【正文】 國家科技攻關(guān)重大項目申 報 項 目 之 一400MW級IGCC多聯(lián)產(chǎn)、CCS關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)和集成與示范項目建議書煤炭開發(fā)利用技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟2008年5月一、項目摘要我國煤炭資源在全球煤炭資源中占據(jù)舉足輕重的地位，是世界上少數(shù)幾個以煤為主要一次能源的國家，煤炭在我國一次能源生產(chǎn)和消費結(jié)構(gòu)中一直占70%以上，預(yù)計今后半個世紀(jì)內(nèi)，煤炭仍將是中國的主要一次能源。因此，煤電將是我國煤炭利用的主要途徑。我國“十一五”規(guī)劃綱要明確提出，到2010年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗和主要污染物排放總量分別比2005年降低20%左右和10%。而煤炭的直接燃燒導(dǎo)致發(fā)電效率低，資源綜合利用水平低、環(huán)境污染嚴(yán)重等問題，特別是帶來了大量的二氧化碳排放引起全球氣候變暖，不僅已經(jīng)成為中國環(huán)境問題的核心，也使我國面臨越來越大的國際壓力。因此，在我國以煤炭為主的能源格局且在相當(dāng)長的時期內(nèi)難以根本改變的情況下，發(fā)展超潔凈的煤炭利用技術(shù)和建設(shè)相應(yīng)的生產(chǎn)能力對中國的戰(zhàn)略意義重大。整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)（Integrated Gasification Combined Cycle ，簡稱IGCC）發(fā)電和多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)是有效地利用煤炭能源并解決環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的高效、經(jīng)濟(jì)、清潔、靈活的煤炭綜合利用技術(shù)。IGCC多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)是通過煤基物質(zhì)生產(chǎn)和煤炭發(fā)電的有機(jī)集成，實現(xiàn)電能和液體燃料、化工品多產(chǎn)品聯(lián)合生產(chǎn)，達(dá)到能源高效利用。IGCC多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)彌補了單項潔凈煤技術(shù)難以同時滿足效率、成本和環(huán)境多方面要求的不足，并可與消減二氧化碳排放的長遠(yuǎn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)兼容，是潔凈煤利用技術(shù)發(fā)展的主要方向。本項目按照我國能源發(fā)展戰(zhàn)略要求，緊密圍繞煤炭經(jīng)濟(jì)增長方式的根本性轉(zhuǎn)變（環(huán)境友好、資源節(jié)約、和諧發(fā)展）方式問題，根據(jù)《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（20062020年）》和國家科技攻關(guān)計劃的重點支持領(lǐng)域，以神華的IGCC多聯(lián)產(chǎn)示范項目為依托，試圖通過突破大型煤氣化技術(shù)、IGCC 多聯(lián)產(chǎn)集成技術(shù)、二氧化碳捕集和處理技術(shù)，實現(xiàn)400MW級的IGCC多聯(lián)產(chǎn)及CCS技術(shù)的規(guī)?；珊痛笮凸こ添椖恐械膽?yīng)用。本項目的主要目標(biāo)是：以神華400MW級IGCC多聯(lián)產(chǎn)重大項目為依托，重點進(jìn)行2000噸/天級大型煤粉煤氣化技術(shù)及成套裝備開發(fā)，400MW級IGCC多聯(lián)產(chǎn)（甲醇、氫氣）單元技術(shù)和集成技術(shù)研究、基于IGCC多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的二氧化碳捕集和處理系統(tǒng)研究，并通過在神華IGCC多聯(lián)產(chǎn)項目中進(jìn)行系統(tǒng)的工業(yè)化技術(shù)示范，形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的400MW級IGCC多聯(lián)產(chǎn)及CCS集成技術(shù)和核心裝置（裝備）的國產(chǎn)化，建立我國開展基于IGCC的多聯(lián)產(chǎn)的技術(shù)支撐體系和隊伍。本項目將在科技部等單位的指導(dǎo)下，依托“煤炭開發(fā)利用技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟”，結(jié)合神華400MW級IGCC多聯(lián)產(chǎn)重大工程項目，充分發(fā)揮聯(lián)盟單位的雄厚的技術(shù)、資金和產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢，聯(lián)合國內(nèi)與煤炭清潔、高效、安全、開發(fā)、利用和轉(zhuǎn)化技術(shù)相關(guān)的企業(yè)、大專院校、科研院所開展聯(lián)合攻關(guān)與重大工程示范，具有良好的合作基礎(chǔ)與技術(shù)支撐。本項目力爭在4年左右時間內(nèi)完成。項目總經(jīng)費概算10億元，其中申請科技支撐項目資金2億元，自籌資金8億元。