管理商铺 发布产品 发布求购 寻找商机
TOP
对清洁能源创新的思考
[ 编辑:徐长风 | 时间:2014-12-25 15:23:13 | 浏览:12971次 | 来源: | 作者: ]
11月13日亚太经合组织领导人非正式会议期间,国家主席习近平与美国总统奥巴马发布《中美气候变化联合声明》。声明显示,中国计划在2030年左 右二氧化碳排放达到峰值,并计划到2030年非化石能源占一次能源消费比重提高到20%左右;美国计划在2020年之后把二氧化碳减排速度提高一倍,到 2025年实现在2005年基础上减排26%-28%;中美两国希望,现在宣布上述目标能够为2015年在巴黎举行的全球气候谈判注入动力,并带动其他国 家也一道尽快并最好是2015年第一季度提出有力度的行动目标。

在非化石能源难以取得能源消费占比优势之前,煤炭的清洁利用依然是能源可持续发展的重要途径。

声明还称,双方计划继续加强在先进煤炭技术、核能、页岩气和可再生能源方面的合作,这将有助于两国优化能源结构并减少包括产生自煤炭的排放。 其中,中国计划到2030年非化石能源占一次能源消费比重提高到20%左右。

为了进一步落实联合声明,中美双方继续将在新能源研究和发展、碳捕捉和封存、HFCs、智能与低碳城市、绿色科技交易以及清洁能源示范项目共6个方面加强合作。

非化石能源路慢慢

《中美气候变化联合声明》的确是具有划时代的意义,若能真正落实,将惠及全球。

在国内“十三五”能源规划初稿中曾提出,中国风电的发展目标为2亿千瓦,水电3.5亿千瓦,光伏1亿千瓦。可见,风、光的发展目标加速,水电也向纵深腹地河流发展。虽然核电因技术限制对装机目标有所影响,但总体依然被寄予厚望。

根据国家能源局统计数字显示,2013年非化石能源消费占一次能源消费比重由2012年的9.1%提高到9.8%。这意味着未来6年,非化石能源消费占比在既有消费总量中将提升5.2个百分点,到2030年达到20%的确是任重且道远。

根据我国各发电类型成本对比情况看(见下表),带脱硫的火力发电依旧成本最低,即使在增加除尘等装置投入后,其成本也不应超过核电成本。所以,从企业运营安全与成本的角考量,将非石化能源占比增加到20%的内动力还显不足。

若用行政手段强行推动实施上述减排目标,必定会垫高居民生活费用支出和用电企业的生产成本,从而降低居民生活品质和企业的竞争力,因此,如何降低水电、风电、核电和光伏发电的成本,使其更具竞争力应是非化石能源着重研究和需要创新的落脚点。

推动煤炭清洁利用

现阶段煤炭在我国能源结构中的地位难以撼动,煤炭清洁高效利用是解决我国能源和环境双安全的核心问题,以深加工及转化利用为依托的煤炭高效、洁净、经济利用已成为能源可持续发展的路径之一。

尽 管基于煤的气化(CTG)与合成气费托合成的“煤制油”(煤间接液化,CTL)技术存在有众多问题,如能源转化效率相对较低(0.41),是CTL大规模 产业化的一个障碍。据测算,每制成2桶CTL柴油(约250kg)需消耗1吨煤。其次是,耗水量大。每制成1吨CTL柴油,需消耗5至7吨水。再加上 CTL全生命周期CO2排放量过高。比起常规化石柴油,其CO2排放量要高出160%至190%。如果只计算生产过程的CO2排放,则CTL要比常规化石 燃油高出20倍。因此,它不符合美国2007年颁布的《能源独立和安全法》的相关规定,从而被美国放弃。但这类技术对减少粉尘排放等方面似乎还有那么一点 些许的有意帮助,因此,在非石化能源不处于更经济的优势时,这类清洁煤技术也只能是在最差选项中可选择的相对较好的一项。

其实,CTL与CTG技术是德国化学家F?费歇尔和H?托罗普施在1923年开发出的合成技术,故称费托合成。是在第二次世界大战期间被大规模工业化生产使用,也正因该项技术的实施拖延了纳粹覆灭进程。但今天,为了环境安全,甚至是能源安全,费托合成技术再次焕发着青春。

通 常,费托合成工艺流程主要包括煤气化、气体净化、费托合成和产品精制改质等过程。合成气中的氢气与一氧化碳的摩尔比要求在2-2.5。反应器采用固定床或 流化床两种形式。前者以生产柴油为主,而后者以生产汽油为主。但为了改变上述不经济状况,各国科学家始终不懈地进行着探索。

在CTG技术 上,德国延续了其技术优势,继续走在全球的前列。其中,HTW(高温温克勒)气化工艺技术就是以低价劣质煤为原料的气化工艺。它既可避免直接燃烧对大气造 成的污染,也可通过使用价格低廉的三高劣质煤作为原料,大幅降低生产成本。在节水上,该工艺的总耗水量仅为每吨煤350KG,是传统固定床气化技术耗水量 的1/18。废水排量小,仅是其他工艺的1/10,且废水水质中焦油、苯酚、甲酸化合物、萘等成分接近于零。且装置造价比同等产能装置费用降低约 10-20%,再加上后期废水处理的装置投资仅为一般固定床气化技术的1/10左右,进而成为最具竞争力的倚重煤炭气化的工艺之一。

在CTL技术上,中国的科学家也拥有了一席之地。日前,中国科学家首次实现了在水介质中进行费托合成,比现有的费托合成过程更清洁、更高效。由于碳氢产物不溶于水,反应后生成的油体会与水体分相,使得到的燃料油不会被催化剂所污染,对环境更加友好。

同 时,在非贵金属催化,能源催化和仿生催化等方面也有了重大的突破,其中,在磁性纳米材料的控制合成及其能源转化技术上也取得了突破。2014年9月,在绝 对平和的前提下(623 K, 0.1 MPa),液相制备出了形貌可控的Fe5C2纳米颗粒。将此类纳米颗粒当成催化剂运用于费托合成,在较低温度表现出了对一氧化碳活化的本征催化活性,其活 性的呈现远早于对比组的传统Fe基催化剂。这一成果使铁基费托合成纳米级催化剂因其价格低廉、烯烃抉择性高级,初始费托反应活性也两倍于传统Fe基催化 剂,因此倍受关注,其经济价值得到进一步提升,后续商业化过程值得期待。

没有环保技术突破的煤化工只会与减排背离,没有科技创新的温室气体减排只能是口头减排,没有资金扶持的技术创新也只会蜗居实验室。因此,即使创新努力还是超不过带脱硫除尘火电的成本优势,但为了中国的创造,也有必要建立财政专项信托投资基金,使中国创造梦能有机会起飞。

】 【打印】【繁体】 【投稿】 【关闭】【评论】 【返回顶部
评论
称呼:
验证码:
内容: