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中国工程院院士葛世荣:以颠覆性技术实现煤炭清洁高效利用

日期: 2023-03-23
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中国工程院院士葛世荣:以颠覆性技术实现煤炭清洁高效利用

访中国工程院院士葛世荣

中国能源新闻网记者 莫非

  “实现煤炭的清洁高效利用,最核心的是要实现颠覆性的技术变革。”全国两会期间,中国工程院院士葛世荣接受中能传媒记者专访,就如何推进煤炭清洁高效利用、构建新型能源体系畅谈了他的思考。

  2022年,全国煤炭产量完成45.6亿吨,煤炭占能源消费总量的56.2%。“对于一个国家来说,如果某种能源品种消费比例占到50%以上,它就是一种战略性能源,其安全供给非常重要。”葛世荣说。
  葛世荣认为,今年政府工作报告强调的“推进能源清洁高效利用和技术研发,加快建设新型能源体系”颇具深意。“我理解的新型能源体系中的要素排序,应该是安全、高效、清洁、低碳。面对错综复杂的国际形势,我国首先要考虑能源安全。这就意味着我们要基于我国多煤少油缺气的资源禀赋,构建以煤基能源为保障的低碳能源生产体系。”
  在我国,目前每10度电有6度来自煤炭发电,如何降低燃煤发电产生的污染,始终是行业焦点。“现在一些燃煤发电厂的污染物排放指标比天然气发电厂还低,说明清洁发电技术已经成熟。但是,二氧化碳的排放问题还没有解决。所以煤炭清洁高效利用的重点,在于降低二氧化碳排放。”葛世荣说。
  “降碳的途径之一,是降低发电煤耗,发电用的煤少,排放自然会降低。比如,国家能源投资集团有限责任公司研发的‘煤基纳米碳氢燃料火力发电’技术,可降低发电标准煤耗50克/千瓦时,减少二氧化碳排放120克/千瓦时,能实现煤电产业源头减碳;另外,通过提高燃煤锅炉温度和压力,比如超超临界机组,提高燃煤热转换效率,同样的煤炭量可以发更多的电。”
  葛世荣说,这些技术手段依然是在煤炭传统利用方式——“燃烧”上做文章。他认为,彻底实现煤炭高效清洁利用,应该在利用方式上进行革命性的变化,大力发展煤基能源的颠覆性技术。
  葛世荣介绍,目前我国油气的对外依存度高,能源安全形势严峻。如果将煤炭转化为油气,不仅可以发挥降碳潜力,也将提升能源保障能力。“国家能源集团在煤化工方面进行了多年探索,现在该集团掌握的煤制油技术已打破国外封锁,走到了世界前列。”
  “煤炭利用的另一种革命性技术,是低碳化煤制气。目前通过地面气化,可将煤转化成氢气,我们得到的是‘灰氢’。”葛世荣说,为了更好地降低煤炭气化的碳排放,早在40年前,中国矿业大学就开始了对地下煤炭原位气化的探索与研究。
  “地下煤炭原位气化,简单来讲,就是不将煤炭开采出来燃烧,直接在地下进行气化利用。气化完成之后,气化腔中可在气化周期内封存约65%的二氧化碳,这些二氧化碳可用于生产甲醇或其他化学品。”葛世荣解释说,煤炭从固态能源转化为气态能源,用来发电就是超低排放的天然气发电;而气化腔内留存的二氧化碳,可制甲醇再制氢气。整个过程是一个近零排放的制甲醇、制氢的工艺流程。相较于地面气化,由于地下气化摈弃了开采运输等环节,成本上也具备一定优势。
  “煤炭清洁高效利用最核心的关键点,就是产生颠覆性的技术变革。比如地下气化技术,就是变采煤为采气的煤炭清洁开发利用的变革性技术路线。”葛世荣表示,目前煤炭地下气化已进入工程化阶段,一些能源央企在积极布局,对该项技术的发展前景十分看好。
  “应聚焦煤基能源的颠覆性技术,包括绿色智能开发、清洁低碳利用,以及矿区原地CCUS等,实现煤炭清洁高效利用和燃煤发电降碳减排。即使将来可再生能源占比达到70%~80%,低碳化煤电也应当被认为是一种清洁能源,作为我国能源体系的根基,起到能源安全保底作用。”葛世荣说。



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