元化、利用效率低是我國煤炭消費的主要特點。1994年煤炭的消費中，發電占32.4%、工業和取暖鍋爐占30%、民用煤占20%、冶金占8%。有84%的煤炭直接燃燒。
    我國目前煤炭的平均利用效率低，與發達國家相比工業窯爐平均效率低10%以上，工業鍋爐低15-20%，火電廠平均煤耗高20%，城鎮居民生活燃煤熱效率平均僅22%左右。
    與80年代國際先進水平比較，我國工業產品的能耗水平高30%以上，按先進水平衡量，實現目前年國民生產總值的生產過程中多消耗了3億噸標準煤，不但浪費能源，也增加了對環境的污染。
1.3 中國發展潔凈煤技術的必要性
    煤炭是我國能源的主體，在今后相當長的時期內其主導地位不會有根本性的變化。按照我國能源發展“九五”計劃和到2010年的規劃，2000年和2010年我國煤炭的生產和消費將在目前的水平上有較大增長，分別達到約14.5億噸和18-19億噸。因此煤炭的開發和加工利用對環境壓力將越來越大，與日趨嚴格的環保標準的矛盾也越來越突出。為了我國經濟和社會能實現可持續發展，必須發展符合我國國情的潔凈煤技術。
    潔凈煤技術（CCT）是指在煤炭從開發到利用全過程中，旨在減少污染排放與提高利用效率的加工、燃燒、轉化及污染控制等新技術。主要包括煤炭洗選、加工（型煤、水煤漿）、轉化（煤炭氣化、煤炭液化）、先進燃燒技術（常壓循環流化床、加壓流化床、整體煤氣化聯合循環，高效低污染燃燒器）、煙氣凈化（除塵、脫硫、脫氮）等方面的內容。
    由于煤炭在世界能源消費中還占有相當比重（目前約占30%左右），而且由于煤炭資源豐富，許多國家還將其作為石油的后備替代能源進行技術開發。因此世界各主要能源生產和消費國家都將潔凈煤技術作為能源和環境技術，給予了高度重視，作為實現能源、經濟、環境協調發展的主導技術之一。
    煤炭在我國能源消費結構中所占的比重遠遠超過世界平均水平，如前所述，煤炭的開發和加工利用已經成為我國環境污染物排放的主要來源。因此，發展潔凈煤技術將是我國能源發展的戰略選擇。
　二、我國潔凈煤技術的發展現狀和存在的問題
　2.1 我國潔凈煤技術與發達國家的差距
    從八十年代開始，世界上許多國家從能源發展長遠考慮，相繼開始潔凈煤技術的研究工作，發達國家投入了大量的人力物力，在潔凈煤技術的一些主要領域已取得重大進展，并已經處于接近商業化推廣階段。我國雖然也開展了這方面的研究工作，但從總體上看許多方面尚處于起步階段，與發達國家相比尚有較大差距，在潔凈煤技術幾個主要領域，差距很大。
（1）煤炭加工
    煤炭加工技術是指應用物理、物理化學、化學或微生物等方法把原煤脫灰、降硫，并加工成質量均勻、用途不同的分品種的潔凈煤技術，是實現煤炭高效、潔凈利用的源頭技術。主要包括煤炭洗選、型煤、水煤漿等。
煤炭洗選（Coal Preparation）
    煤炭經洗選可顯著提高燃燒效率，大大減少污染物排放。入洗1億噸原煤可減少燃煤排放的二氧化硫100一150萬噸，成本僅為煙氣洗滌脫硫的1／10。發展先進的煤炭洗選技術，實現深度降灰脫硫是世界各國競相發展的潔凈煤技術。
    目前發達國家需要洗選的原煤已100%入洗，重介質旋流器、跳汰機、浮選機等成熟的選煤技術已被廣泛采用，洗煤廠的處理能力大，洗選效率高于95%。英美等國家開發了提高回收率和精煤質量的極細粒煤分選的物理和化學新工藝，處理＜20um粉煤，可脫除70-90%的黃鐵礦硫和90%的灰分，這種工藝投入商業運用后可代替電站脫硫裝置，降低電站的投資和運行費用。
    改革開放以來，我國煤炭洗選有了長足的發展，1995年底全國洗煤廠已達到557個，年處理能力3.93億噸，年入洗原煤2.8億噸，全國原煤入洗率達到22%；國內基本能夠設計、制造年處理能力400萬噸以下不同廠型、不同煤質、不同洗選工藝的選煤設備及相應的控制系統，已初步研制成功0.5-0ｍｍ煤泥重介分選工藝及三產品重介旋流器等。但是，我國洗煤能力還遠遠不能適應發展潔凈煤事業的要求，一方面我國選煤技術和能力都比較落后，國內目前僅能制造處理能力400萬噸以下的選煤設備，設備質量差，可靠性低，選煤廠平均洗選效率為85%左右，比國外低10%以上，選煤廠生產效率僅為國外的1／10，精煤質量不高，分選效果差，即使是煉焦洗精煤，其平均灰分仍達10%（國外為8%以下）；另一方面原煤入洗比例還很低，在全國動力煤的市場總供應量中，洗后的動力煤還只占12%。
