潔凈煤技術(shù)科技發(fā)展“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃
一、形勢——需求與發(fā)展
近年來，隨著經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的快速發(fā)展，能源需求總量和優(yōu)質(zhì)能源需求數(shù)量都進(jìn)入高速增長期。受化石能資源結(jié)構(gòu)以煤為主(約占96%)的制約，煤炭占我國一次能源生產(chǎn)總量75%，占消費(fèi)總量70%。預(yù)測表明，未來幾十年，煤炭在能源生產(chǎn)和消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的主導(dǎo)作用不會(huì)改變，同時(shí)煤炭生產(chǎn)和利用中引發(fā)的環(huán)境、碳排放等問題也會(huì)日益突出。
長期以來，我國一直將發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)作為先進(jìn)能源領(lǐng)域的重要技術(shù)方向，特別自“十五”開始，通過“國家自然科學(xué)基金”、“國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)”、“國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)”、“國家科技支撐計(jì)劃”等國家科技發(fā)展計(jì)劃的持續(xù)部署，開發(fā)出一批具有世界領(lǐng)先/先進(jìn)水平的潔凈煤技術(shù)，并在我國能源建設(shè)中發(fā)揮了重要作用。
在《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十二個(gè)五年規(guī)劃的建議》中，提出要“培育發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)”，要“推動(dòng)能源生產(chǎn)和利用方式變革，構(gòu)建安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、清潔的現(xiàn)代能源產(chǎn)業(yè)體系。加快新能源開發(fā)，推進(jìn)傳統(tǒng)能源清潔高效利用”，要“積極應(yīng)對(duì)全球氣候變化。把大幅降低能源消耗強(qiáng)度和二氧化碳排放強(qiáng)度作為約束性指標(biāo)，有效控制溫室氣體排放”，給發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)賦予新的目標(biāo)和要求。
潔凈煤技術(shù)已經(jīng)成為我國能源可持續(xù)發(fā)展的重要領(lǐng)域。
(二)重點(diǎn)潔凈煤技術(shù)發(fā)展概況
1. 先進(jìn)燃煤發(fā)電技術(shù)
①在“超超臨界發(fā)電”方面，國內(nèi)具備了制造1000MW、25MPa、600℃等級(jí)發(fā)電機(jī)組的基礎(chǔ)和能力，預(yù)測到2020年，新建機(jī)組市場容量達(dá)500GW。但是，在高參數(shù)大容量機(jī)組的設(shè)計(jì)及制造、系統(tǒng)優(yōu)化、高溫部件材料等方面與發(fā)達(dá)國家仍有較大差距，建設(shè)超600℃大容量等級(jí)超臨界發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)集成示范、研發(fā)超700℃關(guān)鍵材料和技術(shù)是今后幾年的重要任務(wù)。
②在“大型循環(huán)流化床”方面，“十一五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“600MWe超臨界循環(huán)流化床”已完成設(shè)計(jì)、制造技術(shù)研究，有待于通過工業(yè)示范集成單項(xiàng)成果，完成工業(yè)裝備技術(shù)和運(yùn)行考核;另外針對(duì)燃用劣質(zhì)燃料、大型超臨界CFB鍋爐系列、節(jié)能型CFB鍋爐也在開展大量新技術(shù)研發(fā)。
③在IGCC技術(shù)方面，“十一五”863計(jì)劃重大項(xiàng)目“以煤氣化為基礎(chǔ)的多聯(lián)產(chǎn)示范工程”所依托的華能天津250MW級(jí)整體煤氣聯(lián)合循環(huán)(IGCC)示范工程正在建設(shè)，將逐步進(jìn)入試運(yùn)行階段。目前，該項(xiàng)目主要研發(fā)內(nèi)容基本完成。[NextPage]
2. 煤基清潔燃料技術(shù)
煤基清潔燃料技術(shù)指煤制清潔氣體燃料、煤制油和化工品技術(shù)�！笆濉币詠�，國家973、863、科技支撐等計(jì)劃專門立題支持了多項(xiàng)技術(shù)內(nèi)容的開發(fā)，在煤制天然氣、漿態(tài)床費(fèi)托合成、煤加氫液化、煤制烯烴等方面進(jìn)行了工業(yè)示范，目前國內(nèi)已投入示范運(yùn)行的煤制油總規(guī)模達(dá)到188萬噸油當(dāng)量/年、煤制烯烴115萬噸/年、煤制乙二醇20萬噸/年;煤制烯烴、漿態(tài)床費(fèi)托合成、煤加氫液化等工業(yè)技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先或先進(jìn)水平。
“十一五”期間，863計(jì)劃在“以煤氣化為基礎(chǔ)的多聯(lián)產(chǎn)示范工程”項(xiàng)目中支持了“16萬噸合成油-燃?xì)獍l(fā)電聯(lián)產(chǎn)”課題，另外在“高灰熔點(diǎn)煤加壓氣化技術(shù)開發(fā)與工業(yè)示范”項(xiàng)目中支持了兩個(gè)氣化技術(shù)開發(fā)。目前煤氣化技術(shù)在某些核心技術(shù)及裝備制造方面仍與發(fā)達(dá)國家有一定差距，尚有大量基礎(chǔ)理論和科學(xué)問題有待深入研究，自主開發(fā)和優(yōu)化提高的潛力很大。
3. 燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)
“十一五”863計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目中“100KW級(jí)微型燃?xì)廨啓C(jī)及其供能系統(tǒng)”課題已完成總體方案設(shè)計(jì)，開始核心部件的設(shè)計(jì)與制造，已完成微型燃機(jī)整機(jī)、燃燒室和永磁電機(jī)等工程設(shè)計(jì)。
“十一五”863計(jì)劃“重型燃?xì)廨啓C(jī)關(guān)鍵技術(shù)及系統(tǒng)”重大項(xiàng)目于2008年9月批復(fù)啟動(dòng)，項(xiàng)目設(shè)置了“以R0110為載體的中低熱值燃料燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)計(jì)研制及在IGCC電站中的工程應(yīng)用示范”和“F級(jí)中低熱值燃料燃?xì)廨啓C(jī)關(guān)鍵技術(shù)與整機(jī)設(shè)計(jì)研究”兩個(gè)課題，目前正在實(shí)施中，預(yù)計(jì)2013年底完成。
4. 燃煤污染物控制和治理技術(shù)
以煤為主的能源結(jié)構(gòu)和能源消費(fèi)總量持續(xù)增長，使我國污染控制和環(huán)境保護(hù)依然面臨巨大壓力。到2020年，如不采取有效措施，即使按照污染物產(chǎn)生量最少的情景預(yù)計(jì)，二氧化硫、氮氧化物年排放量將分別達(dá)到4000萬噸和3500萬噸。燃煤污染作為能源環(huán)境問題，將對(duì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生重大影響和制約。
“十一五”期間，污染物控制技術(shù)主要以“專題”立題給予支持，難以形成大規(guī)模開發(fā)和工程應(yīng)用示范。目前急需開發(fā)結(jié)合過程控制與末端治理、可以實(shí)現(xiàn)污染物資源化利用和多種污染物聯(lián)合脫除的先進(jìn)技術(shù)。
5. 高效燃煤與工業(yè)節(jié)能
我國燃煤工業(yè)鍋爐、窯爐用煤超過煤炭消費(fèi)總量的20%，“十一五”期間科技支撐計(jì)劃列題支持了“高效燃煤工業(yè)鍋爐系統(tǒng)技術(shù)”，專題項(xiàng)目支持了余能余熱利用、過程優(yōu)化節(jié)能等工業(yè)節(jié)能技術(shù)，均取得了顯著的技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)成果。目前，亟待開發(fā)解決的重點(diǎn)節(jié)能技術(shù)有：特殊技術(shù)條件下的冶金節(jié)能，工業(yè)低溫余熱回收，大容量高效燃煤工業(yè)鍋爐成套技術(shù)及裝備，石油、化工、建材等工業(yè)過程節(jié)能等。初步估算，該類技術(shù)的節(jié)能潛力超過1.5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，約占到目前全國一次能源消費(fèi)總量的5%，推動(dòng)新型節(jié)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展有重大意義。[NextPage]
6. 二氧化碳分離、儲(chǔ)存及利用
近年來，我國石油開采、煤電、煤制油化工等行業(yè)，在燃煤煙氣CO2捕集和提純利用、富氧燃燒、煤化工高純CO2地質(zhì)封存、驅(qū)油(EOR)和增采煤層氣(ECBM)等方面開展了研究和工業(yè)示范，取得了一批成果。
“十二五”期間，將加大在二氧化碳捕捉與封存(CCS)方面的研究和技術(shù)開發(fā)，進(jìn)一步開展理論研究與技術(shù)攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)核心關(guān)鍵技術(shù)突破以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定，逐步縮小與國外差距和實(shí)現(xiàn)技術(shù)引領(lǐng)。
二、指導(dǎo)思想與目標(biāo)
(一)指導(dǎo)思想
貫徹科學(xué)發(fā)展觀思想，以《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》為基本指導(dǎo)，貫徹落實(shí)《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十二個(gè)五年規(guī)劃的建議》精神，以加快新能源建設(shè)和推進(jìn)傳統(tǒng)能源清潔高效利用為重點(diǎn)，積極推動(dòng)建設(shè)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，實(shí)現(xiàn)潔凈煤技術(shù)跨越進(jìn)步，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。
