被譽(yù)為“最環(huán)�；痣娬�”的IGCC電站，能否化解成本居高不下的尷尬，并贏得政府部門(mén)的更多支持和市場(chǎng)的最終認(rèn)可？

這是一次意義非凡的“搭積木游戲”。重約1360噸的爐子被分為三段，其中最重的一段有560噸之多。亞洲最大的1600噸級(jí)履帶吊車(chē)將其依次吊起，起吊高度超過(guò)100米，然后小心翼翼地組裝在一起，由此創(chuàng)造了中國(guó)火電建設(shè)史上單件設(shè)備吊裝的新紀(jì)錄。

高高聳立的爐子，看上去就像是運(yùn)載火箭的箭身。10月30日，被譽(yù)為中國(guó)“最環(huán)�；痣娬�”的華能集團(tuán)天津IGCC示范電站進(jìn)入建設(shè)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，作為電站核心設(shè)備之一的氣化爐安裝到位。

目前，常規(guī)火電站煤炭利用的方式基本上是直接燃燒，其能源利用效率低，而且排放大量二氧化硫、氮氧化物、汞、煙塵等污染物，是中國(guó)空氣污染的主要肇事者之一。不僅如此，火電站排放的二氧化碳還是全球變暖的重要貢獻(xiàn)者。IGCC，即整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電(Integrated Gasification Combined Cycle)，則首先將煤炭轉(zhuǎn)化為以一氧化碳和氫氣為主要成分的合成煤氣，然后經(jīng)過(guò)凈化，去除煤氣中的污染物和雜質(zhì)，變?yōu)榍鍧嵉臍怏w燃料，再送入燃?xì)廨啓C(jī)內(nèi)燃燒，實(shí)現(xiàn)燃?xì)?蒸汽的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電。

該電站位于天津?yàn)I海新區(qū)臨港工業(yè)區(qū)，距離天津市區(qū)約40公里。它預(yù)計(jì)在明年6月試運(yùn)行，最終有望實(shí)現(xiàn)包括二氧化硫、二氧化碳在內(nèi)的污染物的近零排放。

不過(guò)，“最環(huán)保火電站”光環(huán)的背后，是成本高居不下的尷尬。在中國(guó)，常規(guī)火電站的投資約為每千瓦5000元人民幣，而IGCC示范電站高達(dá)每千瓦1萬(wàn)余元，比常規(guī)火電站高出1倍多。

在中國(guó)未來(lái)的低碳發(fā)展道路上，IGCC電站能否生存，并幫助火電站徹底改變污染大戶(hù)和溫室氣體排放大戶(hù)的形象？

綠色煤電起步

10月上旬，在天津參加聯(lián)合國(guó)氣候變化談判會(huì)議的美國(guó)自然資源保護(hù)委員會(huì)(NRDC)代表團(tuán)，專(zhuān)程參觀了華能天津IGCC示范電站工地。

約2000名工人和工程師在工地上忙碌。電站附近是產(chǎn)量欠佳或幾近枯竭的油田，這恰恰體現(xiàn)了電站設(shè)計(jì)者選址時(shí)的巧妙安排——電站收集的二氧化碳?xì)怏w可以注入附近的油田，在實(shí)現(xiàn)碳封存的時(shí)候增加油田的產(chǎn)量，使其煥發(fā)“第二春”。

該示范電站去年9月動(dòng)工，第一階段是在明年運(yùn)行25萬(wàn)千瓦級(jí)的發(fā)電機(jī)組；接下來(lái)，進(jìn)一步研發(fā)相關(guān)技術(shù)，并在2015年建成40萬(wàn)千瓦級(jí)的發(fā)電機(jī)組。負(fù)責(zé)建設(shè)示范電站的是綠色煤電有限公司，該公司的最大股東為華能，大唐、華電、國(guó)電、中電投、神華、國(guó)開(kāi)投、中煤能源均有參股，美國(guó)的博地能源(Peabody Energy)也占有6%股份。

讓NRDC團(tuán)隊(duì)印象深刻的是，這一示范電站由中國(guó)自主開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、制造并建設(shè)。除了從西門(mén)子進(jìn)口的燃?xì)廨啓C(jī)，其他關(guān)鍵設(shè)備基本上是中國(guó)公司生產(chǎn)。10月30日安裝的第一臺(tái)日處理2000噸干煤粉的加壓氣化爐，即由華能下屬的西安熱工研究院研發(fā)，上海鍋爐廠有限公司負(fù)責(zé)制造。