型煤（Briquettes）
    型煤是將粉煤或低品位煤加工制成一定強度和形狀的煤制品的技術。型煤技術不是簡單地將粉煤壓制成煤球，而是使其改質改性，使本來不適于使用的粉煤煤泥達到工業用煤的標準，是具有濃厚的發展中國家特點的潔凈煤技術。
    型煤分民用型煤和工業型煤。民用型煤與散煤相比，燃燒效率提高一倍，一般可節煤20-30%，煙塵和SO2減少40-60%，CO減少80%；工業爐窯燃燒型煤比燃原煤可節煤15%，煙塵減少50-60%，SO2減少40-50%。
    目前我國城鎮和農村居民生活用煤炭量在1.3億噸左右，其中城鎮居民生活用煤約1億噸。我國城鎮居民生活用煤的型煤普及率約為30-50%，而農村則幾乎全部為燒散煤。我國目前有工業鍋爐40多萬臺，工業窯爐16萬多臺，年耗煤約4億噸，按設計要求均需供應塊煤或型煤，但實際上塊煤供應不足，型煤（工業燃料型煤）還在起步階段，年產量不超過1000萬噸。同時，我國化肥、冶金、建材、機械、玻璃、陶瓷等行業大量使用的煤氣發生爐年需塊煤4000多萬噸，實際年供應量僅2200多萬噸，缺口也很大。
    隨著機械化程度的提高，我國塊煤的生產比例越來越小，粉煤的比例越來越大，最高可到80%以上。因此，發展型煤以替代塊煤，不僅有廣闊的市場需求，可以提高燃用效率，減少污染氣體排放，而且還可以充分利用大量粉煤和煤泥，減少它們本身對環境的污染。
    我國的工業和民用型煤開發已經形成了具有我國特點的粘結劑、低壓集中成型工藝和集中配爐前成型工藝，其中民用型煤技術已經達到國際水平，但尚需普及推廣；工業型煤的技術相對落后，工藝還不很合理，設備不配套，并且由于政策不到位，管理水平低，尚無正式運營的工業型煤廠。
水煤漿（Coal Water Mixture）
    水煤漿是七十年代興起的新型煤基液體燃料，許多國家基于長期的能源戰略考慮將其作為以煤代油燃料的技術儲備，進行研究開發和試驗，且已有少量供商業化使用。
    水煤漿是一種良好的煤基燃料，其一般灰分低于8%，含硫量低，燃燒時火焰中心溫度較低，燃燒效率高，煙塵、SO2、NOX排放都低于燃油和散煤，是新型的煤代油燃料。
水煤漿作為一種以煤代油的新型燃料，在國外已有商業應用，日本已在600MW機組上試燒成功，并在我國山東合資建設年產25萬噸水煤漿生產廠，向日本供應水煤漿；前蘇聯建成年產500萬噸的水煤漿廠，供1200MW的電站使用，歐洲一些國家也在地區供熱及工業鍋爐上以水煤漿作燃料。
    我國經過“六五”以來的研究和技術引進，在水煤漿的制備、運輸和燃燒方面取得了許多成果。建立了一批制漿和燃燒示范廠，建成了總能力100萬噸／年的6個水煤漿生產廠，個別現場制漿生產線已連續運轉4年多。但是，技術上尚存在一定的問題，包括可靠的現場制漿技術、水煤漿的輸送和儲備技術、適合不同煤種和煤質的燃燒器，以及爐內除灰技術等，加上價格等問題，使得水煤漿在大型鍋爐上還達不到工業應用水平。
（2）煤炭的高效潔凈燃燒技術
    該領域主要包括燃煤鍋爐的高效潔凈燃燒和發電技術。我國煤炭消費量的80%以上直接用于燃燒，因此煤炭高效潔凈燃燒是潔凈煤技術的核心。主要有循環流化床、增壓流化床、煤氣化聯合循環等。
循環流化床（CFBC）
    CFBC是目前國外潔凈煤技術中一項成熟的技術，且正在向大型化方向發展，由于其煤種適應性廣，燃燒效率高，以及爐內脫硫脫氮等特點，發達國家競相開發。目前，單機容量最大的應用CFBC鍋爐（250MW，蒸發量700噸／時）的電站已在法國投入運行；美國福斯特惠勒公司正在開發780噸／時的CFBC鍋爐，ＡBB-CＥ也在設計1500噸／時的CFBC鍋爐。目前國外運行、在建和計劃建設的CFBC發電鍋爐已達250多臺。
    目前我國CFBC技術只相當于發達國家八十年代初的水平，“八五”期間四川內江電廠引進了芬蘭奧斯龍公司100MW循環流化床鍋爐，已于1996年6月投產。目前國內在建設75噸／時及以下的小型CFBC鍋爐方面有一定的經驗，但脫硫、除灰、防磨等配套技術還有待完善。50MW（22O噸／時）循環流化床鍋爐已經“八五”科技攻關，完成了設計和制造，1996年正在進行安裝調試。國內已基本具備設計、制造100MWCFBC鍋爐的能力。
