破解清潔能源產(chǎn)業(yè)化發(fā)展困局之道

以煤炭等傳統(tǒng)能源清潔化和水、核、風(fēng)、光等清潔能源產(chǎn)業(yè)化為標(biāo)志，我國(guó)已形成自己的清潔能源發(fā)展體系。然而近年來(lái)，風(fēng)電和光伏發(fā)電等清潔能源在產(chǎn)業(yè)化快速發(fā)展中卻面臨著“并網(wǎng)難”的困境。對(duì)此，中國(guó)工程院院士、神華集團(tuán)有限責(zé)任公司總經(jīng)理張玉卓提出，加強(qiáng)推進(jìn)能源耦合優(yōu)化技術(shù)，構(gòu)建低碳高效清潔多聯(lián)產(chǎn)能源系統(tǒng)。

張玉卓是在2012年歲末在一個(gè)高規(guī)格能源論壇上做上述表示的。他說(shuō)，所謂能源耦合優(yōu)化技術(shù)，是指從整個(gè)清潔能源體系考量，將可再生能源與煤炭多聯(lián)產(chǎn)耦合，通過(guò)煤化工產(chǎn)品的調(diào)峰，達(dá)到按用戶(hù)負(fù)荷供電的目的，并以此提高能源利用效率，減少污染物排放。

他認(rèn)為，未來(lái)能源的生態(tài)系統(tǒng)模式的構(gòu)建，就是利用煤轉(zhuǎn)化過(guò)程的新技術(shù)與可再生清潔能源相集成，形成近零排放的低碳高效清潔多聯(lián)產(chǎn)能源系統(tǒng)。

中國(guó)清潔能源發(fā)展位世界前列

“低碳、高效、清潔是世界能源發(fā)展方向，也是我國(guó)能源的戰(zhàn)略布局?！睆堄褡空f(shuō)，以黨的十七大為標(biāo)志，中國(guó)的能源戰(zhàn)略已從管理運(yùn)行層次跨入了戰(zhàn)略架構(gòu)層次，目前正處于能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的關(guān)鍵時(shí)期。2012年的政府工作報(bào)告明確提出，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，推動(dòng)傳統(tǒng)能源清潔高效利用，安全高效發(fā)展核電，積極發(fā)展水電，加快頁(yè)巖氣勘查、開(kāi)發(fā)攻關(guān)，提高新能源和可再生能源比重。這既是應(yīng)對(duì)全球氣候變化的鄭重承諾，也是大力發(fā)展清潔能源的重大戰(zhàn)略決策。

據(jù)介紹，我國(guó)清潔能源發(fā)展體系主要包括兩方面內(nèi)容：一方面，是以煤炭為代表的傳統(tǒng)能源的清潔化；另一方面，是以水能、核能、風(fēng)能、太陽(yáng)能等為代表的清潔能源的產(chǎn)業(yè)化。近年來(lái)，我國(guó)傳統(tǒng)能源的清潔化和清潔能源的產(chǎn)業(yè)化均發(fā)展迅猛，而且走在世界前列。

作為在我國(guó)煤潔凈轉(zhuǎn)化工程技術(shù)領(lǐng)域特別是煤制油技術(shù)領(lǐng)域的頂級(jí)專(zhuān)家，張玉卓對(duì)煤炭的清潔化發(fā)展和利用有著獨(dú)特的認(rèn)知。他說(shuō)，我國(guó)潔凈煤技術(shù)近年來(lái)發(fā)展迅猛，煤轉(zhuǎn)化利用已從焦炭、電石、煤制化肥產(chǎn)品為主的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，逐步向石油替代產(chǎn)品為主的現(xiàn)代煤化工轉(zhuǎn)變。目前，我國(guó)煤化工技術(shù)、產(chǎn)能和產(chǎn)量均居世界第一。2011年，我國(guó)煤制液體燃料產(chǎn)能達(dá)158萬(wàn)噸，煤制甲醇產(chǎn)能達(dá)3800萬(wàn)噸，煤制烯烴產(chǎn)能達(dá)180萬(wàn)噸。

“我國(guó)水電、核電、風(fēng)電、光伏發(fā)電等清潔能源產(chǎn)業(yè)化也走在世界前列?！睆堄褡空f(shuō)。

記者注意到，2013年全國(guó)能源工作會(huì)上公布的最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2012年，我國(guó)水電新增裝機(jī)1億千瓦，總裝機(jī)達(dá)到2.49億千瓦，居世界第一；風(fēng)電裝機(jī)由500萬(wàn)千瓦迅速增加到6300萬(wàn)千瓦，成為世界第一風(fēng)電大國(guó)，年發(fā)電量超過(guò)1000億千瓦時(shí)；光伏發(fā)電裝機(jī)由基本空白增加到700萬(wàn)千瓦；核電在建機(jī)組30臺(tái)、3273萬(wàn)千瓦，在建規(guī)模居世界第一，在役機(jī)組保持安全穩(wěn)定運(yùn)行。

