中国国家综合能源战略和政策研究项目 之十一 开发利用洁净煤技术的政策研究 课题负责人 俞珠峰 课题研究人员 俞珠峰 研究员 煤炭工业洁净煤工程技术研究中心 肖云汉 研究员 中国科学院工程热物理研究所 吕 欣 工程师 煤炭工业洁净煤工程技术研究中心 余 洁 高 工 煤炭工业洁净煤工程技术研究中心 赵丽凤 高 工 中国科学院工程热物理研究所 吴立新 高 工 煤炭工业洁净煤工程技术研究中心 陈贵峰 高 工 煤炭工业洁净煤工程技术研究中心 目 录 表格 ...................................................................................................................... 1 图形 ...................................................................................................................... 3 缩 略 语 .............................................................................................................. 4 执 行 报 告 ........................................................................................................ 7 （一） 概要 .................................................................................................. 19 （二） 中国分部门煤炭消费现状及未来煤 炭消费需求趋势分析 ........... 21 1. 各部门煤炭消费简况 ....................................................................... 21 2. 煤炭消费存在的主要问题 ............................................................... 24 3. 中国未来煤炭消费需求趋势分析 ................................................... 27 （三） 中国洁净煤技术发展总体情况 ....................................................... 30 1. 中国洁净煤技术发展总体回顾 ....................................................... 30 2. 中国洁净煤技术相关政策总体回顾 ............................................... 36 3. 中国洁净煤技术发展存在的障碍 ................................................... 48 （四） 国外政策推动技术发展的经验 ....................................................... 51 （五） 满足未来需求的洁净煤技术及发展目标 ....................................... 57 1. 电力行业及供热 ............................................................................... 57 2. 中小工业锅炉 ................................................................................... 70 3. 化工生产与替代燃料油 ................................................................... 79 4. 民用生活 .......................................................................................... 90 5. 关于洗选煤 ....................................................................................... 96 （六） 中国洁净煤技术发展战略建议 ..................................................... 102 （七） 中国洁净煤技术发展的政策和措施建议 ......................................111 （八） 附录 .................................................................................................116 （九） 参考文献 .........................................................................................118 Deleted 1Deleted 1Deleted 3Deleted 3Deleted 4Deleted 4Deleted 6Deleted 67Deleted 17Deleted 1718Deleted 19Deleted 1920Deleted 19Deleted 1920Deleted 21Deleted 2122Deleted 24Deleted 2425Deleted 25Deleted 2627Deleted 25Deleted 2627Deleted 25Deleted 3334Deleted 25Deleted 4445Deleted 25Deleted 4748Deleted 25Deleted 5354Deleted 25Deleted 5354Deleted 25Deleted 6465Deleted 25Deleted 7374Deleted 25Deleted 8485Deleted 25Deleted 8990中国能源综合发展战略与政策研究报告之十一洁净煤技术 1表格 表 0-1. 