隨著國家對能源需求的不斷擴大，能源的過度開發(fā)、利用帶來環(huán)境污染和全球氣候異常的問題更加突出。整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(Integrated Gasification Combined Cycle，IGCC)發(fā)電技術(shù)作為新一代先進的燃煤發(fā)電技術(shù)，把高效、清潔、廢物利用、多聯(lián)產(chǎn)和節(jié)水等特點有機地結(jié)合起來，被認(rèn)為是21世紀(jì)最有發(fā)展前途的潔凈煤發(fā)電技術(shù)。

    IGCC現(xiàn)在是怎樣的發(fā)展?fàn)顟B(tài)？又面臨什么樣的發(fā)展困難與障礙？日前，《科學(xué)時報》記者特別采訪了中國科學(xué)院南京分院副院長、中科院能源動力研究中心主任肖云漢。

    肖云漢曾任中科院工程熱物理所副所長、中科院高技術(shù)研究與發(fā)展局副局長，長期從事先進能源動力技術(shù)研發(fā)和能源科技政策及戰(zhàn)略研究，是國家“十一五”期間“863”計劃“以煤氣化為基礎(chǔ)的多聯(lián)產(chǎn)示范工程”重大項目總體專家組組長，國家“十五”清潔能源行動計劃秘書兼專家。

    《科學(xué)時報》：和常規(guī)燃煤發(fā)電技術(shù)相比，IGCC技術(shù)的優(yōu)勢體現(xiàn)在哪些方面？取得了哪些社會效益和經(jīng)濟效益？

    肖云漢：IGCC是集成煤氣化與燃?xì)廨啓C聯(lián)合循環(huán)的超清潔、高效發(fā)電技術(shù)。在整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)中，煤先通過氣化轉(zhuǎn)化為煤氣；然后通過凈化脫除硫等污染物，根據(jù)需要分離二氧化碳，最后煤氣通過燃?xì)廨啓C和蒸汽聯(lián)合循環(huán)轉(zhuǎn)換為電。因此，對IGCC而言，控制污染和排放與能量轉(zhuǎn)換是內(nèi)在的集成，二氧化硫排放僅為常規(guī)燃煤電站的1/10，同時得到元素硫，有效解決我國硫磺資源的短缺，排煙中氮氧化物也能大大降低。

    IGCC的供電效率比同等規(guī)模的常規(guī)燃煤電站高6～8個百分點，節(jié)水可達50％。

    IGCC還可以聯(lián)產(chǎn)清潔替代燃料和大宗基礎(chǔ)化學(xué)品，突破單一行業(yè)內(nèi)提高效率、改善經(jīng)濟性、控制排放的局限，通過不同行業(yè)的有機融合和不同技術(shù)的協(xié)同，將煤單一利用模式發(fā)展成物質(zhì)轉(zhuǎn)化與能量轉(zhuǎn)換集成的綜合利用模式。

    IGCC和二氧化碳捕集與封存（Carbon Capture and Storage,CCS）集成在燃燒前捕集碳，然后將碳封存。由于煤氣中的二氧化碳濃度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于煙氣中二氧化碳濃度，因而降低了捕集所帶來的效率降低和成本升高，是實現(xiàn)煤炭發(fā)電近零排放最現(xiàn)實、最經(jīng)濟的途徑。

    首座60兆瓦IGCC發(fā)電與同規(guī)模直接燃煤蒸汽輪機電站相比，供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗降低104克/度，節(jié)煤25.06%，每發(fā)一度電，二氧化硫減排83.82%，氮氧化物減排63.28%，二氧化碳減排13.73%。

    24萬噸/年煤制甲醇集成IGCC與煤制甲醇配常規(guī)自備蒸汽輪機電站相比，每年節(jié)煤11.5%，每年二氧化硫減排83.82%，氮氧化物減排45.08%，二氧化碳減排34.30%，大大提高了煤制甲醇在化工行業(yè)的競爭力。

