干货分享】倪维斗院士：煤电无可替代，该当如何发展？

除煤炭外，其他能源潜力不大

1、天然气

现在很多人把希望寄托在天然气身上，中俄燃气（中国和俄罗斯的天然气合作供应协议）380亿立方米，相当于2700万吨标准煤;我国的天然气储量为3600亿立方米，相当于2.6亿吨标准煤，已是极限。目前天然气的用量是煤的1/20，远期来看，天然气的用量仍将只是煤的1/15。倪维斗中国煤炭清洁高效利用之路

2、核电

我国核电装机容量已达885万千瓦,每年核电发电总量将达到...。十三五时期，通过推动能源革命，优化我国能源结构，可再生能源发电装机总量年均增长4250万千瓦，约占“十三五”年均新增装机规模的一半左右。截至2013年末，全国发电装机总量达12.47亿千瓦，其中，水电装机2.8亿千瓦，火电8.6亿千瓦，核电1461万千瓦，并网风电7548万千瓦，并网太阳能发电装机容量1479万千瓦。

3、水电

来看水电，7亿千瓦的理论蕴藏量装机，技术可开发不到5.5亿千瓦，而经济可开发4亿千瓦。2016年发电量1.19万亿千瓦时，相当于约2.15亿吨标准煤。水电装机容量已达3.32亿千瓦，开发度已达到了75%，剩下的1亿千瓦中包含有雅鲁藏布江的蕴藏量，实际开发方面存在国际问题。水能只占全世界按人口平均的25%，风电、太阳能只占能源消费总量的几个百点。

天然气、核电、水电、风电、太阳能等发电量加起来约等于7.0亿吨标准煤，这相比2016年我国40多亿煤的能源消耗，是个小数。山西内蒙一带的几千亿吨煤才是我国能源的根本保障。

能源和环境形势严峻

中国能源系统根本特点：以煤为主，人口多。2010–2050年预测累计煤炭消费≈1000亿tce，煤仍是主力能源。2014年我国人均能源消费量约为3.1tce/a，远低于美、德、法、日等国，预计2030年我国人均能源消费量4tce/a（预计人口14亿）。（tce/a：每年标准当量煤）

我国在2030年后大幅度减排二氧化碳主要还是靠煤的清洁低碳利用！

我国一次能源消费占全球能源消费的22.9%。

广汇能源立足新疆本土及中亚丰富的石油、天然气和煤炭资源，依托国家优势资源转换战略和“走出去、拿回来”战略，相继进入液化天然气、煤炭开发、煤化工和石油天然气勘探开发领域，成为国内目前唯一一家同时具有煤、油、气三种资源的民营企业，集上游煤炭和油气生产，中游能源运输和物流中转，下游煤化工生产和销售于一体的大型能源上市公司，总资产359亿元，员工8000余人。我国原油对外依存度超过65%，天然气对外依存度超过33%，是世界上最大的能源消费国和原油进口国，在全球能源结构转型中扮演着至关重要的角色。据世界动力组织统计，全球煤炭估量可采200年，石油可采30-40年，自然气可采60年，在全球能耗以每年5%的添加速度下，化石燃料动力估量还能应用 一二百年，世界动力充分形式严重。

中国能源生产和消费结构：以煤为主。

我国能源系统亟待解决两大问题

传统发展方式难以为继

公司作为一家具有“煤-电-铝-铝深加工”全产业链的企业，规模效益显著，公司电解铝产能75万吨，其中本部50万吨产能的用电全是自备电，子公司林丰铝电25万吨产能则是直购电，公司技术先进，吨铝耗直流电在13000度以下。京津冀及周边、长三角、珠三角等区域及产能严重过剩行业新上耗煤项目，要严格实行煤炭消耗等量或减量替代政策，京津冀地区2015年煤炭消费总量力争实现比2012年负增长。建材行业耗煤增长快，主要是因为水泥生产和烧结砖生产能力增加较快，其中水泥新增产能达到280万吨以上。

新的发展方式尚未形成

重庆市人民政府网站19日消息，近日，全国首个页岩油气产能建设项目中石化梁平页岩油气勘探开发及产能建设示范区8个钻井平台全面开钻。目前园区再生铝产能12万吨，到2016将达到36万吨产能，成为全球大再生铝基地。全国首个页岩油气产能建设项目——中石化梁平页岩油气勘探开发及产能建设示范区8个钻井平台全面开钻2012年11月13日-16日。