国内煤炭消费现状及未来预测 ................................................................................ 7 表 0-2. 2020 年中国洁净煤技术发展方案建议一览表 ..................................................... 15 表 2-1 2002 年主要工业部门及生活用煤情况表 .............................................................. 23 表 2-2 中国商品动力煤灰分和硫分分布 ........................................................................... 25 表 2-3、 不同机构研究预测中国 2020 年能源需求结果的比较 ......................................... 27 表 2-4 主要耗煤行业煤炭需求及进出口预测 ................................................................... 28 表 2-5 2020 年中国分部门煤炭需求预测 .......................................................................... 28 表 3-1 中国洁净煤技术领域 ............................................................................................... 31 表 3-2 国务院先行批准的部分城市 SO2排污收费标准 ................................................... 42 表 3-3 国家新出台的大气污染物排放收费标准 ............................................................... 42 表 3-4 大气污染物污染当量值 ........................................................................................... 43 表 3-5 洁净煤发电技术主要政策现状 ............................................................................... 47 表 3-6 洁净煤技术发展障碍分析汇总 ............................................................................... 51 表 5-1 全国煤电装机预测表 ............................................................................................... 58 表 5-2 超（超）临界机组不同蒸汽参数的供电煤耗比较 ............................................... 59 表 5-3 不同参数 600MW 机组造价的比较 ....................................................................... 60 表 5-4 循环流化床锅炉污染物排放值 ............................................................................... 60 表 5-5 投资费用估算 ........................................................................................................... 61 表 5-6 国外已建成的主要 IGCC 电站 ............................................................................... 62 表 5-7 IGCC 技术性能和成本的联系 ................................................................................ 62 表 5-8 PFBC-CC 电站主要技术指标 ................................................................................ 63 表 5-9 各种发电机组（ 1200MW）方案比较（运行 20 年） ......................................... 64 表 5-10 不同技术用于现有煤电机组改造的投入及排放比较 ........................................... 66 表 5-11 未来 20 年不同时段洁净发电技术发展方案 ......................................................... 66 表 5-12 未来 20 年洁净煤发电技术技术发展方案结果预测 ............................................. 69 表 5-13 工业锅炉各种改造途径的技术、环境、经济结果 ............................................... 73 表 5-14 燃用不同燃料的工业锅炉的运行费用比 ............................................................... 74 表 5-15-1 全国中小型工业锅炉改造技术方案 分时段发展计划 ................................. 77 表 5-15-2 全国中小型工业锅炉改造技术方案 分地区发展计划 ................................. 77 表 5-16 全国锅炉改造效果 ................................................................................................... 78 表 5-17 中国在用典型煤气化技术特性对比 ....................................................................... 