西安熱工研究院還將其技術(shù)推廣到海外，美國(guó)未來(lái)燃料公司的賓夕法尼亞州IGCC項(xiàng)目成為其第一個(gè)海外用戶(hù)。“合同已經(jīng)簽了，正在做設(shè)計(jì)。”同時(shí)擔(dān)任西安熱工研究院總工程師和綠色煤電有限公司總工程師的許世森告訴本刊記者，“費(fèi)用有兩塊，一塊是專(zhuān)利費(fèi)， 一塊是將來(lái)的設(shè)備費(fèi)用。首先得給我們使用專(zhuān)利費(fèi)，有兩三千萬(wàn)元人民幣。將來(lái)還有設(shè)備費(fèi)用，那就比較高了。”

與美國(guó)杜克公司正在印第安納州建設(shè)的IGCC示范電站相比，大量采用中國(guó)本土技術(shù)、財(cái)務(wù)控制也相對(duì)較好的天津IGCC示范電站成本要低得多。前者的投資高達(dá)每千瓦約4660美元，后者為每千瓦1萬(wàn)多元人民幣。即使按照購(gòu)買(mǎi)力來(lái)衡量，二者也相差較大。

但如果與中國(guó)的常規(guī)火電站相比，其成本仍然高出太多。算上脫硫脫硝裝置在內(nèi)，常規(guī)新建火電站的投資約為每千瓦5000元人民幣，不到天津IGCC示范電站的一半。畢竟，煤炭氣化后生成的合成煤氣對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)的要求高得多；煤炭氣化需要大型的制氧設(shè)備；IGCC系統(tǒng)相當(dāng)復(fù)雜，設(shè)備尚未完全成熟——這些都意味著造價(jià)的大幅度增加。

今年5月底，亞洲開(kāi)發(fā)銀行宣布為華能天津IGCC項(xiàng)目提供1.35億美元貸款，同時(shí)提供500萬(wàn)美元贈(zèng)款。該贈(zèng)款來(lái)自亞洲開(kāi)發(fā)銀行的“氣候變化基金”，旨在幫助減少新技術(shù)應(yīng)用的風(fēng)險(xiǎn)和降低成本。此外，科技部也通過(guò)高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(“863計(jì)劃”)的重大項(xiàng)目，提供了部分研發(fā)經(jīng)費(fèi)。

盡管如此，這座第一階段25千瓦級(jí)投資約28億元人民幣的電站如果得不到足夠的政策補(bǔ)貼，恐怕難以避免虧損的命運(yùn)。當(dāng)然，在許世森及其同事看來(lái)，這是一筆著眼于未來(lái)的投資。

他表示，隨著今后IGCC電站建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大和技術(shù)的進(jìn)步，成本降低30%至50%是完全有可能的。這樣的情形下，IGCC電站的成本仍將高于常規(guī)火電站，但它具有后者難以比擬的一些優(yōu)勢(shì)。

“污染會(huì)很低，接近天然氣的水平，這是常規(guī)燃煤電廠未來(lái)很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)所達(dá)不到的。它的效率會(huì)超過(guò)常規(guī)的燃煤發(fā)電技術(shù)。如果將來(lái)二氧化碳減排，也有一定優(yōu)勢(shì)，收集二氧化碳的成本相對(duì)較低。”許世森說(shuō)。

兗礦試驗(yàn)

華能天津項(xiàng)目是中國(guó)第一座主要以發(fā)電為目標(biāo)的IGCC電站。在此之前，兗礦集團(tuán)率先進(jìn)行了IGCC相關(guān)技術(shù)─煤氣化發(fā)電應(yīng)用的嘗試。在山東省滕州市，兗礦國(guó)泰化工有限公司一套被稱(chēng)為“煤氣化發(fā)電與甲醇聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)”的工業(yè)示范裝置已有四五年運(yùn)行歷史。

中國(guó)科學(xué)院能源動(dòng)力研究中心主任肖云漢告訴本刊記者，這套裝置能夠在兗礦最終建成，其間經(jīng)歷了種種波折和艱辛。

早在上世紀(jì)80年代，歐洲、美國(guó)等實(shí)施IGCC計(jì)劃之際，中國(guó)政府也打算在江蘇建立一座1萬(wàn)千瓦級(jí)的IGCC試驗(yàn)電站。這一項(xiàng)目不幸中途夭折。

到了上世紀(jì)90年代，中國(guó)重新將IGCC提上議事日程，并在《21世紀(jì)議程》中向世界鄭重宣布，到2000年在山東煙臺(tái)建成裝機(jī)容量為20萬(wàn)至40萬(wàn)千瓦的IGCC示范電站。但由于前期研發(fā)缺乏、電站關(guān)鍵技術(shù)需要全部引進(jìn)、工程造價(jià)太高等原因，該項(xiàng)目至今未能開(kāi)工建設(shè)。