增强“四个意识”，贯彻五大发展理念，认真落实习近平总书记关于“四个革命、一个合作”能源发展战略思想。“《规划》有利于突破我国可再生能源发展、应用相关体制机制的瓶颈，对于深化能源体制改革，推动能源革命，探索绿色发展，进一步促进京津冀协同发展，改善京津冀地区生产生活环境具有重要意义，也更有利于举办一届绿色、低碳的冬奥会。推动能源革命，实现绿色低碳发展是长期而艰巨的过程，必须以科技创新为主要驱动力，以体制机制创新为保障，加快能源生产和消费方式转变，拓宽能源国际交流合作，构建清洁低碳、的现代能源体系，为我国建成小康社会和实现中华民族伟大复兴提供坚实的能源保障。

单一技术和技术组合难以解决能源困局，如何通过权衡取舍，精心组合和安排这些手段，以求系统性、最佳地解决问题——系统整合和战略规划。在煤的利用上做文章，走煤的清洁、高效、低碳利用之路。

煤炭清洁高效转化如何实现

先进的燃煤发电技术

一是采用先进的燃煤发电技术，进一步提高能效，减少排放。如：上海外高桥第三发电厂。

该厂当前的实际运行性能，在全年平均负荷率为75%～81%的条件下，其实际全年平均供电煤耗（包括脱硫和脱硝）276gce/kWh，折算到额定负荷下的供电煤耗为264gce/kWh，全年平均实际供电效率（包括脱硫和脱硝）为44.5%，折算至额定负荷工况，则供电效率应为46.5%。而2015年全国发电平均煤耗 318gce/kWh。排放浓度：粉尘排放7.55mg/m3；二氧化硫17.7mg/m3；氮氧化物15.19mg/m3，已经达到了气体燃料的排放指标。

”吉林省电力科学研究院研究员初立森向记者介绍道，“但不容忽视的是，由于大机组供热改造，使得满足供热伴随的发电基本负荷不断提升，电网调峰容量严重不足，造成风电在冬季供热期间大量弃风不可避免，供热与清洁能源消纳之间的矛盾日益加剧。2016年春节长假期间，在运行机组最低负荷仅46%的情况下，山东日照电厂严格执行深度调峰措施，合理调度机组发电和供热负荷，从组织保障、技术保障等多方面入手，着力加强安全生产、供热保电和环境保护工作。3、树立节约意识、严控成本支出，进一步强化经营管理：20xx年我厂面临的经营压力前所未有，年初遭遇持续严寒、为保证供热质量，高寒期申请停止一台机组发电，大幅度降低机组电负荷来保证供热负荷。

但减排的根本问题是二氧化碳的捕捉与处理，这是上海外高桥第三发电厂模式所不能处理的问题。

整体煤气化联合循环 IGCC

2中粘煤可作为气化用煤或动力用煤、贫煤、弱粘煤、不粘煤和长焰煤8个煤类。乌苏海则煤基多联产循环经济示范项目，采用世界领先的煤炭热解、碎煤加压气化与水煤浆气化等多条联合生产技术路线，发展以煤制天然气、焦油加氢、煤制油、煤制芳烃、焦炉气制乙二醇等为主要产品的高能效、低排放、长产业链、高附加值的煤炭深加工产业集群。6.华能天津临港燃机电厂与华能天津igcc电站示范项目同址建设，统一管理。

IGCC技术把洁净的煤气化技术与高效的燃气──蒸汽联合循环发电系统结合起来，既有高发电效率，又有极好的环保性能，是一种有发展前景的洁净煤发电技术。IGCC系统的供电效率为41%，捕捉二氧化碳较容易，但由于单位装机投资较大，所以，以气化为基础的IGCC只用于发电在经济上有较大问题，暂不适合推广。

IGCC发电技术流程示意图

煤基多联产能源系统技术

煤基多联产是指利用从单一的设备（气化炉）中产生的"合成气"（主要成分为一氧化碳+氢气），来进行跨行业、跨部门的生产，以得到多种具有高附加值的化工产品、液体燃料（甲醇、F-T合成燃料、二甲醇、城市煤气、氢气）、以及用于工艺过程的热和进行发电等。

多联产可以实现煤炭的多维度梯级利用，其应用过程相互耦合，实现能量流、物质流等总体优化。倪维斗中国煤炭清洁高效利用之路做到了氢碳比合理优化利用，尽量减少“无谓”的化学放热过程，并实现热量的梯级利用、压力潜力和物质的充分利用。

