日本《煤炭技术路线图》规划高效低碳发电、低阶煤利用研发

作者: 2014-12-11 15:00 来源:其他
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基于对高效低排放洁净煤技术的认识,日本煤炭能源中心(J-COAL)9月更新了2010年发布的《洁净煤技术路线图》[1],将煤炭研发技术分为三个子类:高效低碳发电、低阶煤利用和环保技术。

一、高效低碳发电

先进超超临界(A-USC):目前正在研发蒸汽温度高达700℃的先进超超临界技术,效率可达46%,煤炭消费量和CO2排放量可降低10%。其中开发耐受700℃高温的材料和设备是目前的研发重点,这是该技术大规模推广的主要技术障碍。路线图提出到2020年实现700℃ A-USC商业化,2030年实现800℃ A-USC商业化。

整体煤气化联合循环(IGCC):目前位于福岛Nakoso的IGCC示范电厂利用空气鼓风流化床气化炉和1200℃燃气轮机,效率可达40.5%,并在发展1500℃燃气轮机,应用于IGCC发电厂可将效率提高到46%,预期到2030年实现配备1700℃燃气轮机的先进IGCC电厂商业化。

整体煤气化燃料电池联合循环(IGFC):这项技术结合了IGCC和燃料电池技术,预计效率将超过55%,并大幅降低CO2排放。位于广岛Osaki的CoolGen示范项目基于日本吹氧气流床气化炉。该项目第一阶段建设IGCC电厂,第二阶段将配备CCS,第三阶段将结合燃料电池。为了到2050年实现近零碳排放的最终目标,路线图建议到2025年开始结合CCS的IGFC电厂示范运行,到2030年实现商业化。

二、低阶煤利用

为扩大燃料选择,需研发褐煤和次烟煤等低阶煤经济有效的转化技术,如褐煤提质、气化、热解、液化技术等。

褐煤含挥发性组分较高,比烟煤易于气化,但由于运输成本的限制使用有限。路线图指出需要加强煤炭气化、转化为液体燃料和化学品等技术研发,有可能发展煤基衍生产品和燃料以取代部分石油和天然气。包括:褐煤炭化开始示范,到2016年实现商业化;高效流化床煤炭干燥技术开始台架试验,到2020年实现商业化;使用溶剂萃取生产无灰煤技术开始示范,到2016年实现商业化;IGCC与可再生能源协同技术开始示范,到2020年实现商业化。

此外,为保障日本钢铁行业的资源供应目标,还需开发利用低阶煤炼焦转化技术,包括:双循环流化床气化技术开始示范,到2016年实现商业化;煤炭快速部分加氢热解技术开始示范,到2018年商业化。

三、环保技术

主要关注三个领域:减少CO2排放的煤电技术完整研发和示范;开发和部署大气污染减排技术以满足排放标准(如SOX、NOX和颗粒物等);研发与示范减少废气与粉尘中有毒物质的技术。        

(李桂菊 陈伟)


[1] J-COAL’s Coal Technology Roadmap. http://www.worldcoal.org/extract/j-coals-coal-technology-roadmap-4283/.

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