神马文学网美国的清洁煤计划
来源：百度文库 编辑：神马文学网 时间：2024/06/30 20:04:11
煤是世界上最丰富的化石燃料，也是温室气体——二氧化碳的主要来源。一方面，煤炭是世界最主要的能源之一，从储量来看，煤是全球储量最丰富的化石燃料，人类对其利用和依赖程度正在逐步增加，全球能源消耗总量的24%、电力供应的40%来源于煤炭。另一方面，燃煤释放的大量二氧化碳，也是全球温室气体增加的主要原因之一。燃煤释放的二氧化碳量是天然气的2倍，位居各种化石燃料之首。如何“趋利避害”，更有效地利用煤已经成为科学界关注的重要课题。
世界煤研究所发布的报告指出，全球煤储量可以继续供人类使用164年，而石油储量仅够人类使用 41年。据美国自然资源保护委员会估计，到 2020年，全球燃煤发电厂的总装机容量将超过 70万兆瓦。煤炭的大量燃烧带来了巨大的副作用。美国普林斯顿大学的研究结果显示，目前全球每年向大气层排放70亿吨碳，这个数字是上世纪50年代的3倍，他们预计到2055年该数字还将翻一番。如果换算成二氧化碳的排放量，这一数字将会增加2.7倍！尽管煤炭燃烧是导致全球温室气体增加的重要原因，但人类未来的发展仍须依赖煤，这是一个无法回避的事实。因此，寻找更为清洁的煤炭利用方式，减少向大气层中排放二氧化碳的数量，已经成为人类解决这一问题的唯一出路。
清洁煤计划的目标是充分利用技术进步，提高效率，降低成本，减少排放。为此，3月5日，美国能源部长朱棣文在美国参议院能源与自然资源委员会听证会上发表讲话称，能源部正在尽快采取措施为核反应堆的建设提供贷款担保。他还称，能源部已开始郑重考虑如何最好地分配近期经济刺激方案中对清洁煤项目的拨款。目前，美国已经选中 22个清洁煤项目，这些项目将从2009年的经济刺激计划中获得超过5.75亿美元的资助，以加快碳捕捉和封存技术的研究以及工业化资源开发。这 22个项目分属四个不同领域，其中先进煤气化技术将获得 3.12亿美元；先进涡轮机械 1.23亿美元；提高燃烧后二氧化碳捕捉效率并降低成本的技术 9000万美元；确定地质储藏场所5000万美元。据悉，美国政府希望能在未来 10年内掌握性价比高的碳捕捉和封存技术，并成为该领域的领跑者。奥巴马将发展碳捕获与封存技术视为清洁能源经济的重要组成部分。美国希望在清洁煤技术领域领先于世界。通过《美国复苏与再投资法》以及贷款担保等措施，政府向碳捕获与封存技术项目的投入达100亿美元，这笔投资至少可以撬动40亿的私人投资，使得清洁煤技术领域的公私投入总额超过140亿美元。这些投资将用于支持规模足够大的碳捕获设施，这些项目经过示范后，要能够重复，并在电力行业的商业实践中进行部署。截至2009年1月，美国没有一家达到商业规模的电厂拥有大型碳捕获与封存设施，每年捕获的二氧化碳量微乎其微。美国政府提出的目标是，到2015年，拥有大型碳捕获与封存设施的电厂要达到5家，每年捕获的二氧化碳要达到1200万吨以上。
美国政府已经制定了相应的计划。主要有，（1）通过“煤研究计划”（CRI）支持能源部国家能源技术实验室（NETL）进行清洁煤技术研发，例如：开发创新型污染控制技术、煤气化技术、先进燃烧系统、汽轮机及碳收集封存技术等等。（2）“清洁煤发电计划”（CCPI）主要支持企业与政府建立伙伴计划，共同建设示范型清洁煤发电厂，对具有市场化前景的先进技术进行示范验证。（3）能源部“碳收集项目”将在未来10年内投入4.5亿美元，同7个地区性伙伴共同进行二氧化碳的收集、运输、注入及长期封存等实验，以验证二氧化碳能够安全地、永久地并且经济地进行封存。这也是美国在“亚太清洁发展和气候伙伴计划（APP）”框架下开展的主要行动之一。