增壓流化床（PFBC）
    增壓流化床發電技術由于實現了聯合循環，發電效率高于CFBC發電技術。目前瑞典、日本、美國、西班牙等國家都運行著ABB公司生產的單機容量最大的增壓流化床聯合循環（PFBC-CC）發電機組P200型（80MW），ABB公司生產的P800型（350MW）PFBC-CC發電機組正在日本安裝之中，其發電效率可望達到42%左右。美國BAB-COCK-WILCOX公司、日本三菱重工業公司、日立公司等亦具有設計及制造100MW級PFBC電站的能力。
    國內目前僅有的一套PFBC-CC示范試驗裝置（15MW）正在建設之中，容量只有國外最大容量的1／25。大型商業化PFBC機組的高溫煙氣凈化技術及設備、大功率高初溫燃氣輪機技術、控制技術等還處于實驗室研究開發階段。
整體煤氣化聯合循環（IGCC）
    IGCC發電技術通過將煤氣化生成燃料氣，驅動燃氣輪機發電，其尾氣通過余熱鍋爐生產蒸汽驅動汽輪機發電，使燃氣發電與蒸汽發電聯合起來，發電效率達45%以上。目前IGCC發電技術正處于第二代技術的成熟階段，燃氣輪機初溫達到1288℃，單機容量可望超過400MW。世界在建、擬建的IGCC電站24座，總容量8400MW，最大單機300MW。荷蘭的BＡGGＥＮＵＭ電站（單機253MW）已于1994年投入運行，美國WABASH
RIVER電站（單機265MW）及TAMPA電站（單機260MW）、西班牙的PUERTOLLANO電站（單機300MW）目前正在建設之中，1997年前將相繼投產。IGCC發電技術將極有可能成為21世紀主要的發電方式之一。
    我國IGCC發電技術的研究剛剛起步，做過的工作僅限于可行性研究。但部分單項技術（如氣化爐、空分設備、煤氣脫硫等）有一定的基礎。
（3）煤炭轉化
是指以化學方法將煤轉化為潔凈的氣體（或液體）燃料或化工原料（或產品），是實現煤炭高效潔凈利用的重要途徑，包括煤炭氣化、液化和燃料電池。
煤炭氣化（Coal Gasification）
     煤炭氣化是在適宜的條件下將煤炭轉化為氣體燃（原）料的技術，旨在生產民用、工業用燃料氣和合成氣，并使煤中的硫、氮化物和粉塵等有害雜質在氣化的過程中得到脫除，使污染排放得到控制。
    由于石油和天然氣的廣泛使用，國外很少使用煤制氣作為工業、民用燃料氣和合成原料氣，煤氣化技術的應用領域主要局限于生產能力大、可直接利用粉煤的流化床與氣流床氣化技術。近年來，由于IGCC技術的發展，國際上針對IGCC的煤氣化技術進行了大量研究和開發，主要有BG／L，HTW，U一GAS，KRW，TEXACO（德士古），DOW，SHELL（殼牌），PRENFLO等技術，其中德士古已于八十年代完成商業化示范，殼牌的商業化示范正在運行，其余的商業化示范均在建設中。
    我國的能源消費結構與國外不同，煤制氣是主要的燃料氣和原料氣的來源，但技術水平還很低。所采用的工藝主要是固定床常壓空氣氣化工藝，采用的爐型以前多為混合煤氣發生爐、水煤氣發生爐，近年來通過引進和消化吸收國外的技術，已有一些企業改用發生爐型兩段爐氣化技術。魯南化工集團通過對德士古氣化爐的消化、吸收、創新，基本掌握了設計、制造技術，已在其所屬化肥廠中配10萬噸合成氨工程，成功運行多年。近年來，國內對世界先進的煤氣化技術進行了不同程度的研究，取得了一些成果，但離商業化應用水平和國際先進水平還相差較遠，尤其在關鍵零部件的壽命、熱效率、氣化率和環保等方面仍需作大量研究開發工作。
    此外，在煤炭地下氣化技術的研究方面，我國有關研究單位進行了十多年的科研工作，并進行了半工業性試驗，這項技術對我國部分哀老報廢礦及（城市）回收殘留煤炭資源并就近供應消費市場有一定的現實意義。
煤炭液化（Coal Liquefaction）
    煤炭液化是將固體煤在適宜的反應條件下轉化為潔凈的液體燃料。工藝上可分為直接液化、間接液化（先氣化再合成）和煤油共煉。從二次大戰期間德國用煤液化生產汽油、柴油到70年代兩次石油危機后的煤炭液化研究重新興起，這一技術已日趨成熟。
直接液化