经计算 , 主 产 品 洗 精 煤 ( 含 大 块 煤 ) 年 产 量 为 261.85 万 吨 , 副 产 品中 煤 年 产 量 为 49.75 万 吨 , 煤 泥 年 产 量 29.45 万 吨 。 产高炉煤 气28.26 轧管区：高炉煤气柜一座、天然 气供应系统 产转炉煤 气9875 氧气16000m 制氧机6000 制氧机组一套，供氧能力1.8 蒸汽冶炼区转炉 烟气余热 回收产蒸汽 新建1 座热电站，内设1 75t/h中温中 压全燃煤气锅炉，配 汽轮发电机组。该项目于8月16日一次投料成功，是公司与新疆中能万源化工有限公司签订的年产40万吨合成氨、60万吨尿素项目，采用1套3200／3800大型航天炉，选用新疆当地保利煤为气化煤种，合成气产能为88400nm3／h干基有效气。

此外，伴随单元技术进步，如高温合成气净化、离子膜分离制氧、1700摄氏度燃气轮机及水煤浆预热等技术，多联产能效可以进一步地提升。

多联产是综合解决我国能源问题的重要方案。

1、有助于缓解能源总量要求

联合生产多种产品，效率提高可以减少总量需求；采用高硫煤拓展了煤炭资源的利用。

2、有助于缓解液体燃料短缺

可以大规模地生产甲醇、二甲醚、F-T合成油和氢等替代燃料，缓解石油进口压力。

3、彻底解决燃煤污染问题

完全消除常规燃煤污染物排放，重金属等痕量污染物脱除更经济。用甲醇来采暖、小锅炉、窑炉，可大幅度减少散煤燃烧。

4、有助于解决快速城市化引起的小城镇和农村洁净能源问题

今年起到2020年，太原还将实施整村拆除、棚户区改造、集中供热、煤改电、煤改气、分散燃煤采暖锅炉清洁能源替代、既有建筑节能改造等“七大工程”。煤在炭化室干馏过程中产生的荒煤气汇集到炭化室顶部空间，经过上升管、桥管进入集气管。全年共完成８４８８蒸吨燃煤锅炉清洁能源改造，６６３个村散煤改为清洁能源，朝阳、海淀、丰台、石景山４区城镇地区７．５万户居民实现散煤清洁能源替代。

5、满足未来减排二氧化碳的需要

他在接受记者专访时指出，中国要积极探索煤炭清洁高效转化新技术、新路径，很重要的环节就是用超超临界发电替代传统火力发电，用高效煤粉锅炉集中热电冷联供替代落后的链条式燃煤锅炉，用包括煤经甲醇制烯烃、煤经甲醇制芳烃、煤经合成气制乙二醇等现代煤制化学品替代传统煤化工，以提升我国煤炭高效清洁利用的整体水平，减少不得已使用煤炭对环境的破坏和影响。神华的到来或将对世界最大的私营煤炭公司美国博地能源集团(peabody)产生巨大的吸引力，博地在洁净煤发电，煤的气化、液化和转化等领域拥有先进成熟的技术，并与神华一道参与了华能集团发起的“绿色煤电”计划，并在天津参与建设了中国首家igcc（整体煤气化联合循环）电厂，将煤炭气化后燃烧发电，产生的二氧化碳捕捉封存到地下，实现对煤炭清洁高效的利用。稳定发展煤炭清洁分质利用项目，利用兰炭、混合芳烃、煤焦油、焦油加氢制燃料、煤制天然气、粗苯等发展下游产品，形成1000亿元以上的煤炭高效清洁利用产业链。

凌文还撰文指出，公司将继续推进煤炭、火电去产能工作，做好煤炭清洁高效利用，发展风、光、氢等新能源，积极探索从以传统煤电为基础的能源公司向提供多种清洁能源的综合能源公司转型。作为神华集团煤电板块的重要骨干企业，公司紧紧依托神华集团“煤、电、路、港、航、煤制油化工”一体化资源优势，致力于开发山西河曲，陕西神府，新疆哈密、准东、和丰，宁夏鸳鸯湖，内蒙古呼伦贝尔、锡盟，黑龙江宝清等煤电一体化产业基地，规划建设了一批高参数、高效率、大容量火电机组和高产高效矿井，并立足国内前沿技术水平，开发建设了一大批资源综合利用发电机组，产业涉足火电、风电、光伏、核电、分布式能源、热电冷联产、煤炭等领域。本规划把削减煤炭消费和优化煤炭消费结构作为重点任务，摆在突出位置，提出大力实施煤炭减量替代行动，持续实施煤电节能改造行动，并提出通过持续关停小型煤电机组（250万千瓦）、持续整治分散燃煤锅炉，积极淘汰落后耗煤产能。