81 表 5-18 不同原料合成氨新建厂（ 30 万吨 /年）投资情况表 ............................................. 82 Deleted 6Deleted 67Deleted 13Deleted 1314Deleted 21Deleted 2122Deleted 22Deleted 2223Deleted 24Deleted 2425Deleted 25Deleted 2526Deleted 25Deleted 2526Deleted 25Deleted 2728Deleted 25Deleted 3940Deleted 25Deleted 3940Deleted 25Deleted 3940Deleted 25Deleted 4344Deleted 25Deleted 4748Deleted 25Deleted 5455Deleted 25Deleted 5556Deleted 25Deleted 5556Deleted 25Deleted 5657Deleted （单位万元）Deleted 25Deleted 5657Deleted 25Deleted 5758Deleted 25中国能源综合发展战略与政策研究报告之十一洁净煤技术 2表 5-19 以煤、天然气为原料的合成氨生产车间成本 ....................................................... 82 表 5-20 合成氨分阶段发展推荐方案 ................................................................................... 84 表 5-21 年产 25 万吨水煤浆项目主要经济指标表 ............................................................. 85 表 5-22 年产 160 万吨产品间接液化项目财务评价主要指标 ........................................... 86 表 5-23 替代燃料油技术分阶段发展推荐方案 ................................................................... 89 表 5-24 2002 年农村生活用能结构 ...................................................................................... 92 表 5-25 北京、上海和重庆能源可供性及经济性比较 ....................................................... 92 表 5-26 各种燃料价格对比 ................................................................................................... 94 表 5-27 生活能源发展预测 ................................................................................................... 95 表 5-28 火电厂大气污染物排放标准 （ GB13223-2003） ............................................ 96 表 5-29 锅炉大气污染物排放标准（ GB13271-2001） ...................................................... 97 表 5-30 中 国主要生产矿区动力煤资源主要质量指标 ....................................................... 97 表 5-31 中国煤炭洗选生产结构 ........................................................................................... 99 Deleted 25Deleted 7677Deleted 25Deleted 7879Deleted 25Deleted 7980Deleted 25Deleted 8081Deleted 25Deleted 8384Deleted 25Deleted 8687Deleted 25Deleted 8687Deleted 25Deleted 8889Deleted 25Deleted 8990Deleted 25Deleted 9091Deleted 25Deleted 9091Deleted 我Deleted 25Deleted 9192Deleted 25Deleted 9293中国能源综合发展战略与政策研究报告之十一洁净煤技术 3图形 图 2-1 近几年中国煤炭消费 ................................................................................................. 22 图 2-2 中国电力增长与煤炭的关系 ..................................................................................... 24 图 2-3 中国与世界终端能源的比较 ..................................................................................... 25 图 2-4 中国与世界单位 GDP 能耗的比较 ........................................................................... 26 图 5-1 洁净煤发电技术发展方案投资需求比较 ................................................................. 68 图 5-2 不同燃煤工业锅炉改造方式的运行成本及比较 ..................................................... 73 图 5-3 全国工业锅炉改造前后运行成本变化 ..................................................................... 