    是煤直接通過高壓加氫獲得液體燃料，二戰期間就已在德國等一些國家工業化。以后隨著廉價石油的大量開發，直接液化難以立足。70年代受石油危機的影響，一些發達國家相繼投入大批人力物力重新開發直接液化技術。研究的重點是如何降低反應的苛刻度，提高油收率和油品質量，以此來提高直接液化技術的經濟競爭力。至八十年代中期，已誕生了幾種新的液化工藝并相繼進行了中試。由于世界石油價格偏低，煤直接液化至今未形成商業化生產，但發達國家改進技術、降低液化成本的研究一直未停止，并已經開發成功日處理11000噸煤炭的直接液化工藝。
    八十年代初我國重新開展煤炭直接液化技術研究。通過“六五”、“七五”及“八五”期間的科技攻關和國際合作，已建成具有較先進水平的加氫液化、油品提質加工和分析檢驗實驗室及煤液化連續試驗裝置，開發了基礎研究和工藝開發，取得了一批國內外先進水平的科研成果，為實現煤液
化工業化奠定了基礎。目前國內的研究工作尚局限于小試階段。
間接液化
    是煤先經過氣化制成CO和H2，然后進一步合成得到烴類或含氧液體燃料。其特點是煤種的適應性較廣，除生產液體燃料外，還可生產多種高附加值的化工產品。二戰期間德國曾用此法生產液體燃料，二戰后停產。南非由于其特殊國際環境，一直應用F-T法生產液體燃料。產品達130多種，年產量達到500萬噸。八十年代初中科院、化工部等單位重新開展研究開發工作。重點放在氣化和凈化方法的改善和調整產品分布上。中科院開發的MFT法主要產品集中在高附加值的硬蠟、高辛院值汽油和部分甲烷化的潔凈煤氣，從而簡化了產品加工流程，實現了產品優化。這一技術已在山西晉城完成了200O噸／年工業性試驗。此外，化工部也在專用燃料添加劑方面做了不少工作。如西南化工研究院開發的液相法合成碳酸二甲酯、甲醇脫氧制甲酸甲酯、甲醇制二甲醚，成都有機所開發的CO＋H2合成甲酸甲酯新工藝等等。
煤油共煉
    是煤直接液化派生出來的新工藝。是把石油渣油與煤一起加氫裂解，因煤與渣油的協同效應而使油收率顯著提高，裝置的生產能力也可增加一倍。煤油共煉是三種工藝中投資最省的。“七五”期間，國內科研機構曾進行過探索性研究。
    煤基醇類燃料甲醇是用含有H2和CO的原料氣制造的，可在汽油中摻入一定比例或單獨作為汽車燃料。甲醇作為汽車燃料時，尾氣中的SO2和NOX排放量極少，但其具有易揮發性、易燃性和毒性。在生產、儲存、運輸和使用中需采取嚴格的措施。
    美國、法國已建成以發展車用燃料為目標的煤制甲醇廠，并開始了汽車應用示范。我國煤制甲醇燃料已有成熟技術，在汽油中摻入5%、15%、25%的甲醇及用純甲醇作為汽車燃料的試驗已經進行，特別是小比例摻燒甲醇，汽車無需做任何改動。目前存在的問題是甲醇價格偏高，缺乏競爭能力。
燃料電池（Fuel Cells）
    燃料電池是直接將燃料的化學能轉化為電能的技術，目前國際上已經開發出數種不同類型的燃料電池，主要用于航天器的動力，使用的主要燃料為氫氣和甲烷氣。近年來，美國等西方國家正在積極開發使用天然氣的商業化電站（2MW級）。同時能燃用煤制氣的“固體氧化物型燃料電池”技術也正在開發中，美國和日本已經分別進行了20KW和25KW此種電池的試運轉。我國在燃料電池方面研究取得了不少成就，但主要是在航天及國防的應用上，民用燃料電池電站的研究尚未正式開始。
（4）污染排放控制與廢棄物處理
    是對煤炭開發利用過程中產生的污染和廢棄物進行控制和處理的技術，主要包括煙氣凈化、粉煤灰的綜合利用以及煤炭礦區污染排放物的綜合利用和無害化處理。
煙氣凈化（Flue Gas Cleaning）
    燃煤鍋爐排放的粉塵、二氧化硫、氮氧化物是空氣污染的主要原因。我國是燃煤大國，而且煤炭的含硫量比較高，發電用煤的平均含硫量達1.15%，由于排放標準要求低，加上治理資金缺乏、治理手段比較落后，致使燃煤引起的環境污染相當嚴重，與發達國家的差距很大。粉塵：發達國家
    大型燃煤鍋爐都配備5個甚至更多電場的高效電除塵器或多室的布袋除塵器，除塵效率高于99.9%，實際排放濃度都低于標準要求，一般為50mg／Nm3。由于受資金不足的制約，我國大型燃煤鍋爐僅配備3-4電場的電除塵器，加之國產除塵設備運行不穩定，控制性能差，實際排放濃度往往高于現有標準。