另外，依据2005年通过的《能源政策法》1307条，美国政府将对清洁煤项目给予总计16.5亿美元的税收优惠，具体包括：8亿美元的税收优惠给予集成气化联合循环（IGCC）发电项目，这一额度将大致平均地分配给利用烟煤、亚烟煤及褐煤发电的各 IGCC项目；5亿美元的税收优惠给予除IGCC项目以外的其他创新型先进煤发电技术；3.5亿美元的税收优惠给予非发电用的煤气化技术，这些煤气化技术不是用于发电，而是用于化工产品生产。
按照美国能源部的部署，将对现有电厂进行清洁煤技术改造，可减少9/10的污染，同时可通过提高效率来控制温室气体的排放，现有的清洁煤技术能降低现有电厂 95%的二氧化硫排放和 90%的氮氧化物排放，利用新技术提高现有电厂的效率，而效率每提高1%，可使生产每度电排放的二氧化碳降低2%，美国国家煤炭理事会估计，通过提高现有电厂的效率，相当于新增4000万千瓦的发电能力；随着旧电厂逐步退役，在建造新电厂时提高标准要求，推动高效清洁煤炭技术的商业化，未来25年内，美国将新建发电能力为1.5亿千瓦的煤电厂，国家能源政策法通过提供税收优惠政策来鼓励这些新建电厂采用最新、最先进的技术进行建设，能源部将继续支持碳收集封存技术的研究和开发，以便应用于未来火力发电厂，除已经给予“碳收集地区合作伙伴”的4.5亿美元用于验证碳的存储、运输及封存技术的可靠性和有效性外，能源部最近又向9个组织提供了 2400万美元经费用于新型、低成本碳收集封存创新技术的开发；加速下一代技术的研究、开发及示范，在2012年建成世界上第一个零排放煤炭发电厂——“未来发电”，将在这个“未来发电”厂内集成利用一系列先进技术，还将验证碳收集及永久封存技术的安全性、经济性和可行性。
目前，美国最大的燃煤电力公司（AEP）已经选好厂址，正在建造一座新型超净洁发电厂，即集成气化综合循环（IGCC）发电厂。人们往往把IGCC看作是“新技术”，但其实它是由两种著名的现有实用技术集合而成，而这两种技术都可以用来实现“未来发电”计划的最终目标。第一种是煤炭气化技术。在严格控制温度和压力的条件下部分燃烧煤，使其变为主要是由一氧化碳和氢气组成的浓缩合成气体，其中的杂质如二氧化硫等都很容易被除去。第二种技术是“循环”，这种技术已经在天然气发电厂得到普遍采用，涡轮的驱动力来自于天然气流和废热所产生的气流。最为重要的是，相比之下，从气流中捕获二氧化碳比从传统发电厂的烟囱中捕获二氧化碳要容易实现得多。
世界煤研究所发布的报告指出，全球煤储量可以继续供人类使用164年，而石油储量仅够人类使用 41年。据美国自然资源保护委员会估计，到 2020年，全球燃煤发电厂的总装机容量将超过 70万兆瓦。煤炭的大量燃烧带来了巨大的副作用。美国普林斯顿大学的研究结果显示，目前全球每年向大气层排放70亿吨碳，这个数字是上世纪50年代的3倍，他们预计到2055年该数字还将翻一番。如果换算成二氧化碳的排放量，这一数字将会增加2.7倍！尽管煤炭燃烧是导致全球温室气体增加的重要原因，但人类未来的发展仍须依赖煤，这是一个无法回避的事实。因此，寻找更为清洁的煤炭利用方式，减少向大气层中排放二氧化碳的数量，已经成为人类解决这一问题的唯一出路。
清洁煤计划的目标是充分利用技术进步，提高效率，降低成本，减少排放。为此，3月5日，美国能源部长朱棣文在美国参议院能源与自然资源委员会听证会上发表讲话称，能源部正在尽快采取措施为核反应堆的建设提供贷款担保。他还称，能源部已开始郑重考虑如何最好地分配近期经济刺激方案中对清洁煤项目的拨款。目前，美国已经选中 22个清洁煤项目，这些项目将从2009年的经济刺激计划中获得超过5.75亿美元的资助，以加快碳捕捉和封存技术的研究以及工业化资源开发。这 22个项目分属四个不同领域，其中先进煤气化技术将获得 3.12亿美元；先进涡轮机械 1.23亿美元；提高燃烧后二氧化碳捕捉效率并降低成本的技术 9000万美元；确定地质储藏场所5000万美元。据悉，美国政府希望能在未来 10年内掌握性价比高的碳捕捉和封存技术，并成为该领域的领跑者。