75 图 5-4 全国工业锅炉改造投入与效益 ................................................................................. 76 图 5-5 今后 20 年新增合成氨生产能力的投资需求比较 ................................................... 83 图 5-6 今后 20 年替代燃料油技术发展投资需求方案比较 ............................................... 88 图 5-7 中国民用商品能源构成变化 ..................................................................................... 90 图 5-8 1981 年以来中国大于 2 百万吨 /年煤矿的建设 ....................................................... 98 Deleted Deleted 20Deleted 2021Deleted 21Deleted 2122Deleted 22Deleted 2223Deleted 23Deleted 2324Deleted 25Deleted 6263Deleted 25Deleted 6768Deleted 25Deleted 6970Deleted 25Deleted 7071Deleted 25Deleted 7778Deleted 25Deleted 8283Deleted 25Deleted 8485Deleted 25Deleted 9293中国能源综合发展战略与政策研究报告之十一洁净煤技术 4缩 略 语 Ad灰分（干燥基） AFBC 常压循环流化床 CFBC 循环流化床燃烧 CO2二氧化碳 d 天 FGD 烟气脱硫 g 克 gce 克标准煤 GDP 国内生产总值 GHG 温室气体 GJ 千兆焦 Gm3千兆立方米 GTCC 燃气蒸汽联合循环 HHV 总热效率 IEA 国际能源署 IGCC 整体煤气化联合循环发电 kcal 千卡 kg 千克 kW 千瓦 kWh 千瓦时 LHV 净热效率 LNG 液化天然气 LPG 液化石油气 m2平方米 m3立方米 MCFC 熔融碳酸盐型燃料电池 mg 毫克 mg/Nm3毫克 /标准立方米 Deleted 美元Deleted ℃ 摄氏Deleted CFB-FGD 烟气循环流化床脱硫工艺Deleted EBA 电子束脱硫工艺Deleted 道Deleted GSA 气体悬浮吸收脱硫工艺Deleted LIFAC 炉内喷钙加增湿活化器脱硫工艺中国能源综合发展战略与政策研究报告之十一洁净煤技术 5Mj 兆焦 mm 毫米 MPa 兆帕 Mt 兆吨 MW 兆瓦 MWe 兆瓦（电） MWh 兆瓦时 Nm3标准立方米 NO2二氧化氮 NOx氮氧化物 NSPS （美国）新污染源执行标准 OECD 经济合作与发展组织 PC 煤粉锅炉 PEMFC 质子交换膜燃料电池 PFBC-CC 增压流化床联合循环发电 PM10可吸入颗粒（大气中直径≤ 10 微米的颗粒物） PM2.5可入肺颗粒物（大气中直径≤ 2.5 微米的颗粒物） ppm 百万分之一（ 10-6） Qgr,ad高位发热量（收到基） SCR 选择性催化还原法 SO2二氧化硫 SOFC 固体氧化物燃料电池 SOx硫氧化物 St,d全硫（干燥基） t 吨 t/a 吨 /年 t/h 吨 /时 tce 吨标准煤 TSP 总悬浮颗粒物 Vdaf挥发分（无水、无灰基） Deleted NID 烟气循环半干法脱硫工艺Deleted ， New source perance standardDeleted PFBC 增压循环流化床燃烧Deleted 循环Deleted RTD （欧共体）能源研究、技术开发示范S 硫Deleted UGI 固定床间歇式气化炉中国能源综合发展战略与政策研究报告之十一洁净煤技术 6中国能源综合发展战略与政策研究报告之十一洁净煤技术 7执 行 报 告 本课题通过对中国现有促进发展洁净煤技术的法规、政策的研究、对法规和经济激励措施的实施评价和国内外经验比较，发现目前中国洁净煤技术发展中存在的障碍；通过按煤炭四大用途电力、工业锅炉、化工生产与替代燃料油、生活民用可采用的各项洁净煤技术的评价，提出中国未来适宜发展洁净煤技术及发展方案建议；在技术及经济评价的基础上，提出中国洁净煤技术发展的政策及措施建议。 1. 中国必须发展洁净煤技术 中国是以煤炭为主的能源消费大国， 2002 年中国煤炭消费量 13.9 亿吨，占当年一次能源消费量的约 67。所有的预测均表明，到 2020 年，煤炭占中国一次能源消费的比重仍将维持在 60以上，且煤炭消费总量将上升至20 亿吨以上，煤炭消耗现状及未来比例预测见表 0-1。 表 0-1. 国内煤炭消费现状及未来预测 各用户所占比例（ ） 总量（亿吨） 发电 工业锅炉 炼焦与喷吹化工原料和燃料油生产民用生活 2002 年 13.15 54.8 27 9.1 3.0 6.0 2020 年 21.2 66 14 11 4 5 中国能源综合发展战略与政策研究报告之十一洁净煤技术 8图 0-1 国内煤炭消费现状及未来预测 煤炭在国民经济的发展中起着重要作用，煤炭在电源结构中约占 72，在化工生产原料用量中约占 50，在工业锅炉燃料中约占 90，在生活民用燃料中约占 40。但煤炭的大量低效使用也引起严重的环境污染，如何控制燃煤引起的烟尘、 SO2排放和酸雨污染是中国当前大气污染防治中最紧迫的任务。 中国能源资源状况、经济发展水平等决定了煤炭是中国的基础能源，在今后相当长时间内中国能源消费结构以煤炭为主的 状态不会改变。若不加快发展洁净煤技术，未来中国将面临更加严重的环境压力。 洁净煤技术是旨在提高煤炭利用效率、 减少环境污染的煤炭开发、 燃烧、转化、 污染控制等新技术组成的技术体系。 其特点是可在充分利用资源丰富、价格低廉的煤炭的同时，保证能源安全供应，节约能源，实现煤炭的洁净和高效利用，解决目前存在的煤炭环境问题。发展洁净煤技术，可从源头入手，0510152025单位亿吨2002年 2020年民用生活化工原料和燃料油生产炼焦与喷吹工业锅炉发电atted中国能源综合发展战略与政策研究报告之十一洁净煤技术 9用不同的方式提高煤炭质量，减少煤炭 SO2排放；还可通过不同技术的组合应用，实现从煤炭开采到利用的全过程污染物减排；还可通过增加煤炭转化为清洁的电、气、油品的比例，改善能源终端消费结构。 