(二)基本原則
1. 國家需求、服務(wù)產(chǎn)業(yè)
結(jié)合國家需求和推動(dòng)實(shí)施重大能源開發(fā)項(xiàng)目，服務(wù)于國內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和建設(shè)大局，以全社會(huì)視野凝練戰(zhàn)略目標(biāo)，注重科技創(chuàng)新對(duì)推動(dòng)建設(shè)國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的作用，以基礎(chǔ)研究、關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)、系統(tǒng)集成創(chuàng)新為目標(biāo)，致力潔凈煤技術(shù)科技創(chuàng)新，全面進(jìn)行規(guī)劃部署。
2. 世界一流、國際領(lǐng)先
自主創(chuàng)新，提升煤炭提質(zhì)與資源綜合利用、高效燃煤發(fā)電、先進(jìn)煤基潔凈燃料、污染物控制及資源化利用、工業(yè)節(jié)能、重大裝備研制等技術(shù)和能力，建立世界一流研發(fā)平臺(tái)，培養(yǎng)世界一流科研隊(duì)伍，發(fā)展世界一流技術(shù)，獲得世界一流成果。
3. 承先啟后、統(tǒng)籌發(fā)展
認(rèn)真總結(jié)“十五”、“十一五”取得的成果和存在問題，關(guān)注“十二五”及中長期發(fā)展需求，統(tǒng)籌國內(nèi)科技資源，融合跨領(lǐng)域優(yōu)勢能力，發(fā)揮產(chǎn)學(xué)研結(jié)合和產(chǎn)業(yè)聯(lián)合創(chuàng)新機(jī)制和大型企業(yè)的優(yōu)勢，正確引領(lǐng)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向。
4. 強(qiáng)化管理、培養(yǎng)能力
結(jié)合體制、機(jī)制改革，注重“專項(xiàng)規(guī)劃”實(shí)施的可行性和操作性，加強(qiáng)立項(xiàng)、實(shí)施和驗(yàn)收的組織管理部署，廣泛吸收社會(huì)資源，培養(yǎng)和建立一支專兼配合、高水平、高效率的科技管理隊(duì)伍。[NextPage]
(三)規(guī)劃框架
根據(jù)近年來重點(diǎn)發(fā)展方向，結(jié)合立項(xiàng)和運(yùn)行管理機(jī)制改革，以依托示范工程為牽頭、關(guān)鍵核心技術(shù)開發(fā)為基礎(chǔ)、技術(shù)凝練和集成創(chuàng)新為重點(diǎn)，對(duì)重點(diǎn)技術(shù)方向進(jìn)行梳理。
框架關(guān)系見下圖。
潔凈煤技術(shù)
燃煤與工業(yè)節(jié)能
煤基清潔燃料
高效燃煤發(fā)電
CCS
煤轉(zhuǎn)化多聯(lián)產(chǎn)
污染控制
燃?xì)廨啓C(jī)
煤提質(zhì)與綜合利用
潔凈煤技術(shù)專項(xiàng)規(guī)劃技術(shù)方向框架圖
(四)規(guī)劃目標(biāo)
在煤炭提質(zhì)與資源綜合利用、高效潔凈燃煤發(fā)電、煤基潔凈燃料、高效燃煤與工業(yè)節(jié)能、隊(duì)伍建設(shè)和平臺(tái)建設(shè)等方面，突破重點(diǎn)基礎(chǔ)和核心關(guān)鍵，開發(fā)出一批具有國際領(lǐng)先水平的新工藝、新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)重大系統(tǒng)技術(shù)集成，為煤電、煤轉(zhuǎn)化等重點(diǎn)示范工程和建設(shè)潔凈煤技術(shù)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)提供技術(shù)支持，達(dá)到世界先進(jìn)、領(lǐng)先水平。
三、重點(diǎn)方向
(一)高效潔凈燃煤發(fā)電
我國50%的煤炭用于發(fā)電，煤電占發(fā)電總量的80%以上，燃煤發(fā)電技術(shù)進(jìn)步始終是先進(jìn)能源技術(shù)的重點(diǎn)。目前和今后若干年，國內(nèi)煤電裝機(jī)增量仍將處于較高發(fā)展速度，技術(shù)發(fā)展趨勢是“大型、高參數(shù)、潔凈”。在此背景下，煤電重要發(fā)展方向有以下5個(gè)方面：
1. 大型超超臨界發(fā)電成套技術(shù)和高參數(shù)超超臨界關(guān)鍵技術(shù)。
2. 高參數(shù)、新型循環(huán)流化床燃煤鍋爐。
3. 大規(guī)模整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電關(guān)鍵單元技術(shù)及裝備，燃?xì)廨啓C(jī)及其集成示范。
4. 燃煤污染治理，二氧化碳分離、埋藏及利用技術(shù)。[NextPage]
(二)先進(jìn)煤轉(zhuǎn)化