    二氧化硫（SO2）：發達國家大型燃煤鍋爐幾乎都配備效率95%以上的濕法脫硫設備，中小鍋爐也采取了經濟可行的脫硫措施，包括爐內噴鈣及增濕活化脫硫工藝。我國由于目前沒有掌握煙氣脫硫設備的設計和制造技術，而引進脫硫設備價格又太昂貴，國力難以承受，因此燃煤鍋爐的二氧化硫排放基本處于失控狀態。二氧化硫的大量排放不僅形成酸雨，造成空氣污染，而且嚴重腐蝕鍋爐尾部設備，影響生產和安全運行。
    氮氧化物（NOX）：發達國家目前主要采取在大型燃煤鍋爐上安裝低氮燃燒器，使氮氧化物排放降低40%左右。環保標準嚴格的日本和德國還要求裝設煙氣脫氮裝置。
    我國目前僅在新建300MW及以上鍋爐裝有低氮燃燒器，大量300MW以下鍋爐氮氧化物無法控制，而且由于燃燒控制調節水平低，造成氮氧化物生成量的增加。
廢棄物處理（Waste Management）
    主要包括對煤炭開采和利用過程中所產生的矸石、煤層甲烷、煤泥、礦井水及燃煤電站所產生的粉煤灰等進行處理。這些污染物的大量排放既嚴重污染環境，又造成了資源的浪費。
    國外對煤矸石的處理有比較健全的法規和管理辦法，基本實現了無害化處理。主要途徑是回填采空區、作為建筑工程填料、筑路造地、回收有用成分及作燃料、建筑材料和改良土壤等用。我國作為世界第一產煤國，現已積存煤矸石約30億噸，且每年新增的排放量還在1.5-2億噸，目前僅有少量利用，1993年的利用總量共4700萬噸，主要利用途徑是發電、生產水泥和燒磚。
煤層甲烷（Coal-Bed
    Ｍethane又稱煤層瓦斯和煤層氣）與煤共生，開采煤炭時從煤體內溢出。它是一種優質能源，但同時又是煤炭開采的一種主要災害隱患，并且，其大量排空對全球氣候變化（溫室效應）有較大影響。目前世界上主要產煤國對煤層甲烷的資源化開發利用程度較高，主要方法是地面鉆井開采。美國1993年煤層氣的產氣井有5000余口，產氣量達到207億立方米。我國煤層氣的開發利用程度還很低，主要是采取井巷抽放，但氣體利用價值低，地面開采尚處于探索研究階段，正在開展示范工程并與國外進行合作風險勘探。
    粉煤灰是燃煤電站排出的固體廢棄物，歐美發達國家的大型電廠已將煙氣凈化、灰渣干排、干灰調濕等納入電廠規劃，達到既清潔發電又使粉煤灰資源化，粉煤灰被大量應用于筑路、生產水泥和優質混凝土、制磚及其它建材，歐美曾將粉煤灰大量用于建筑高速公路，用于生產水泥熟料和配制粉煤灰混凝土時的粉煤灰摻入量達到或超過50%。1992年我國的粉煤灰積存量已達近6億噸，每年新增的排放量約1億噸，目前電廠排灰系統的設計仍以排放為主，只有少數電廠能設計并做到灰渣排放與利用平衡，粉煤灰的利用率還很低，但近來由于大型電廠均采用電除塵設備，并在有條件的地方采用干出灰、灰渣分排、粗細分排、干灰調濕等設計方案，為粉煤灰的綜合利用創造了條件。
2.2 發展中國潔凈煤技術需要解決的關鍵問題
中國潔凈煤技術的發展取得了一定的成就，但仍然存在許多問題，主要有：
（1）缺少必要的宏觀規劃和指導
    潔凈煤技術涉及多行業、多學科和各個地區，是一項巨大的系統工程，發展難度也很大。我國在潔凈煤技術的發展方面投入了許多人力、物力和財力，但由于缺乏規劃，宏觀協調不夠，造成部門、學科的條塊分割，力量分散，許多項目及投資重復。需要加強統一規劃管理，在國家級發展規
劃的整體協調下，統籌安排，集中力量、集中資金，充分發揮部門、地方的積極性，形成良好的技術發展布局和發展層次。
（2）投入不足，政策不配套
    多年來，有關潔凈煤技術領域的研究開發和推廣應用速度很慢，較多的技術成果停留在小試階段或研究室內，其中一個主要原因是放大試驗、工程示范經費嚴重不足，推廣應用的配套鼓勵政策也不落實。
    因此，目前亟待解決潔凈煤技術項目啟動工程的初期投入問題。需要國家在資金和政策上給予傾斜支持，增加對潔凈煤技術的投入。
（3）環保法規不健全，標準低，執法不力
    潔凈煤技術的開發和推廣應用工作需要有配套的法律法規予以支持。目前我國在這方面的相關法律、法規還不健全，對低效率、高污染、技術陳舊的部門和企業的制裁和罰款，對采用新技術、效率高、環境效益好的項目實行經濟上的鼓勵和扶植都還不具體。現有的污染控制標準與國際上相比還很低，同時還存在力度較差，執法不嚴的問題，對發展潔凈煤技術還不能起到應有的促進作用。
　三、我國“九五”潔凈煤技術發展計劃和2010年設想
　3.1 指導思想和思路