據(jù)張玉卓介紹，我國(guó)的生物質(zhì)能、地?zé)崮芎秃Ｑ竽芾眉夹g(shù)等也開(kāi)始多元化、大規(guī)模發(fā)展；同時(shí)，以煤層氣和頁(yè)巖氣為重點(diǎn)的非常規(guī)天然氣也開(kāi)始起步。據(jù)統(tǒng)計(jì)，到2011年底，生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)約550萬(wàn)千瓦，生物燃料折合約1.64噸標(biāo)煤；地源熱泵供暖面積達(dá)到2億4千萬(wàn)平方米，高溫地?zé)岚l(fā)電趨于成熟；2011年，我國(guó)煤層氣抽采量達(dá)到115億立方米，利用量達(dá)53億立方米，頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)也邁出了重要步伐……

破解產(chǎn)業(yè)化發(fā)展之困

正因?yàn)槲覈?guó)能源資源稟賦決定了以煤炭為主的一次能源結(jié)構(gòu)在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)難以改變，大力發(fā)展清潔能源才被放在更加突出的戰(zhàn)略位置。全國(guó)能源工作會(huì)議提出，2013年我國(guó)在推進(jìn)煤炭安全開(kāi)采和高效利用，優(yōu)化發(fā)展煤電的同時(shí)，將進(jìn)一步發(fā)展新能源和可再生能源。全年新增水電裝機(jī)2100萬(wàn)千瓦、風(fēng)電裝機(jī)1800萬(wàn)千瓦、光伏發(fā)電裝機(jī)1000萬(wàn)千瓦。

“推動(dòng)清潔能源產(chǎn)業(yè)化規(guī)?；l(fā)展已是大勢(shì)所趨，但快速發(fā)展的清潔能源對(duì)電網(wǎng)的挑戰(zhàn)亦日益嚴(yán)峻。”張玉卓說(shuō)，“清潔可再生能源波幅大、頻率高、隨機(jī)性強(qiáng)，隨著風(fēng)電和光伏發(fā)電等可再生能源發(fā)電裝機(jī)容量的快速增加，電網(wǎng)承受能力已到邊緣?！?br>

他舉例說(shuō)，目前全國(guó)共有超過(guò)500萬(wàn)千瓦的風(fēng)電裝機(jī)未能并網(wǎng)，這相當(dāng)于500億元固定投資在白白浪費(fèi)。由清潔能源不穩(wěn)定性帶來(lái)的并網(wǎng)難題，已成為我國(guó)清潔能源產(chǎn)業(yè)化發(fā)展之痛。

如何破解這一難題？張玉卓說(shuō)，除了不斷提高清潔能源自身的能力比如風(fēng)電的低電壓穿越能力、改革消除能源體制機(jī)制性障礙比如鼓勵(lì)分布式太陽(yáng)能發(fā)電并網(wǎng)以外，蓄電技術(shù)受制于規(guī)模與成本限制，智能電網(wǎng)技術(shù)也只能是長(zhǎng)遠(yuǎn)期的方案。那么，從整個(gè)清潔能源體系的考量，將可再生能源與煤炭多聯(lián)產(chǎn)耦合，通過(guò)煤化工產(chǎn)品的調(diào)峰，達(dá)到按用戶(hù)負(fù)荷供電的目的。

據(jù)張玉卓介紹，能源耦合優(yōu)化技術(shù)包括：核能與化工過(guò)程的耦合，核能、太陽(yáng)能、風(fēng)能制氫與煤多聯(lián)產(chǎn)的耦合，太陽(yáng)能制氫與煤多聯(lián)產(chǎn)的耦合、還有煤與垃圾、生物質(zhì)共利用等等。

談及核能與化工過(guò)程的耦合，張玉卓說(shuō)，隨著核能技術(shù)的發(fā)展，介質(zhì)溫度越來(lái)越高?？於训臏囟瓤蛇_(dá)500攝氏度，高溫氣冷堆可高達(dá)950攝氏度，如此高的溫度不適合直接用于發(fā)電，反而適合于為各種化工過(guò)程提供熱源。

談及核能、太陽(yáng)能、風(fēng)能制氫與煤多聯(lián)產(chǎn)的耦合，張玉卓說(shuō)，這是指在煤基多聯(lián)產(chǎn)中，需要大量的氫氣參與化學(xué)合成。而核電、太陽(yáng)能、風(fēng)能則可以通過(guò)電解水、熱化學(xué)循環(huán)分解水、熱能高溫?zé)崃呀獾榷喾N方式獲得氫氣，實(shí)現(xiàn)清潔能源的就地利用，從而避開(kāi)清潔能源并網(wǎng)難的問(wèn)題。

說(shuō)起煤與垃圾、生物質(zhì)共利用的話(huà)題，張玉卓說(shuō)，生物質(zhì)和垃圾是可以直接規(guī)?；a(chǎn)氣體、液體、固體等清潔能源的可再生資源，進(jìn)行煤與垃圾、生物質(zhì)的共利用，將有助于我國(guó)能源結(jié)構(gòu)多元化和實(shí)現(xiàn)低碳發(fā)展。

