世界重新重视煤炭

2005-03-16 08:39:13 信息来源：
世界重新重视煤炭
国际能源署最近指出，以某些指标而论，与原油、天然气、水电以及核电等其他任何一种能源相比，煤炭的全球消费增幅都是比较大的。据英国石油公司估计，全球去年的煤炭消费量增长了6.9％，而石油的消费量仅增加了2.1％。
煤炭仍然占据重要位置
实际上，煤炭从未淡出人们的视野。十九世纪以来，煤炭在美国的能源消费中一直占据重要位置。在英国，尽管该国近几十年来关闭了大部分采煤企业，但煤炭仍占其能源消费的18％左右。放眼全球，去年的煤炭消费占全球能源消费总量的26％。
2003年煤炭在世界能源消费结构中占26％，仍然远远高于天然气(22％)和核电(7％)。虽然过去一年国际煤炭价格上涨了140％，但仍属于最便宜的能源。美国最大的煤炭生产商皮阿伯迪能源公司计划到2010年年底前把年产量提高一倍，至4亿t。中国最大的煤炭企业神华集团有限责任公司也准备到2010年年底把年产量提高一倍，至2亿t。此外，哥伦比亚、澳大利亚和印度尼西亚等国也在提高本国的煤炭产量。
据国际能源机构提供的统计数据，截至2003年底，全球已发现的煤炭储量达1万亿t，其中亚太和北美地区分别占29.7％和26.2％。由于洁净煤技术的发展以及全球可能进入油价长期维持高位的时代，煤炭的应用受到更多的重视。
净煤技术大放光彩
净煤技术的发展始于上世纪80年代，是新一代的煤炭处理方法，它能够大大降低废气和其他污染物的排放量，从而将大幅度提高煤炭的经济效益和煤炭在环保方面的可接受性。世界能源委员会的一份最新研究报告认为，对于主要煤炭消费国来说，今后几十年内，从煤炭中提取的合成气体、液体和氢将是重要的长期能源供应来源。据该项研究的负责人比基预测，到2030年，全球约72％的发电将使用洁净煤技术。
美国是煤炭生产和消费大国，其一半以上的电力来自煤炭发电。因此，美国政府高度重视洁净煤技术的开发和应用，布什政府上台后即承诺在10年内拨款20亿美元用于推动洁净煤技术的发展。为此，布什政府制定了“美国洁净煤发电计划”，目的是到2018年使燃煤发电厂排放的硫、氮和汞减少近70％。
火力发电新法
传统的煤炭火力发电原理是，利用煤炭燃烧的热量所产生蒸汽带动涡轮发电。日本电源开发公司正在大力开发一种新方法，将火力发电与燃料电池结合起来，以减少二氧化碳排放量。2002年12月，这家公司已在北九州市启动试验设备。
而新方法则是把煤炭加入汽化炉内，制造出氢和一氧化氮混合气。混合气将分走两个途径：一是送进燃料电池，通过产生化学反应来发电。另一部分则与燃料电池排出的气体一起燃烧，再被送往涡轮。之后通过排热产生蒸汽，带动其他涡轮，这是一种“三段式结构”。这种方法的发电效率为60％，比以往的方式高出四成。预计利用该法可以减少煤炭用量并将二氧化碳排放量减少三成。该公司力争在2009年以后利用新法发电。
煤炭火力发电所产电力在日本所占比例为17％，低于原子能发电和石油火力发电。以相同发热量计，其二氧化碳排放量是石油的1.3倍。
不过，煤炭的价格便宜，在整个地球上的储藏量非常丰富，产地也分布广泛。电源开发公司新能源技术开发部副部长人谷淳一说：“要稳定供给能源，离不开煤炭资源。公司正打算在国外推广新法发电，比如在煤炭火力发电占较高比重的中国。”
寄希望于煤炭气化技术
煤的储藏量远远高于石油和天然气，全世界尚未开采的煤层有几万亿t。到目前为止，要利用，这些储藏的煤中的大部分的前景似乎还很遥远，因为开采成本太高，而且又出现了更加便宜、更加干净的能源。
但是，地下煤气化技术有可能会改变这一切。目前西方大能源公司最感兴趣的是煤炭气化技术。煤炭气化技术是将煤炭转化为清洁的燃气，再用于发电和其他用途。专家认为，煤炭气化技术特别是“集成气化联合循环”(IGCC)技术今后肯定会在美国得到广泛应用。“集成气化联合循环”技术是把煤炭转化为燃气并经过去污设备过滤后再使用，从而提高燃气的能效并减少氮氧化物、二氧化硫和汞的排放量。目前美国已有7个大规模的煤炭气化项目在运营之中；美国康菲石油公司和另一家公司最近宣布将投资12亿美元在明尼苏达州建造一座531MW、使用“集成气化联合循环”技术的发电厂。
专家认为，“集成气化联合循环”技术与其他洁净煤技术相比至少有4方面的优势：一、这是一项成熟的技术；二、这是最清洁、产生污染最少的煤炭处理技术；三、具有成本竞争力；四、这是最容易获得的控制煤炭污染排放的技术。与其他煤转电技术相比，“集成气化联合循环”技术还可以少用40％的水。
日本电力公司两年前已组建清洁煤炭能源研究所，研究开发煤炭气化复合发电技术，并计划在2010年前使之达到实用化水平。日本已推广煤炭气化复合发电，即首先在气化炉里用1600~1800℃的高温把煤炭气化，使之推动燃气轮机发电；然后，再利用废气废热制造水蒸气，推动蒸汽轮机发电。目前煤炭火力发电站的能源利用率一般为48％~ 50%，使用煤炭气化复合发电技术可把能源利用率提高大约8个百分点。此外，煤炭气化过程中产生的氮氧化物和硫化物等有害气体也将比直接燃烧煤炭减少 20％~30％。这家研究所计划在2010年之前将煤炭气化技术达到实用化水平。