所幸的是，在科技部“863計(jì)劃”支持下，相關(guān)研究得以進(jìn)行。華東理工大學(xué)潔凈煤技術(shù)研究所與兗礦集團(tuán)合作，研發(fā)了日處理1150噸的水煤漿氣化技術(shù)商業(yè)示范裝置，在此基礎(chǔ)上形成的氣化爐產(chǎn)品如今已銷(xiāo)售40多臺(tái)，其中與美國(guó)煉油企業(yè)瓦萊羅能源公司的技術(shù)轉(zhuǎn)讓合同即價(jià)值1600萬(wàn)美元。此外，肖云漢的研究團(tuán)隊(duì)與兗礦集團(tuán)合作，優(yōu)化、設(shè)計(jì)系統(tǒng)和改造燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)。

目前，IGCC的燃?xì)廨啓C(jī)是GE、西門(mén)子、三菱等國(guó)外公司的天下。但肖云漢表示，中國(guó)第一臺(tái)自主研發(fā)的燃?xì)廨啓C(jī)明年可能正式投入電站運(yùn)行。

肖云漢說(shuō)，他們與國(guó)內(nèi)各大煤電企業(yè)有過(guò)接觸，最后達(dá)成合作意向的并不是煤電企業(yè)，而是對(duì)于技術(shù)創(chuàng)新一直比較注重的兗礦集團(tuán)。

與純發(fā)電的IGCC電站不同，兗礦集團(tuán)選擇將煤化工與發(fā)電結(jié)合在一起，推出投資15.8億元的“煤氣化發(fā)電與甲醇聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)”，可年產(chǎn)甲醇24萬(wàn)噸，發(fā)電6萬(wàn)千瓦。這套系統(tǒng)在2005年10月建成，并在約半年后投入商業(yè)示范運(yùn)行。煤炭氣化、凈化后產(chǎn)生的合成煤氣，一路被輸送到煤制甲醇轉(zhuǎn)化裝置，未反應(yīng)的氣體和另一路煤氣則被輸送到燃?xì)廨啓C(jī)裝置。

兗礦集團(tuán)副總經(jīng)理張鳴林說(shuō)，這一系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了燃?xì)獍l(fā)電與甲醇生產(chǎn)這兩個(gè)差異特別大的單元之間的匹配，可以保證煤炭有效成分的高效利用，“使發(fā)展中國(guó)家在潔凈煤發(fā)電領(lǐng)域也占有一席之地”。

與純IGCC發(fā)電相比，該項(xiàng)目在經(jīng)濟(jì)上也更具有競(jìng)爭(zhēng)力，發(fā)電成本比較接近燃煤蒸汽電站。而發(fā)電成本增加的部分，多少還可以從煤化工的部分得到補(bǔ)償。

當(dāng)然，該項(xiàng)目與100%發(fā)電的IGCC還有距離，它以化工為主，發(fā)電僅占較小的一部分。

兗礦集團(tuán)提供的數(shù)據(jù)顯示，與煤制甲醇和發(fā)電的獨(dú)立生產(chǎn)系統(tǒng)相比，這套系統(tǒng)的能源利用效率提高了3%以上；與同規(guī)模常規(guī)燃煤蒸汽發(fā)電站相比，二氧化硫和氮氧化物排放量分別下降八成多和四成多，二氧化碳的排放量也減少一成多。

張鳴林告訴本刊記者，運(yùn)行財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)顯示，這個(gè)不斷擴(kuò)產(chǎn)改造的項(xiàng)目是兗礦集團(tuán)所有煤化工項(xiàng)目之中盈利能力最好的，過(guò)去三年新增利稅9.46億元。

示范項(xiàng)目受阻？

從1972年德國(guó)斯蒂克電站投入運(yùn)行算起，IGCC技術(shù)已有約40年歷史。但由于價(jià)格便宜的天然氣大量被發(fā)現(xiàn)，其發(fā)展受到極大影響。據(jù)統(tǒng)計(jì)，至2007年全球建成的IGCC裝置僅有26座，總裝機(jī)容量不過(guò)區(qū)區(qū)的450多萬(wàn)千瓦，其中尚在運(yùn)行的純發(fā)電的IGCC電站為五座，其余均是在石化或化工企業(yè)使用的多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)。

但I(xiàn)GCC仍被普遍認(rèn)為是一種很有前景的潔凈煤發(fā)電技術(shù)。即使在幾乎完全依靠進(jìn)口煤炭的日本，也于2007年9月在勿來(lái)市建成25萬(wàn)千瓦的IGCC商業(yè)示范項(xiàng)目，并正將其技術(shù)在澳大利亞等國(guó)外市場(chǎng)推廣。