    我國發展潔凈煤技術的宗旨是“提高煤炭利用效率，減少環境污染，促進經濟發展。”由于潔凈煤技術的研究、示范及推廣涉及面廣，技術難度大，需要大量的投入，因此，我國在開展這方面的工作時要統籌規劃，分工實施，突出重點，講求實效。要通過“九五”計劃的實施，掌握和推廣一批適合我國國情的潔凈煤技術，并開發和跟蹤一批國際先進技術，使我國的潔凈煤技術發展有一個良好的起步。2001年到2010年，我國的潔凈煤技術要在“九五”的基礎上有大的發展，隨著我國經濟和社會的不斷發展，煤炭的終端消費結構要不斷優化，在潔凈煤技術的主要領域要接近國際水平，并大面積推廣應用。
    “九五”潔凈煤計劃的內容包括研究開發、試驗示范和推廣應用三個層次，即研究開發一批先進技術和高新技術，試驗示范一批基本成熟技術，推廣應用一批成熟技術。實現科研、示范和推廣協調發展。
    “九五”的研究開發工作要針對潔凈煤領域內技術起點高，對長遠的能源結構和產業技術有重大影響的項目，包括IGCC、煤炭液化等進行研究開發和技術跟蹤，為下個世紀的工程示范和商業化應用做好技術準備。同時，研究開發要與產業化緊密結合。
    “九五”試驗示范工作主要選擇一批能在“九五”后期或下世紀初實現商業化推廣的先進技術，包括PFBC、大容量CFBC、工業型煤、先進脫硫技術等，進行工程試驗示范。
    “九五”潔凈煤技術的推廣應用，重點放在對目前我國的環境造成嚴重污染的主要環節。包括洗煤、型煤、煙氣脫硫、煤灰渣處理等。要通過法規的引導，輔以優惠的政策，解決資金來源，爭取在短時期內實現煤煙型污染有明顯改善，煤炭利用效率有顯著提高。
    我國潔凈煤技術的發展還要充分利用國際技術資源，自我開發與引進消化相結合。在加強國際合作，共同開發的同時，對一些在國際上已經成熟的適用技術，可以引進和借鑒，以加快我國潔凈煤技術的發展速度。
3.2 主要目標
（1）煤炭洗選
    “九五”期間及到2010年要研究開發高效洗煤新技術和大規模、智能化洗選技術，其中特別要根據我國主要礦區分布在干旱缺水地區的情況，加強開發干法及省水型洗選技術；重點開發大型洗煤設備，提高設備可靠性。
    建設大型高效簡化重介選煤新工藝、干法選煤、高硫煤深度洗選工藝等煤炭洗選示范工程。推廣現有成熟的選煤技術，“九五”期間要擴大煤炭洗選能力，除要滿足煉焦洗精煤的需求增長外，要加快動力煤洗選的發展速度。計劃“九五”期間新建198個洗煤廠，對100個現有洗煤廠進行技術改造，新增洗煤能力2.24億噸，到2000年使我國的原煤入洗量達4.5億噸，人洗率提高到30%以上。2000年后，煤炭的入洗率要繼續以較快的速度提高。
（2）型煤
    “九五”期問要加強工業燃料氣型煤（煙煤）和化工氣化型煤（無煙煤）的生產工藝和成套設備的研究開發，其中要特別加強對型煤的防吸濕、無需烘干的粘接劑的研究開發，加強壽命長、功率大的成型成套設備的開發，研究高固硫率工業型煤技術。在此基礎上，爭取建設較大規模的工業型煤生產示范廠。
    我國民用型煤技術已經成熟，“九五”期間要制訂優惠政策和法規，繼續推廣和普及民用型煤，民用型煤的產量由5000萬噸增加到8000萬噸，保證2000年城鎮居民生活用型煤普及率達到80%。
（3）水煤漿
    “九五”期間重點研究高效廉價添加劑、高灰煤泥的制漿、脫硫及先進的水煤漿氣化技術；開發大型代油水煤漿燃燒工藝和設備，解決水煤漿工業示范應用系統關鍵技術，建設220噸／時燃油電站鍋爐改燒水煤漿的示范工程。
    發揮現有水煤漿制備廠的生產能力，在現有水煤漿廠周圍的工業鍋爐上推廣應用水煤漿。
（4）循環流化床發電技術
    “九五”期間要在消化引進技術的基礎上，加快200一300MW大型CFBC鍋爐的爐膛結構、分離器、布風裝置、防磨、回料控制的結構特性及流動、傳熱、燃燒特性的研究。
    建設一座配備國產400噸／時循環流化床鍋爐的100MW示范電廠，引進200-300MW循環流化床鍋爐的設計制造技術。采取中外合作的方式建設200-300MW的循環流化床示范電廠，作為國內開發研究的依托工程。
    積極鼓勵推廣應用50MW和100MW的循環流化床電站鍋爐，特別是在礦區和燃用劣質燃料的電站應用。
（5）增壓流化床發電技術