提高煤質(zhì)是潔凈煤技術(shù)的源頭，2010年我國煤炭消耗33億噸，高效利用問題比較突出�！笆晃濉逼陂g在專題中對(duì)提升低品質(zhì)煤質(zhì)量、提高稀缺煤種利用效率、發(fā)展資源綜合利用等技術(shù)進(jìn)行了部署，但總體上項(xiàng)目分散、力度偏小。目前，國內(nèi)有眾多企業(yè)開發(fā)這一方面的技術(shù)，但是由于褐煤粉塵分離、煤焦油回收加工、污水凈化等關(guān)鍵技術(shù)沒有得到突破，成為共性技術(shù)障礙;“十二五”期間擬加大對(duì)該類技術(shù)的支持，提升褐煤分級(jí)提質(zhì)轉(zhuǎn)化、褐煤氣化等重點(diǎn)技術(shù)水平。
先進(jìn)煤轉(zhuǎn)化技術(shù)包括煤制天然氣、煤制液體燃料和化工品、先進(jìn)煤氣化等成套工藝和技術(shù)。經(jīng)過近十年來的快速發(fā)展，我國已成為先進(jìn)煤轉(zhuǎn)化技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的大國。粗略統(tǒng)計(jì)，“十一五”期間，全國共計(jì)投入約800億元進(jìn)行該類技術(shù)工業(yè)示范。目前，該類技術(shù)方向尚有較多關(guān)鍵技術(shù)需要科技支持，大規(guī)模工業(yè)化核心技術(shù)和裝備的國產(chǎn)化問題有待進(jìn)一步解決。
重點(diǎn)研究以下技術(shù)：
1. 低階煤綜合加工提質(zhì)技術(shù)。
2. 催化氣化等新型煤氣化技術(shù)。
3. 結(jié)合實(shí)施煤制氣體、液體燃料和化工品百萬噸級(jí)工業(yè)示范，開發(fā)研究大型合成反應(yīng)器、高效低成本催化劑、專用設(shè)備、油品加工催化劑和新工藝、新型催化合成、副產(chǎn)品綜合利用等關(guān)鍵技術(shù)。
4. 先進(jìn)煤轉(zhuǎn)化發(fā)電大規(guī)模技術(shù)集成示范。
(三)先進(jìn)節(jié)能技術(shù)
“十五”、“十一五”期間，先進(jìn)能源技術(shù)領(lǐng)域持續(xù)部署了能源轉(zhuǎn)化、利用和工業(yè)過程的重點(diǎn)節(jié)能技術(shù)研發(fā)，其中工業(yè)窯爐余能余熱回收利用、工業(yè)鍋爐高效燃煤等取得了一系列成果。“十二五”期間，將圍繞以下幾個(gè)重點(diǎn)方向開展部署和研發(fā)。
1. 工業(yè)窯爐余熱余能高效回收利用新技術(shù)。
2. 高效率、大容量工業(yè)鍋爐島成套技術(shù)、裝備及應(yīng)用示范。
3. 冶金行業(yè)重點(diǎn)節(jié)能技術(shù)研發(fā)示范。
4. 石油、化工、建材等工業(yè)過程節(jié)能、余能余熱利用。
5. 建筑綜合節(jié)能技術(shù)。
(四)污染物控制和資源化利用技術(shù)
“十二五”期間，主要針對(duì)燃煤NOx控制、超細(xì)顆粒物和重金屬控制、污染物一體化脫除和資源化利用等技術(shù)開展項(xiàng)目部署和研發(fā)。[NextPage]
四、重點(diǎn)任務(wù)
重點(diǎn)任務(wù)劃分為重點(diǎn)基礎(chǔ)研究、關(guān)鍵核心技術(shù)研發(fā)、重大技術(shù)集成及工業(yè)示范等三類，每一類根據(jù)技術(shù)方向分為“煤提質(zhì)及資源綜合利用”、“高效潔凈燃煤發(fā)電”、“煤基清潔燃料”、“高效燃煤及工業(yè)節(jié)能”等部分，“污染物控制”、“二氧化碳分離/存儲(chǔ)/利用”、“重大能源裝備”等結(jié)合其應(yīng)用劃分至上述幾個(gè)方向。
“十二五”期間，在高參數(shù)發(fā)電鍋爐材料、煤基天然氣及高密度航油、狹窄空間高效低氮煤粉燃燒、冶金電爐非穩(wěn)態(tài)廢熱回收等方面開發(fā)出10-15項(xiàng)關(guān)鍵、核心技術(shù)，形成約100項(xiàng)發(fā)明專利，形成一批達(dá)到國際領(lǐng)先或先進(jìn)水平的技術(shù)及裝備，整體達(dá)到潔凈煤技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用國際領(lǐng)先水平。
(一)重點(diǎn)基礎(chǔ)研究
1. 煤提質(zhì)及轉(zhuǎn)化基礎(chǔ)研究
針對(duì)褐煤、低變質(zhì)煙煤分級(jí)轉(zhuǎn)化、綜合利用開展煤質(zhì)與轉(zhuǎn)化基礎(chǔ)研究，如熱沖擊下褐煤粉化機(jī)理研究，毛細(xì)水分蒸發(fā)條件研究等;多煤種復(fù)雜煤質(zhì)熱解、氣化、加氫、燃燒轉(zhuǎn)化基礎(chǔ)研究;地下水對(duì)地下氣化影響的基礎(chǔ)研究;新型高效催化反應(yīng)基礎(chǔ)研究等。
2. 高效潔凈燃煤發(fā)電基礎(chǔ)研究
開展燃煤高參數(shù)超700℃超超臨界發(fā)電整體熱力系統(tǒng)優(yōu)化、材料體系、燃燒、傳熱和污染特性等基礎(chǔ)研究;以近零排放IGCC為目標(biāo)的富氫燃燒和富氫燃機(jī)的材料和制造技術(shù)基礎(chǔ)研究;節(jié)能型、超低排放循環(huán)流化床新型流場模擬研究;燃煤火電機(jī)組超細(xì)顆粒物過程控制技術(shù)基礎(chǔ)研究;煤基活性吸附劑制備及再生關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)。
3. 燃?xì)廨啓C(jī)材料及制造技術(shù)基礎(chǔ)研究
高溫材料、復(fù)雜制造技術(shù)、測試平臺(tái)、運(yùn)行管理等技術(shù)基礎(chǔ)研究。
(二)關(guān)鍵核心技術(shù)研發(fā)
1. 煤提質(zhì)及資源綜合利用