    《科學(xué)時報》：IGCC技術(shù)在中國發(fā)展的歷程如何？我國掌握的核心技術(shù)在世界上處于什么樣的地位？

    肖云漢：我國IGCC研究始于上世紀(jì)70年代末、80年代初。后來由于多種原因一度中斷。上世紀(jì)90年代，IGCC被重新提上議事日程，并在《中國21世紀(jì)議程》中向世界宣布——到2000年建成裝機容量為300～400兆瓦的IGCC示范電站（山東煙臺IGCC示范）。由于項目關(guān)鍵技術(shù)全部引進、工程造價較高等諸多原因，至今未能開工。

    中國科學(xué)院致力于IGCC聯(lián)產(chǎn)技術(shù)研發(fā)，在國家“863”計劃和中科院知識創(chuàng)新工程重大項目共同支持下完成的關(guān)鍵技術(shù)，支撐建成了我國首座60兆瓦級IGCC發(fā)電和24萬噸甲醇每年聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)示范工程，示范工程于2006年4月投入運行，這是世界第6座煤基IGCC電站，實現(xiàn)了我國IGCC和聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)工程示范零的突破，為IGCC和聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的長期發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，樹立了我國自主研發(fā)IGCC技術(shù)的信心。

    在關(guān)鍵技術(shù)方面，2000噸每天的新型水煤漿氣化工業(yè)示范裝置順利投入生產(chǎn)，使我國水煤漿氣流床氣化技術(shù)進入國際先進行列；干煤粉氣化技術(shù)正在進行36噸每天到2000噸每天的中試放大；針對我國高灰、高灰熔點煤和IGCC對氣化技術(shù)的要求而提出的一種新型氣化技術(shù)——粉煤加壓密相輸運床技術(shù)目前正處于中試階段，完成中試后為形成自主知識產(chǎn)權(quán)的適合IGCC特點的大型煤氣化技術(shù)邁出重要的一步。

    我國重型燃?xì)廨啓C發(fā)展完全依賴國外關(guān)鍵技術(shù)。以“863”支持的R0110重型燃機輪機研制和IGCC合成氣燃?xì)廨啓C改造為開端，煤制氣重型燃?xì)廨啓C低污染燃燒技術(shù)將取得系列突破，并進行工程驗證、示范。

    系統(tǒng)集成研究典型IGCC系統(tǒng)的優(yōu)化匹配和運行控制，提出各示范項目優(yōu)化集成的技術(shù)方案、支持其工程設(shè)計并落實在實際工程建設(shè)中。

    關(guān)鍵技術(shù)的自主研究成果，在我國首座60兆瓦級發(fā)電和24萬噸甲醇備年聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的示范工程中得到應(yīng)用與驗證，在國內(nèi)第一次走完了IGCC和煤炭聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)從基礎(chǔ)理論研究、實驗室研發(fā)、工程方案設(shè)計到工程示范的全過程，實現(xiàn)了我國煤氣化聯(lián)產(chǎn)發(fā)電系統(tǒng)零的突破，早于美國實現(xiàn)了工業(yè)示范。

    關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)成果和示范工程運行及前期工作，為IGCC的進一步研究奠定了技術(shù)基礎(chǔ)并提供了實際數(shù)據(jù)。

    《科學(xué)時報》：IGCC技術(shù)發(fā)展過程中遇到的困難有哪些？

    肖云漢：我國至今沒有支撐IGCC技術(shù)創(chuàng)新的系統(tǒng)級工程化研究設(shè)施，成為IGCC自主發(fā)展的瓶頸，嚴(yán)重制約了技術(shù)研發(fā)、工程應(yīng)用和工程技術(shù)人才培養(yǎng)，難以形成技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的良性互動。

    作為中國潔凈煤技術(shù)戰(zhàn)略方向的IGCC和聯(lián)產(chǎn)等大型項目的開發(fā)，其特點是研發(fā)周期長，投入高，風(fēng)險大，達到一定商業(yè)規(guī)模才能有效益。

    國有大型企業(yè)創(chuàng)新動力不足，民營企業(yè)創(chuàng)新能力不足，企業(yè)還沒有成為創(chuàng)新投入、創(chuàng)新需求的主體。目前，國家從科技經(jīng)費上支持科技開發(fā)的部分經(jīng)費需求，多數(shù)企業(yè)不愿意或無力單獨承擔(dān)項目工業(yè)示范的風(fēng)險，缺乏國家、企業(yè)的風(fēng)險分擔(dān)機制。