    “九五”期間要繼續賈旺發電廠15MW增壓流化床聯合循環中試電站的建設和后期的調試及試驗工作，重點研究大功率、高初溫燃氣輪機技術，高溫煙氣的脫硫技術。建設一座100MW級增壓流化床示范電站，同時引進技術，2000年至2005年基本實現大型PFBC發電設備的國產化。
（6）整體煤氣化聯合循環發電技術
    我國在IGCC發電方面，目前還處于對其部分技術進行實驗室研究開發階段。“九五”期間要跟蹤國外先進技術的發展，同時加強與IGCC配套的煤氣化技術、燃氣輪機技術的國內研究開發。積極創造條件，爭取在“九五”末期能開始進行示范工程的建設。到2010年基本實現IGCC關鍵設備的國產化。
（7）煤炭氣化
    我國煤氣的市場需求量很大，但國內現有氣化技術仍以固定床氣化為主，在熱效率、氣化率和環保方面與國外的加壓氣化技術、流化床氣化技術等先進氣化技術相比，水平相差較遠。“九五”期間要圍繞民用、化工和IGCC三個方面的需要，加強開發流化床氣化技術、以型煤為原料的富氧氣化技術、高溫煤氣凈化技術以及與IGCC發電配套的氣化技術的研究開發。“九五”將繼續進行煤炭地下氣化的研究。
    建設循環流化床煤氣化示范工程以及與前述IGCC發電示范工程配套的氣化技術示范工程。
（8）煤炭液化
    煤炭液化目前處于試驗研究階段，“九五”期間要將直接液化和間接液化的煤基合成油作為研究的重點。在直接液化方面要研究開發褐煤的脫水液化工藝、催化劑、大型反應器；煤基合成油方面要研究開發新型催化劑、高級蠟制品、新的脫硫技術。
    “九五”期間選擇一個適當的氣源（如現有的煤氣廠、化肥廠），建設間接液化的工業化示范廠。對直接液化，可考慮選擇褐煤超臨界萃取法直接液化工藝，進行工業化示范工程的前期準備工作。
    2010年爭取建成商業化的煤炭液化工廠。繼續進行甲醇作為汽車等代用燃料的研究。
（9）燃料電池
    燃料電池是將燃料中的化學能直接轉換成電能的裝置，它具有轉換效率高、污染低、系統運行噪音低的特點，是一種新型的發電技術。“九五”期間進行必要的跟蹤開發研究，主要跟蹤方向選擇熔融碳酸鹽型燃料電池。
（10）煙氣凈化
    煤炭開發利用過程中二氧化硫、氮氧化物及粉塵的治理是潔凈煤技術的重要內容。我國煤炭含硫量較高，發電用煤的平均含硫量達1.15%，而燃煤鍋爐普遍沒有采取脫硫措施，致使二氧化硫大量排放，嚴重污染環境。因此，二氧化硫的排放控制是目前煤炭利用過程中需要解決的主要環境問題之一。
    目前黃島電廠30萬標方／時半干法脫硫示范工程、太原一電廠60萬標方／時簡易濕法脫硫示范工程、成都電廠30萬標方／時電子束脫硫示范工程正在建設或調試之中，“九五”期間要繼續進行上述示范試驗，積累經驗，完成300MW機組運用上述工藝的放大設計。
    濕法脫硫工藝已經成熟，“九五”期間要作為推廣的重點。但是國內還不具有設計技術和關鍵設備的制造能力。“九五”期間必須隨著脫硫設備的引進或單獨引進脫硫設備的設計制造技術，將國內設計、制造、及運行部門組織起來，盡快具備脫硫工程總包能力，這樣不僅節約外匯，降低工程造價，還可發展我國的脫硫設備制造產業。
    煙氣凈化，特別是煙氣脫硫的主要對象是電站鍋爐，“九五”期間，要根據國家環保法規和標準的要求，在酸雨控制區的新建的電廠要逐步配套建設脫硫設施。到2010年，要使燃煤電站煙氣凈化技術水平和污染排放指標接近國際先進水平。
（11）電廠粉煤灰綜合利用
“九五”期間要繼續推廣粉煤灰筑路、回填、水泥摻合料等大宗利用工藝，同時研究開發分選等新的利用技術。
（12）煤層甲烷（煤層氣）的開發利用
    為了加快開發我國的煤層氣，國務院批準成立了專門的從事煤層氣開發的公司，主要從事煤層氣的勘探開發工作，聯合國開發計劃署籌資1000萬美元資助的我國四個關于煤層氣的研究和示范項目已經在實施。“九五”要繼續加強勘探和開發技術的研究，并要選擇富煤層氣的煤田進行甲烷的綜合開發利用示范工程建設。到2010年，煤層氣要形成規模開發和利用。
（13）煤矸石和煤泥水的綜合利用
    對煤矸石，特別是高硫煤矸石的利用要進行經濟、技術和環境綜合評價研究，在此基礎上，“九五”期間煤矸石的綜合利用可以發電一供熱一建材聯產的成熟方式加以利用，建設坑口煤矸石電站。對礦井水和煤泥水要以凈化循環利用為方向進行資源化處理，并結合水煤漿技術的開發，利用煤泥制造水煤漿。