褐煤、低變質(zhì)煙煤高效轉(zhuǎn)化、綜合利用新工藝，新技術(shù)研發(fā)及工業(yè)示范，開發(fā)百萬噸級(jí)工業(yè)裝置工藝包;煤中礦物質(zhì)先進(jìn)綜合利用技術(shù);煤礦大型節(jié)能及污染物控制技術(shù)。
2. 高效潔凈燃煤發(fā)電
(1)開展超700℃超超臨界發(fā)電機(jī)組的鍋爐、汽機(jī)、輔機(jī)以及高溫材料等關(guān)鍵技術(shù)研究，為“十三五”期間實(shí)現(xiàn)工程示范打下基礎(chǔ)，主要技術(shù)指標(biāo)：蒸汽溫度>700℃，壓力>30MPa，機(jī)組容量600MW;鍋爐效率>94%;汽輪機(jī)熱耗<6950Kj/KWH;發(fā)電機(jī)額定功率600MW，發(fā)電機(jī)效率≥99%;機(jī)組循環(huán)效率≥48.37%。[NextPage]
(2)600MW高參數(shù)超超臨界循環(huán)流化床鍋爐工業(yè)裝備技術(shù)研究、制造及工程示范，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)接近同容量相近燃料煤粉爐機(jī)組，達(dá)到國際領(lǐng)先水平。開展50～300MW節(jié)能、超低排放型CFB鍋爐關(guān)鍵技術(shù)及裝備研究，應(yīng)用于工業(yè)示范。
(3)在IGCC方面，針對(duì)高效煤氣化、節(jié)能制氧、中溫脫除污染物、重型燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)計(jì)及制造等關(guān)鍵核心技術(shù)進(jìn)行研發(fā)和工業(yè)側(cè)線示范。
(4)超600℃/1200MW級(jí)超超臨界發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)及成套裝備研究，并應(yīng)用于工業(yè)示范。
(5)建設(shè)3～5萬噸級(jí)/年CO2捕集與資源化利用全流程工藝，系統(tǒng)熱功率為30MW，主要研究開發(fā)和示范富氫或富CO2等非常規(guī)燃燒技術(shù)。
(6)先進(jìn)燃煤發(fā)電污染控制技術(shù)。研發(fā)燃煤煙氣多種污染物聯(lián)合脫除關(guān)鍵技術(shù)，并在600MW電站鍋爐進(jìn)行工業(yè)示范。研究開發(fā)燃煤NOx過程控制關(guān)鍵技術(shù)集成及示范，完成適于我國各類煤種、各種燃燒方式的低NOx燃燒系統(tǒng)的研發(fā)和示范，研發(fā)適合我國動(dòng)力燃煤特性的SCR脫硝催化劑，并進(jìn)行工業(yè)示范。
3. 煤基清潔燃料
(1)結(jié)合國內(nèi)工業(yè)示范，開發(fā)3～5項(xiàng)具有國際先進(jìn)水平的煤基清潔燃料新技術(shù)，完成一批煤制清潔燃料及化工品發(fā)明專利，推動(dòng)建設(shè)大規(guī)模煤基多聯(lián)產(chǎn)工業(yè)示范，使我國煤基清潔燃?xì)�、煤制油、煤制烯烴等工業(yè)技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。
煤制清潔燃?xì)怅P(guān)鍵核心技術(shù)。開發(fā)出合成氣完全甲烷化催化劑制備、甲烷化反應(yīng)器等關(guān)鍵技術(shù)和成套工藝，并應(yīng)用于1000立方米/天、5萬立米/天放大試驗(yàn)和工業(yè)示范工程;開發(fā)出完整的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的煤制天然氣成套工藝技術(shù)工藝包，并應(yīng)用于20億立方米/年煤制天然氣示范工程。
開發(fā)出煤低溫催化氣化、煤加氫氣化兩種制天然氣新工藝關(guān)鍵技術(shù)及氣化爐等核心裝備，形成系統(tǒng)試驗(yàn)室研發(fā)平臺(tái)，建立2.4t/d煤低溫催化氣化和50t/d煤加氫氣化擴(kuò)大試驗(yàn)裝置，進(jìn)行試驗(yàn)運(yùn)行，開發(fā)出投煤量為千噸級(jí)/天的工藝包。
突破地下氣化關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，形成煤炭地下氣化過程穩(wěn)定控制技術(shù)和地下水環(huán)境監(jiān)控技術(shù)，開發(fā)煤地下氣化大型成套技術(shù)工藝軟件包及適于現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的大規(guī)模合成氣凈化技術(shù)以及污水處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)煤炭地下氣化過程連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)和地下、地上環(huán)境友好。
(2)煤制清潔液體燃料及化工品核心關(guān)鍵技術(shù)。開發(fā)出煤基費(fèi)托合成大型化成套技術(shù)軟件包，開發(fā)出大型漿態(tài)床反應(yīng)器及合成油產(chǎn)品加工精制技術(shù);開發(fā)節(jié)能節(jié)水的關(guān)鍵技術(shù)和重要裝備;在百萬噸級(jí)/年煤基合成油工業(yè)示范工程上應(yīng)用和驗(yàn)證。[NextPage]
開發(fā)出甲醇制汽油大型化成套技術(shù)軟件包，探索甲醇轉(zhuǎn)化制取大宗能源產(chǎn)品和重要化學(xué)品的新技術(shù)，在不小于20萬噸/年甲醇制汽油工業(yè)示范工程中應(yīng)用和驗(yàn)證。
研究開發(fā)煤基液體產(chǎn)物(煤加氫液化生成油、F-T合成油、煤熱解油、煤加氫液化殘?jiān)鼰峤庥偷?聯(lián)合加工的關(guān)鍵單元技術(shù)，開展工程化技術(shù)研究，開發(fā)各單元技術(shù)的工藝包，為制定煤基液體產(chǎn)物的聯(lián)合加工工藝路線提供技術(shù)支持，開發(fā)出煤基高密度軍用航空燃油制備技術(shù)。
(3)開發(fā)新型煤氣化核心技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有落后氣化技術(shù)的替代。針對(duì)我國廣泛存在的高灰熔點(diǎn)(1500℃)、黏結(jié)性(黏結(jié)指數(shù)30以上)煤，開發(fā)適應(yīng)煤質(zhì)的先進(jìn)高效煤氣化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)每天加工煤量500噸級(jí)氣化裝置工業(yè)示范。
開發(fā)適應(yīng)于低灰熔點(diǎn)(1100℃左右)、低灰融黏度煤的氣化技術(shù)，開發(fā)出每天加工量1000噸級(jí)工業(yè)示范氣化裝置并投入示范運(yùn)行。
開發(fā)出適于高水分含量(20%以上)、高氧含量(10%以上)、低熱穩(wěn)定性、低熱值褐煤直接氣化新技術(shù)和裝備，開發(fā)出500噸(煤)/天示范裝置工藝包。
(4)建成適用于煤制清潔燃料技術(shù)通用能效測定與評(píng)價(jià)平臺(tái)，研究測定方法標(biāo)準(zhǔn);針對(duì)示范工程，進(jìn)行工藝優(yōu)化并確定出合理的工序能耗標(biāo)準(zhǔn)參考值，為節(jié)能減排關(guān)鍵技術(shù)提供技術(shù)方案。
4. 高效燃煤及工業(yè)節(jié)能減排
開展多煤種復(fù)雜煤質(zhì)研究和燃燒工藝創(chuàng)新基礎(chǔ)研究，開發(fā)工業(yè)鍋爐島、冶金爐窯高效節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)，建成工業(yè)示范，能效達(dá)到國際先進(jìn)水平。
(1)清潔燃煤系列化高效工業(yè)鍋爐島技術(shù)
開發(fā)出高效低排放燃煤工業(yè)鍋爐島系統(tǒng)技術(shù)，包括：運(yùn)行熱效率90%以上的大型(58MW)煤粉工業(yè)鍋爐島，運(yùn)行熱效率82%以上的大型(58MW或以上)層燃工業(yè)鍋爐島，SO2、NOx達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，粉塵排放濃度<30mg/m3，并形成系列產(chǎn)品;研究與不同煤種相適宜的工業(yè)鍋爐設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn);研究工業(yè)鍋爐煙氣低溫余熱回收關(guān)鍵技術(shù)并進(jìn)行工業(yè)示范，形成系列產(chǎn)品;開發(fā)煤與生物燃料協(xié)同燃燒技術(shù);開發(fā)出可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和集成管理的工業(yè)鍋爐自動(dòng)運(yùn)行管理系統(tǒng)技術(shù);完成不同容量的工業(yè)鍋爐工程示范并研究和實(shí)施合同能源管理模式。
(2)工業(yè)爐窯余能高效回收及梯級(jí)利用技術(shù)
開發(fā)可分別用于高、中、低溫三種品質(zhì)余熱回收利用技術(shù)，通過工業(yè)示范工程建設(shè)和運(yùn)行，系統(tǒng)節(jié)能率達(dá)到15%~30%。[NextPage]
(3)冶金工業(yè)余能高效利用技術(shù)
研發(fā)基于熱管、蓄熱、蓄能、低溫余熱回收等余熱高效回收新技術(shù)，研發(fā)針對(duì)煉鋼爐、各種礦熱爐、煉鐵高爐、煉焦?fàn)t等大型冶金爐窯的非穩(wěn)態(tài)煙氣、爐渣、產(chǎn)品及副產(chǎn)品等余熱回收關(guān)鍵技術(shù)，建設(shè)鋼鐵工業(yè)間歇性余熱綜合發(fā)電示范工程。
研究開發(fā)提高低揮發(fā)分非煉焦煤配加新工藝，開發(fā)新一代煤調(diào)濕關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)焦?fàn)t裝煤煙塵減排新技術(shù)及示范;開發(fā)焦化廢水有效處理及可資源化回收利用新技術(shù)及示范。
(三)重大技術(shù)集成及工業(yè)示范
1. IGCC-多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)工業(yè)集成示范
通過對(duì)煤基多聯(lián)產(chǎn)戰(zhàn)略技術(shù)系統(tǒng)研究，實(shí)現(xiàn)適合于多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的新型煤氣化及氣化島系統(tǒng)、先進(jìn)原料氣凈化和變換工藝、高選擇性煤基清潔燃料和化工品合成催化劑、大型燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)計(jì)制造及燃機(jī)島系統(tǒng)、蒸汽輪機(jī)及其它輔機(jī)系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)控制及運(yùn)行等關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)成果集成，建成大規(guī)模IGCC-多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)工業(yè)集成示范。同時(shí)探索構(gòu)成近零排放多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的技術(shù)途徑。