“鑒于中國(guó)能源以煤炭為主的特殊國(guó)情，中國(guó)發(fā)展清潔能源乃大勢(shì)所趨?！睆堄褡恐赋觥爸袊?guó)必須考慮傳統(tǒng)能源遠(yuǎn)未優(yōu)質(zhì)化的國(guó)情，打造低碳高效的清潔能源全產(chǎn)業(yè)鏈，著力推進(jìn)清潔能源產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化發(fā)展?！?br>

神華集團(tuán)成清潔能源主力軍

“中央能源企業(yè)作為中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱之一，十分重視能礦資源等領(lǐng)域的開(kāi)拓和能源產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新，逐漸成為推進(jìn)中國(guó)清潔能源發(fā)展的主力軍?！睆堄褡咳缡钦f(shuō)。

據(jù)張玉卓介紹，作為主要大型中央能源企業(yè)的神華集團(tuán)，自1995年成立至今，不僅成為全球最大的煤炭經(jīng)銷(xiāo)商和煤、電、路、港、航、煤制油化工一體化開(kāi)發(fā)的綜合型能源企業(yè)，而且已成為低碳高效清潔能源發(fā)展的先行者。

首先，神華在現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)方面走在世界前列。其核心理念是通過(guò)將高碳的煤炭轉(zhuǎn)化為相對(duì)低碳的油品、化工品，對(duì)排放的高濃度二氧化碳進(jìn)行集中捕獲和封存處理，實(shí)現(xiàn)煤炭清潔低碳轉(zhuǎn)化和利用。神華百萬(wàn)噸級(jí)煤直接液化和60萬(wàn)噸/年煤制烯烴項(xiàng)目使中國(guó)成為世界唯一掌握該領(lǐng)域大規(guī)模工業(yè)技術(shù)的國(guó)家。

據(jù)了解，目前神華煤化工示范工程共有4項(xiàng)：一是煤制油，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的世界首套100萬(wàn)噸/年級(jí)煤直接液化工業(yè)化裝置成功建成，2011年生產(chǎn)各類(lèi)油品79.26萬(wàn)噸，實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入53.54億元，利稅14億元，并榮獲“中國(guó)煤炭科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)”特等獎(jiǎng)。二是煤制烯烴，年產(chǎn)60萬(wàn)噸煤制烯烴和50萬(wàn)噸煤制丙烯工業(yè)示范項(xiàng)目已相繼建成，2011年轉(zhuǎn)入商業(yè)化運(yùn)行。三是碳捕捉與封存，與美國(guó)CCS合作建成國(guó)內(nèi)首個(gè)10萬(wàn)噸/年CCS示范工程，并于2011年1月成功將超臨界狀態(tài)的液體二氧化碳注入到2243.6米深的地層，并且經(jīng)技術(shù)改造，CCS成本有可能從277元/噸降至140元/噸。四是煤制天然氣，年產(chǎn)17.3億立方米的煤制合成天然氣生產(chǎn)項(xiàng)目，目前已完成可行性研究工作。

按照規(guī)劃，神華目前已在內(nèi)蒙古、寧夏、陜西、新疆等地籌建一大批煤直接液化、煤間接液化、煤制烯烴、煤制天然氣項(xiàng)目。預(yù)計(jì)到2020年，清潔油品產(chǎn)量將達(dá)到1100萬(wàn)噸，煤基化學(xué)品產(chǎn)量1000萬(wàn)噸，煤制天然氣產(chǎn)量182億立方米。

其次，神華積極發(fā)展風(fēng)電、太陽(yáng)能等可再生能源。截至2011年底，神華風(fēng)電裝機(jī)容量已達(dá)335萬(wàn)千瓦，發(fā)電量達(dá)到40億千瓦時(shí)。按照規(guī)劃“十二五”期間，神華風(fēng)電裝機(jī)將達(dá)523萬(wàn)千瓦，總計(jì)發(fā)電量將達(dá)324億千瓦時(shí)；與此同時(shí)，神華還將大規(guī)模發(fā)展太陽(yáng)能發(fā)電項(xiàng)目，并主導(dǎo)參與了2個(gè)太陽(yáng)能發(fā)電國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和制定。此外，神華在河北尚義投資建設(shè)2.5兆瓦風(fēng)光互補(bǔ)并網(wǎng)發(fā)電項(xiàng)目已經(jīng)竣工，這是我國(guó)首批參與電網(wǎng)調(diào)度的風(fēng)光互補(bǔ)項(xiàng)目。

“神華積極發(fā)展風(fēng)電、太陽(yáng)能等可再生能源，其出發(fā)點(diǎn)不僅在于應(yīng)對(duì)可再生能源強(qiáng)制配額，更重要的是為‘可再生能源與現(xiàn)代煤化工的有機(jī)耦合’奠定基礎(chǔ)?！睆堄褡客嘎墩f(shuō)，據(jù)此神華投入25億元建設(shè)北京低碳清潔能源研究所，成功引入包括18名入選國(guó)家“千人計(jì)劃”在內(nèi)的數(shù)十位國(guó)際能源頂尖人才，為構(gòu)建低碳高效清潔多聯(lián)產(chǎn)的能源系統(tǒng)進(jìn)行積極探索。

來(lái)源：中國(guó)礦業(yè)報(bào) 作者：王 鵬 　

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