在中国一次能源以煤为主的状态不能有大的改变的 情况下，大力发展洁净煤技术，是解决中国能源供、需平衡的现实选择，是中国实现能源、环境、经济协调发展的战略选择，也是必然的选择。 2. 中国洁净煤技术的发展现状 1 中国洁净煤技术已得到长足发展 中国洁净煤技术含煤炭加工、煤炭高效燃烧及先进发电、煤炭转化、煤炭高效洁净综合利用、污染控制与资源化再利用五 个领域，共十八项技术。其中煤炭洗选、配煤、水煤浆、循环流化床等技术已投入商业化应用；自主知识产权的超临界机组、烟气脱硫、大型煤气化技术等正在开发之中；以进口为主的煤炭液化、 IGCC、煤层气开发等技术已开始进入工业性示范阶段；型煤、中小型燃煤工业锅炉技术、煤矸石综合利用、粉煤灰综合利用、矿井水资源化利用等技术正在提高和完善之中。 中国近几年出台了许多有关清洁能源 /技术和环保的法规政策。 与国外推进洁净煤技术发展主要靠环境政策的作法不同，中国洁净煤技术的发展主要依靠技术政策的引导和推进。在技术政策中，相比较而言，产业政策以鼓励和淘汰相结合，目标更具体，执行更有效，实施效果好于科技政策。日益严格的环保政策和措施对中国洁净煤技术的发展也起 了相当大的推进作用，排放总量控制、排污收费、重点污染源治理、环境连续监测等环境手段和不断严格的排放标准，使得企业和地方不得不采用先进技术，明显表现在先进发电技术的发展和循环流化床技术的推广应用上。 总体来讲， 中国洁净煤技术的发展滞后于市场的需求、环境的需求，迫切需要进一步加快发展。 2 中国洁净煤技术发展存在的障碍 中国能源综合发展战略与政策研究报告之十一洁净煤技术 10① 机制和管理体制方面的障碍 — 缺乏国家能源部门对洁净煤技术发展的统一布局和协调。多政府部门管理，相互之间缺乏协调， 各项技术的发展没有统一的规划和布局。 — 缺乏对于新技术与关键技术的开发与工业示范的资金支持；要求新技术工业示范项目以企业投入为主，又缺乏相应的风险机制，多数企业无能力承担示范风险。对于商业化洁净煤 技术项目缺乏投资、融资优惠政策和信贷渠道。 — 煤炭供应体系混乱。对动力煤只作为粗燃料、而不是作为可形成标准化、系列化产品的能源产品来管理；缺乏促进煤炭加工利用的市场机制；优选将低硫低灰煤供应可以 采用集中脱硫的电力部门，大量中小用户燃用质量差的煤，加剧了燃煤污染。 — 对于中小用户更缺乏有效的监控手段，大量中小用户已逐渐成为电力以外第二大污染源，在某些城市甚至超过电站锅炉污染。国家环境质量监测网络建设和环境监测技术赶不上日益严格的环保需求。环境执法中存在的地方保护和协议交纳排 污费的现象，对于洁净煤技术的推广应用非常不利。 ② 政策法规方面的障碍 — 没有洁净煤技术发展专项政策。现有的与洁净煤技术发展相关的政策（科技政策、产业政策、环境政策、节能政策、资源综合利用政策等） 相互之间不完全吻合； 不少法规与政策缺少配套的实施细则，使洁净煤技术发展受到很大限制。 — 国家对于需要重点发展的技术缺乏政策激励。 — 现行的部分污染物排放标准不切合实际，没有考虑设备规模大小的影响以及现有技术水平能否达到标准要求。两控区收费标准依然低于 SO2治理成本，在相当程度上造成企业宁愿缴纳排污费、也不愿意采用新技术或投资新装脱硫设备的情况。 中国能源综合发展战略与政策研究报告之十一洁净煤技术 11③ 技术方面的障碍 — 大型关键设备和技术的国产化商业应用水平较 低，超超临界锅炉、汽轮机、烟气净化系统、大型循环流化床锅炉、煤气化、液化技术等关键设备与技术急需攻关研究，使之尽快拥有自主知识产权。 — 对落后中小型设备技术的限制和淘汰力度依然不够，监管措施不够有效，一些明令淘汰的设备与技术仍在使用，不利于先进技术的推广应用。 — 对于长期战略性发展的技术如煤制甲醇和二甲醚等燃料油替代技术，缺乏给予能源系统的全面比 较论证，影响了技术发展的布局和规划。 中国洁净煤技术的发展存在不少障碍，但主要障碍来自于管理、机制与政策，它们不仅影响到各项技术的布局发展与推广应用，还影响到新技术的研究开发力度、产业化速度及水平，若不解决这方面的问题，具体技术发展中的障碍与问题很难解决。 3. 国外推动洁净煤技术发展的经验借鉴 国际上总体来说是通过环境制约和激励机制结合，促进洁净煤技术发展。 首先是制定专项的法律，配有严格的法律要求；制定的污染物排放标准与经济、技术发展水平结合紧密；只要求达标排放，不限制技术选择，可执行性好。例如美国的“清洁空气法” （ CAA） 、欧盟的“大气污染控制国家政策”等，不仅有具体的环境控制的时限、标准等要求，还配有针对违法行为的刑事条款。 其次国家对新技术开发投入大量的资金，提供多种信贷渠道，促进洁净煤技术的采用。如美国的洁净煤技术计划共投资 71.4 亿美元，其中政府资助比例约为 35。日本政府每年为“新阳光计划”拨款 570 多亿日元。 在环保措施方面采用按总量征收排污费，超标罚款、排污交易制度、征收环境税（如硫税）等措施，严格执 法。同时对采用先进技术的予以税收优中国能源综合发展战略与政策研究报告之十一洁净煤技术 12惠、低息贷款等激励政策，促进了企 业实施环保改进技术。 4. 2020 年中国洁净煤技术发展战略建议 1 指导思想 以确保 2020 年国民经济翻两番为总目标，在“以煤为主、多元化发展、提高能效、降低污染”的能源战略下，加快推广应用煤炭高效、清洁燃烧技术，强调发展替代石油技术，协调解 决煤炭利用效率低下、环境污染严重和终端能源结构中煤炭比例过高三大问题，推进我国煤炭利用方式的全面改变。 结合中国能源资源及经济条件， 建设有中国特色的洁净煤技术发展体系，实现能源、环境与经济的长期协调发展。 2 发展目标 在 2020 年煤炭需求总量为 22 亿吨、 煤炭消费占一次能源结构的 60以上的情况下， 2020 年燃煤 SO2排放总量比 2000 年下降一半、环境状况明显好转、能源效率显著提高。具体目标是 ①全面发展先进、高效、低污染的洁净发电技术，在满足国民经济发展对电力需求增长的同时，污染物排放大幅度减少，发电煤耗显著降低； ②加快发展先进的煤炭气化技术，支撑现代化 工生产对煤制原料气的需求，为中长期发展多联产系统和煤基代用燃料技术打好基础； ③发展煤炭液化技术，实现石油替代技术的战略储备； ④用先进的中小燃煤技术全面替代落后技术，有效提高煤炭利用效率，工业锅炉运行效率平均提高 10 个百分点，污染物排放减少 1/3 以上； ⑤民用燃料向清洁化、多元化发展，优质能源优先供应民用。煤炭供应体系和方式发生根本性的改变，动力煤质量全面提高。 3 2020 年洁净煤技术的发展布局建议 在中国未来洁净煤技术发展进程中，政府的作用至关重要。政府应通过政策引导和环境约束来激励先进技术的发展和应用 ，加速淘汰落后技术。具体技术发展还需政策引导与市场驱动相结合，由企业自主选择。 atted Bullets andNumberingat