奥巴马将发展碳捕获与封存技术视为清洁能源经济的重要组成部分。美国希望在清洁煤技术领域领先于世界。通过《美国复苏与再投资法》以及贷款担保等措施，政府向碳捕获与封存技术项目的投入达100亿美元，这笔投资至少可以撬动40亿的私人投资，使得清洁煤技术领域的公私投入总额超过140亿美元。这些投资将用于支持规模足够大的碳捕获设施，这些项目经过示范后，要能够重复，并在电力行业的商业实践中进行部署。截至2009年1月，美国没有一家达到商业规模的电厂拥有大型碳捕获与封存设施，每年捕获的二氧化碳量微乎其微。美国政府提出的目标是，到2015年，拥有大型碳捕获与封存设施的电厂要达到5家，每年捕获的二氧化碳要达到1200万吨以上。
美国政府已经制定了相应的计划。主要有，（1）通过“煤研究计划”（CRI）支持能源部国家能源技术实验室（NETL）进行清洁煤技术研发，例如：开发创新型污染控制技术、煤气化技术、先进燃烧系统、汽轮机及碳收集封存技术等等。（2）“清洁煤发电计划”（CCPI）主要支持企业与政府建立伙伴计划，共同建设示范型清洁煤发电厂，对具有市场化前景的先进技术进行示范验证。（3）能源部“碳收集项目”将在未来10年内投入4.5亿美元，同7个地区性伙伴共同进行二氧化碳的收集、运输、注入及长期封存等实验，以验证二氧化碳能够安全地、永久地并且经济地进行封存。这也是美国在“亚太清洁发展和气候伙伴计划（APP）”框架下开展的主要行动之一。
另外，依据2005年通过的《能源政策法》1307条，美国政府将对清洁煤项目给予总计16.5亿美元的税收优惠，具体包括：8亿美元的税收优惠给予集成气化联合循环（IGCC）发电项目，这一额度将大致平均地分配给利用烟煤、亚烟煤及褐煤发电的各 IGCC项目；5亿美元的税收优惠给予除IGCC项目以外的其他创新型先进煤发电技术；3.5亿美元的税收优惠给予非发电用的煤气化技术，这些煤气化技术不是用于发电，而是用于化工产品生产。
按照美国能源部的部署，将对现有电厂进行清洁煤技术改造，可减少9/10的污染，同时可通过提高效率来控制温室气体的排放，现有的清洁煤技术能降低现有电厂 95%的二氧化硫排放和 90%的氮氧化物排放，利用新技术提高现有电厂的效率，而效率每提高1%，可使生产每度电排放的二氧化碳降低2%，美国国家煤炭理事会估计，通过提高现有电厂的效率，相当于新增4000万千瓦的发电能力；随着旧电厂逐步退役，在建造新电厂时提高标准要求，推动高效清洁煤炭技术的商业化，未来25年内，美国将新建发电能力为1.5亿千瓦的煤电厂，国家能源政策法通过提供税收优惠政策来鼓励这些新建电厂采用最新、最先进的技术进行建设，能源部将继续支持碳收集封存技术的研究和开发，以便应用于未来火力发电厂，除已经给予“碳收集地区合作伙伴”的4.5亿美元用于验证碳的存储、运输及封存技术的可靠性和有效性外，能源部最近又向9个组织提供了 2400万美元经费用于新型、低成本碳收集封存创新技术的开发；加速下一代技术的研究、开发及示范，在2012年建成世界上第一个零排放煤炭发电厂——“未来发电”，将在这个“未来发电”厂内集成利用一系列先进技术，还将验证碳收集及永久封存技术的安全性、经济性和可行性。
目前，美国最大的燃煤电力公司（AEP）已经选好厂址，正在建造一座新型超净洁发电厂，即集成气化综合循环（IGCC）发电厂。人们往往把IGCC看作是“新技术”，但其实它是由两种著名的现有实用技术集合而成，而这两种技术都可以用来实现“未来发电”计划的最终目标。第一种是煤炭气化技术。在严格控制温度和压力的条件下部分燃烧煤，使其变为主要是由一氧化碳和氢气组成的浓缩合成气体，其中的杂质如二氧化硫等都很容易被除去。第二种技术是“循环”，这种技术已经在天然气发电厂得到普遍采用，涡轮的驱动力来自于天然气流和废热所产生的气流。最为重要的是，相比之下，从气流中捕获二氧化碳比从传统发电厂的烟囱中捕获二氧化碳要容易实现得多。