示范工程規(guī)模：400-500MW級(jí)電力，100萬噸級(jí)液體燃料或相同當(dāng)量級(jí)化工品，3000噸/天級(jí)氣化爐、9F級(jí)低熱值燃?xì)廨啓C(jī)等。
該項(xiàng)目實(shí)施擬依托國內(nèi)具有發(fā)電和煤炭綜合產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)力的大型國有企業(yè)為牽頭和實(shí)施主體，聯(lián)合在煤氣化、燃?xì)廨啓C(jī)、煤清潔轉(zhuǎn)化等方面具有研發(fā)實(shí)力和業(yè)績的機(jī)構(gòu)共同承擔(dān)。
考慮到體制機(jī)制對(duì)IGCC等大型工業(yè)示范項(xiàng)目審批的影響以及“十一五”重型燃?xì)廨啓C(jī)項(xiàng)目執(zhí)行時(shí)間延續(xù)，本規(guī)劃將對(duì)相關(guān)的工業(yè)示范項(xiàng)目采取分步推動(dòng)的方法。
2. 大規(guī)模高效煤基轉(zhuǎn)化多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)集成示范
目前，結(jié)合國內(nèi)煤轉(zhuǎn)化大規(guī)模產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和新型煤轉(zhuǎn)化產(chǎn)業(yè)工業(yè)示范啟動(dòng)，建設(shè)以資源綜合利用、節(jié)能減排、高效低成本為目標(biāo)、實(shí)現(xiàn)大規(guī)模高效煤基轉(zhuǎn)化多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)集成的示范工程正在受到潔凈煤技術(shù)領(lǐng)域的關(guān)注。
該技術(shù)集成包括了大型煤焦化、煤基清潔燃料集成加工、煤氣凈化與污染物控制及資源化利用、余能回收梯級(jí)利用與發(fā)電等專項(xiàng)技術(shù)，形成數(shù)百萬噸級(jí)煤轉(zhuǎn)化及煤基清潔燃料、數(shù)百萬兆瓦以上發(fā)電規(guī)模，達(dá)到系統(tǒng)能效提高5%以上、關(guān)鍵產(chǎn)品降低直接能耗10%以上的效果。
該項(xiàng)目對(duì)發(fā)展具有中國特色的煤高效清潔轉(zhuǎn)化技術(shù)具有重要引領(lǐng)意義。[NextPage]
3. 超600℃超超臨界發(fā)電機(jī)組工業(yè)示范
集成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大容量、高參數(shù)超臨界600℃/1200MW級(jí)發(fā)電機(jī)組關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)成果，包括系統(tǒng)設(shè)計(jì)、鍋爐設(shè)計(jì)與制造、汽輪機(jī)設(shè)計(jì)與制造、機(jī)組運(yùn)行與控制、機(jī)組集成與示范工程整體設(shè)計(jì)等核心關(guān)鍵技術(shù)。
通過示范，完成600℃/1200MW級(jí)發(fā)電機(jī)組成套技術(shù)自主開發(fā)與工程建設(shè)，全面提升我國該級(jí)別超超臨界發(fā)電技術(shù)能力，提升與國外同類技術(shù)的競爭力。
4. 重型燃?xì)廨啓C(jī)關(guān)鍵技術(shù)集成及應(yīng)用示范
對(duì)F級(jí)重型燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)，集成熱端部件(燃燒室、透平葉片)的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)、高效低污染燃燒室設(shè)計(jì)與制造工藝、適應(yīng)靈活空分配置的先進(jìn)高效寬穩(wěn)定裕度壓氣機(jī)研制、燃?xì)廨啓C(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)等研發(fā)成果，形成整機(jī)制造技術(shù)及系統(tǒng)集成優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)。
對(duì)E級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)，集成燃?xì)廨啓C(jī)及聯(lián)合循環(huán)控制、變頻啟動(dòng)系統(tǒng)及燃料系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)組軸系分析、燃?xì)廨啓C(jī)輔助系統(tǒng)、聯(lián)合循環(huán)電站成套系統(tǒng)配套設(shè)備選型、參數(shù)優(yōu)化及熱力循環(huán)分析、燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組運(yùn)行調(diào)試等技術(shù)成果，形成成套系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、研制、調(diào)試、運(yùn)行維護(hù)技術(shù)。