在中國(guó)，多家企業(yè)也開(kāi)始表現(xiàn)出對(duì)于IGCC技術(shù)的熱情。幾大發(fā)電集團(tuán)提出了各自的IGCC商業(yè)示范項(xiàng)目，上海電力則準(zhǔn)備利用石油煉制副產(chǎn)品石油焦來(lái)建設(shè)IGCC示范項(xiàng)目，但均未獲得國(guó)家發(fā)改委的批準(zhǔn)。實(shí)際上，以IGCC電站身份獲批建設(shè)的只有華能天津示范電站。

今年9月，中國(guó)發(fā)展研究基金會(huì)在北京舉辦的“清潔煤技術(shù)利用國(guó)際研討會(huì)”上，國(guó)家發(fā)改委副主任兼國(guó)家能源局局長(zhǎng)張國(guó)寶表示，他知道很多業(yè)內(nèi)人士對(duì)國(guó)家發(fā)改委和他本人有意見(jiàn)，但他認(rèn)為IGCC技術(shù)經(jīng)過(guò)多年發(fā)展之后成本仍然過(guò)高，大規(guī)模商業(yè)化的時(shí)機(jī)并未成熟。

清華大學(xué)教授倪維斗則在多個(gè)場(chǎng)合質(zhì)疑國(guó)家發(fā)改委的態(tài)度。這位中國(guó)工程院院士承認(rèn)，高成本的IGCC大規(guī)模商業(yè)化時(shí)機(jī)確實(shí)未成熟。但他表示，通過(guò)煤炭或石油焦的氣化和化工反應(yīng)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)電力、液體燃料、化工產(chǎn)品、供熱、合成氣等的多聯(lián)產(chǎn)，在經(jīng)濟(jì)上將更具有可行性，是當(dāng)下IGCC的發(fā)展方向。而且，IGCC可以使二氧化碳在發(fā)電環(huán)節(jié)之前即釋放和富集，便于二氧化碳的捕捉和封存，對(duì)全球溫室氣體減排具有戰(zhàn)略意義。

因此，倪維斗呼吁先建設(shè)幾個(gè)示范項(xiàng)目，積累經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，“如果延誤過(guò)渡到以煤氣化為核心的多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的時(shí)機(jī)，將會(huì)顯著增加將來(lái)中國(guó)治理空氣污染的成本，難以控制未來(lái)石油進(jìn)口，大大增加溫室氣體減排的成本。”

這位IGCC的堅(jiān)定支持者對(duì)本刊記者說(shuō)：“我愿意和張國(guó)寶先生公開(kāi)辯論。”不過(guò)，在前述研討會(huì)上，張國(guó)寶發(fā)言之后即離場(chǎng)，沒(méi)有給倪維斗這樣的機(jī)會(huì)。

華能天津示范項(xiàng)目25萬(wàn)千瓦一期工程的發(fā)電效率預(yù)計(jì)為41%，尚不及當(dāng)下最先進(jìn)的100萬(wàn)千瓦超超臨界燃煤蒸汽電廠43%的發(fā)電效率。但肖云漢說(shuō)，隨著技術(shù)的發(fā)展，IGCC與多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)還有15個(gè)百分點(diǎn)的潛力可挖，效率可望超過(guò)55%，成本下降一半。

倪維斗甚至認(rèn)為，隨著新技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)電效率的提高，即使不考慮其在環(huán)境污染治理和溫室氣體減排的優(yōu)勢(shì)，IGCC與多聯(lián)產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)也可能超過(guò)超超臨界蒸汽發(fā)電。

清華大學(xué)教授焦樹(shù)建還說(shuō)，IGCC可以使用高硫煤、石油焦等廉價(jià)燃料，以降低成本。

有業(yè)內(nèi)人士呼吁放開(kāi)示范項(xiàng)目審批時(shí)表示：“中國(guó)這么大的國(guó)家，批幾個(gè)示范工程有什么難處？會(huì)有什么影響？如果不經(jīng)過(guò)示范，就永遠(yuǎn)不知道利弊得失。”

肖云漢也說(shuō)，中國(guó)不能被動(dòng)等待國(guó)外IGCC技術(shù)和空談，而應(yīng)支持自主研發(fā)技術(shù)的IGCC示范項(xiàng)目，并提供合理上網(wǎng)電價(jià)等政策。

曾經(jīng)主持建設(shè)日本勿來(lái)IGCC示范電站建設(shè)的東京大學(xué)教授金子祥三，與中國(guó)同行的觀點(diǎn)比較類(lèi)似：“先有蛋還是先有雞，這是一個(gè)扯不清的問(wèn)題。IGCC電站的成本確實(shí)高，但如果因?yàn)槌杀靖叨蝗ソㄔO(shè)，它的成本就不可能降下來(lái)。”

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”