近期,全国大范围雾霾让空气质量再次成为话题,而烧煤是污染的主要成因之一。那么能否有一项这样的技术:既能清洁高效利用煤炭,又不产生诸如二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)和PM2.5等污染物,使蓝天白云成为常态?现在,这种愿望正在逐步变成现实!
12月25日,西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室研发的“煤炭超临界水气化制氢发电多联产技术”的产业化项目正式启动。西安交大将这项被形象地称为“超临界水蒸煤”的知识产权及相关技术作价人民币1.5亿元,转让给产业化投资公司,该公司将在初期筹资10亿元进行技术产业化的工程示范。
西安交大郭烈锦教授带领研究团队经过20年攻关,研发的这项技术,提出了一种煤炭在超临界水中完全吸热-还原制氢的新气化原理。它利用温度和压力达到或高于水的临界点(374.3℃、22.1MPa)时水的特殊物理化学性质,将煤中的碳、氢、氧元素气化转化为氢气和二氧化碳,同时热化学分解了部分超临界水制取氢气,将煤炭化学能直接高效转化为氢能。
气化过程中煤所含的氮、硫及金属元素及各种无机矿物质及灰分,由于不被氧化,会在反应器内随着气化而逐步净化沉积于底部,以灰渣的形式排出反应器,从源头上根除了二氧化硫、氮氧化物等气体污染物和PM2.5等粉尘颗粒物的生成和排放。
与传统“一把火烧煤”相比,该技术发电和制氢的效率显著提高,大型化后的一次性投资和运行成本则显著降低。气化产物可发电、供热、供蒸汽,还可生产高附加值化工产品,实现了煤炭能源的高效、洁净、无污染转化和利用。
11月21日,中科院专家召开了该技术的工程示范方案可行性论证会,一致认为该方案具有高能效、清洁低污染、低耗水、节能减排等特点,技术可行,经济性合理,并建议将该技术列入国家产业化重大项目计划。
团队的赵亮教授给记者算了这么一笔账:以陕西省为例,如在火电行业全面推广这项技术,理论上每年可削减氮氧化物排放42.7万吨、二氧化硫36.6万吨、煤粉尘6.69万吨,并降低煤耗约25%左右,潜在的社会和经济价值巨大。
我国作为煤炭生产和消费大国,以煤为主的能源结构短期内很难改变,在此背景下,这项具有完全自主知识产权的变革性技术,对于立足国情,发挥煤炭资源丰富的优势,抢占能源变革先机,保障能源战略安全具有重大意义。