五、保障措施
(一)加強(qiáng)能源科技戰(zhàn)略研究
目前，世界工業(yè)發(fā)達(dá)國家都把能源戰(zhàn)略和能源科技戰(zhàn)略作為持續(xù)、滾動(dòng)研究的重要課題，以適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)能源供應(yīng)不斷提出的需求以及世界或區(qū)域能源生產(chǎn)的變化，同時(shí)還要適應(yīng)生態(tài)環(huán)境、減少或控制溫室氣體排放等對(duì)能源發(fā)展日益提高的要求。同樣，我國能源發(fā)展以及對(duì)能源科技的需求和策略也處于不斷變化和調(diào)整過程，這樣就使得對(duì)能源科技發(fā)展的戰(zhàn)略研究變得更重要。
“十二五”期間，一則需要將能源科技戰(zhàn)略研究作為一項(xiàng)重點(diǎn)科研工作，專項(xiàng)啟動(dòng)實(shí)施;同時(shí)還要建成客觀有效的能源科技評(píng)價(jià)體系，為及時(shí)調(diào)整和校正項(xiàng)目部署方向、客觀準(zhǔn)確檢驗(yàn)成果提供保障。
(二)積極建設(shè)能源公共科技平臺(tái)
能源科技項(xiàng)目的共性之一是項(xiàng)目大、費(fèi)用高，與工業(yè)示范和成果應(yīng)用結(jié)合緊密，技術(shù)研發(fā)平臺(tái)投入大，從國家需求出發(fā)，通過項(xiàng)目支持投資建設(shè)技術(shù)研發(fā)公共平臺(tái)是一件重要的科技推動(dòng)措施。
“十二五”期間，需要在以下技術(shù)領(lǐng)域加大公共科技研發(fā)平臺(tái)建設(shè)：高參數(shù)超超臨界發(fā)電技術(shù)研發(fā)平臺(tái)，重型燃?xì)廨啓C(jī)開發(fā)與整機(jī)測試平臺(tái)，煤基清潔燃料新技術(shù)研發(fā)、系統(tǒng)能效評(píng)估平臺(tái)，高效燃煤工業(yè)鍋爐島成套技術(shù)研發(fā)與集成示范平臺(tái)等。[NextPage]
(三)關(guān)于體制、機(jī)制創(chuàng)新及保障
根據(jù)科技部有關(guān)科技管理改革的精神和部署，加快先進(jìn)能源技術(shù)領(lǐng)域科技計(jì)劃項(xiàng)目管理改革。
針對(duì)“十二五”潔凈煤技術(shù)快速發(fā)展和科技需求大的特點(diǎn)，積極組織有代表性、綜合性和顯示度的重大或重點(diǎn)項(xiàng)目，為“十二五”或其后的持續(xù)發(fā)展提供支持。在“十二五”項(xiàng)目部署和實(shí)施中，要突出項(xiàng)目內(nèi)容的可操作性，加強(qiáng)部委間溝通和協(xié)調(diào)，項(xiàng)目實(shí)施采取分步推進(jìn)的方法。
加強(qiáng)項(xiàng)目設(shè)計(jì)、立項(xiàng)、實(shí)施、驗(yàn)收等各個(gè)環(huán)節(jié)的部署協(xié)調(diào)和綜合管理，從機(jī)制創(chuàng)新入手，擇優(yōu)選取課題第一承擔(dān)單位，同時(shí)形成專業(yè)化、企業(yè)化和社會(huì)化管理三結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目資金申請(qǐng)、使用、研究階段成果等進(jìn)行統(tǒng)一管理和監(jiān)督協(xié)調(diào)，同時(shí)，設(shè)立獨(dú)立專家組進(jìn)行跟蹤協(xié)助管理。在課題承擔(dān)單位選擇方面，要選擇具備較好的研究基礎(chǔ)和具備工程示范能力的企業(yè)或科學(xué)院所。
充分發(fā)揮國家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)、國家級(jí)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化基地的作用，加快成果產(chǎn)業(yè)化，推動(dòng)創(chuàng)新型產(chǎn)業(yè)集群建設(shè)工程，圍繞本專項(xiàng)確定的主要目標(biāo)，合理選擇技術(shù)路徑和產(chǎn)業(yè)路線，采取有效措施，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)集群的形成和創(chuàng)新發(fā)展。
充分發(fā)揮地方政府部門宏觀管理與政策引導(dǎo)作用，不斷完善統(tǒng)籌協(xié)調(diào)機(jī)制，加強(qiáng)政府部門、企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)在管理、數(shù)據(jù)共享、聯(lián)合行動(dòng)等方面的協(xié)調(diào)，構(gòu)建跨部門的交流合作與協(xié)調(diào)配合平臺(tái)，形成產(chǎn)學(xué)研一體的技術(shù)聯(lián)盟，推動(dòng)科技與產(chǎn)業(yè)化聯(lián)動(dòng)發(fā)展。 |
