近期,全國大范圍霧霾讓空氣質量再次成為話題,而燒煤是污染的主要成因之一。那么能否有一項這樣的技術:既能清潔高效利用煤炭,又不產(chǎn)生諸如二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)和PM2.5等污染物,使藍天白云成為常態(tài)?現(xiàn)在,這種愿望正在逐步變成現(xiàn)實!
12月25日,西安交通大學動力工程多相流國家重點實驗室研發(fā)的“煤炭超臨界水氣化制氫發(fā)電多聯(lián)產(chǎn)技術”的產(chǎn)業(yè)化項目正式啟動。西安交大將這項被形象地稱為“超臨界水蒸煤”的知識產(chǎn)權及相關技術作價人民幣1.5億元,轉讓給產(chǎn)業(yè)化投資公司,該公司將在初期籌資10億元進行技術產(chǎn)業(yè)化的工程示范。
西安交大郭烈錦教授帶領研究團隊經(jīng)過20年攻關,研發(fā)的這項技術,提出了一種煤炭在超臨界水中完全吸熱-還原制氫的新氣化原理。它利用溫度和壓力達到或高于水的臨界點(374.3℃、22.1MPa)時水的特殊物理化學性質,將煤中的碳、氫、氧元素氣化轉化為氫氣和二氧化碳,同時熱化學分解了部分超臨界水制取氫氣,將煤炭化學能直接高效轉化為氫能。
氣化過程中煤所含的氮、硫及金屬元素及各種無機礦物質及灰分,由于不被氧化,會在反應器內(nèi)隨著氣化而逐步凈化沉積于底部,以灰渣的形式排出反應器,從源頭上根除了二氧化硫、氮氧化物等氣體污染物和PM2.5等粉塵顆粒物的生成和排放。
與傳統(tǒng)“一把火燒煤”相比,該技術發(fā)電和制氫的效率顯著提高,大型化后的一次性投資和運行成本則顯著降低。氣化產(chǎn)物可發(fā)電、供熱、供蒸汽,還可生產(chǎn)高附加值化工產(chǎn)品,實現(xiàn)了煤炭能源的高效、潔凈、無污染轉化和利用。
11月21日,中科院專家召開了該技術的工程示范方案可行性論證會,一致認為該方案具有高能效、清潔低污染、低耗水、節(jié)能減排等特點,技術可行,經(jīng)濟性合理,并建議將該技術列入國家產(chǎn)業(yè)化重大項目計劃。
團隊的趙亮教授給記者算了這么一筆賬:以陜西省為例,如在火電行業(yè)全面推廣這項技術,理論上每年可削減氮氧化物排放42.7萬噸、二氧化硫36.6萬噸、煤粉塵6.69萬噸,并降低煤耗約25%左右,潛在的社會和經(jīng)濟價值巨大。
我國作為煤炭生產(chǎn)和消費大國,以煤為主的能源結構短期內(nèi)很難改變,在此背景下,這項具有完全自主知識產(chǎn)權的變革性技術,對于立足國情,發(fā)揮煤炭資源豐富的優(yōu)勢,搶占能源變革先機,保障能源戰(zhàn)略安全具有重大意義。