（14）關于工業鍋爐和窯爐
    從長遠看，中小工業鍋爐應逐步被其它形式的更潔凈的供熱（汽）方式所取代，如熱電聯產、集中供熱等。對不能被取代的工業鍋爐及民用小鍋爐，可以逐步用更潔凈的氣體（液體）燃料及型煤替代散燒原煤。由于近期大量的工業鍋爐不可能很快消失，因此要研究開發經濟適用的高效燃燒技術和配套的污染控制技術。工業窯爐的燃煤量大，燃燒效率低，污染嚴重，“九五”要結合型煤的發展，開發高效燃燒技術，長遠看也要考慮燃料替代問題。
3.3 “九五”潔凈煤技術發展資金來源
    按照“統籌規劃、分頭實施”的原則，結合各個部門的計劃，由科研、技改和基建分渠道分別組織實施。因此，潔凈煤項目的資金籌集要根據項目性質的不同，采取不同的辦法，在國家投入的基礎上，廣泛吸收社會和企業的資金及外資的投入。
為了使潔凈煤技術的發展計劃能落到實處，現有的以煤代油資金將部分用于扶持潔凈煤技術的發展。
    列入國家重點科研計劃的項目，以科研撥款為主；企業研究開發項目，以企業投入為主。
    示范工程的資金籌集，可借鑒國外的成功經驗，由國家和企業共同負擔。國家的資金投入除現有的用于配套研究的科研經費外，要由以煤代油資金予以補充支持。
成熟技術的推廣應用將按項目性質，列入各部門基建及技改計劃。
　四、政策措施
　由于潔凈煤技術是具有很好社會效益的技術，在起步階段，國家應給予必要的扶持。
4.1 資金投人政策
    潔凈煤技術既包括有需要大量推廣運用的適合我國國情的實用技術，又有需要開發和示范試驗的高新技術，因此，加快潔凈煤技術的發展必須要有大量的資金投入。
鑒于我國在潔凈煤技術的研究開發方面與先進國家相比差距較大，因此，“九五”期間要增加對潔凈煤技術研究開發的資金投入。
    “九五”潔凈煤技術試驗示范的資金來源，要借鑒國外的成功經驗，對列入國家科研計劃的項目，采取國家和企業按一定比例分擔的辦法籌集資金。
    “九五”潔凈煤推廠應用項目（包括基本建設項目和技術改造項目）及建設資金要納入國家基建和技改項目和資金計劃，統籌安排。
    在利用外資方面，國家要優先安排潔凈煤項目，對環境、社會效益明顯的潔凈煤技術項目，增加安排國外優惠貸款。
4.2 金融、稅收政策
    潔凈煤技術中有相當一部分屬高新技術，又具有顯著的環境和社會效益，但相當一部分項目在起始階段沒有經濟效益或經濟效益不明顯，因此，潔凈煤技術的發展不僅要依靠法律、法規的支持，更需要經濟政策的扶持。
    為了使潔凈煤技術的推廣應用在經濟上能有一定的生存能力，并有利于提高企業發展潔凈煤技術的積極性，國家要在稅收上對影響面廣、環境效益非常明顯的一些潔凈煤項目，如粉煤灰綜合利用等項目給予優惠待遇。對潔凈煤技術項目，其投資方向調節稅適用零稅率。
為促進潔凈煤技術的推廣應用，國家要將潔凈煤技術推廣應用的基建和技改項目列入優先給以政策性貸款扶持的范疇，在安排優惠貸款時給以傾斜。
    對列入電力建設計劃的潔凈煤試驗示范項目，將在其上網電價上予以優惠，以使項目能得到合理的回報率。
4.3 法律、法規
    與煤炭的開發和利用相關的環保、節能法規建設是發展潔凈煤技術的法律依據和前提，世界各國在這方面的許多成功經驗和做法都值得我們借鑒。
    發展我國的潔凈煤事業，首先必須健全相關的配套法律法規，并強化執法力度。“九五”期間要進一步完善我國的《大氣污染防治法》及相關的環保標準和實施細則，爭取《節約能源法》盡快出臺，制定和完善強制淘汰高耗能、高污染設備及使用潔凈煤技術的行政法規，以此作為推動潔凈煤技術發展的外部的強制推動力。
4.4 加強宣傳
    潔凈煤事業是環境保護事業的一部分，同時，由于煤炭的開發和使用點多面廣，因此它又是關系千家萬戶和每一個公民的社會問題。為了給推動潔凈煤技術發展創造一個社會推動力，必須加強宣傳，統一全社會的認識。要由潔凈煤主管機構組織可以利用的新聞媒介，宣傳發展和推廣應用潔凈煤技術的必要性和重要性，提高全民族的節能和環保意識。同時有必要組織舉辦培訓班，對各級政府能源和環保主管機構的工作人員、主要耗能企業的領導進行培訓。

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中國潔凈煤技術“九五”計劃和2010年發展綱要