本項目的實施不僅對大型煤炭企業(yè)轉(zhuǎn)變資源利用方式具有現(xiàn)實意義，對于促進(jìn)我國能源與環(huán)境和諧發(fā)展具有重要的示范作用，對于裝備制造業(yè)、相關(guān)行業(yè)、區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有帶動作用。二、項目的意義和必要性1 項目的需求分析（1）項目技術(shù)攻關(guān)需求和必要性《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（20062020年）》（以下簡稱《綱要》）指出，我國目前能源供需矛盾尖銳，結(jié)構(gòu)不合理；能源利用效率低；一次能源消費以煤為主，化石能的大量消費造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。今后15年，滿足持續(xù)快速增長的能源需求和能源的清潔高效利用，對能源科技發(fā)展提出重大挑戰(zhàn)。我國煤炭資源在全球煤炭資源中占據(jù)舉足輕重的地位，也是世界上少數(shù)幾個以煤為主要一次能源的國家。煤電在我國電力行業(yè)中具有主導(dǎo)地位。由于煤電模式下煤炭利用的方式主要是直接燃燒，導(dǎo)致資源利用效率低，而且污染排放量大，包括顆粒物、二氧化硫、氮氧化物和汞，以及溫室氣體二氧化碳由此直接造成了極大的經(jīng)濟(jì)損失及對環(huán)境的危害。而二氧化碳是引起全球氣候變暖的主要溫室氣體，目前我國二氧化碳排放量僅次于美國居世界第二位，將面臨越來越大的國際壓力。為此，我國“十一五”規(guī)劃綱要明確提出，到2010年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗和主要污染物排放總量分別比2005年降低20%左右和10%。必須采用有力措施，才能達(dá)到既定目標(biāo)，未來我們將面臨著異常艱巨的環(huán)境保護(hù)任務(wù)。IGCC發(fā)電和多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)是有效地利用煤炭能源并解決環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的高效、經(jīng)濟(jì)、清潔、靈活的煤炭綜合利用技術(shù),充分體現(xiàn)了清潔生產(chǎn)、潔凈能源、循環(huán)經(jīng)濟(jì)和綠色工程的理念。IGCC多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)是一個跨行業(yè)、多學(xué)科交叉的巨大復(fù)雜系統(tǒng)，不僅涉及煤氣化技術(shù)、合成氣凈化技術(shù)、空分技術(shù)、燃料和化學(xué)品合成技術(shù)、燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)、二氧化碳捕集及處理技術(shù)等眾多單元技術(shù)，更需要進(jìn)行系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)交換和能量轉(zhuǎn)換過程的有機(jī)耦合、優(yōu)化與集成的系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)和運行控制技術(shù)的研究。此外，IGCC和多聯(lián)產(chǎn)項目還因其項目地點、煤質(zhì)、規(guī)模、聯(lián)產(chǎn)的油品或化學(xué)品品種、所選擇的氣化技術(shù)、化學(xué)品技術(shù)、燃?xì)廨啓C(jī)等的不同，而存在較大的差異。同時基于IGCC多聯(lián)產(chǎn)項目的CCS技術(shù)需要針對性地研究CO2捕集和處理方式?；贗GCC的多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)是我國煤炭資源潔凈利用與綜合開發(fā)的必然選擇，而基于IGCC的多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的大型化與規(guī)?；彩俏磥戆l(fā)展的必然趨勢。目前，我國乃至在世界尚沒有400MW級IGCC多聯(lián)產(chǎn)的重大工程應(yīng)用項目，而制約其規(guī)模化的大型（2000噸/天及以上規(guī)模）煤氣化核心技術(shù)、400MW級IGCC多聯(lián)產(chǎn)以及CCS的成熟技術(shù)和工業(yè)化裝置等關(guān)鍵技術(shù)尚不成熟，有待進(jìn)一步開發(fā)與試驗。因此開展基于大規(guī)模的基于IGCC的多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)和裝置、系統(tǒng)集成技術(shù)和CCS技術(shù)的研究和示范是非常必要的。（2）與《綱要》重點領(lǐng)域及其優(yōu)先主題的部署的結(jié)合度《綱要》能源的發(fā)展思路指出，要促進(jìn)煤炭的清潔高效利用，降低環(huán)境污染大力發(fā)展煤炭清潔、高效、安全開發(fā)和利用技術(shù)，并力爭達(dá)到國際先進(jìn)水平；要強(qiáng)化對能源裝備引進(jìn)技術(shù)的消化、吸收和再創(chuàng)新，攻克先進(jìn)煤電等重大裝備制造核心技術(shù)。《綱要》的優(yōu)先主題“煤的清潔高效開發(fā)利用、液化及多聯(lián)產(chǎn)”明確，重點研究開發(fā)煤炭高效開采技術(shù)及配套裝備，重型燃?xì)廨啓C(jī)，整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)（IGCC）等高效發(fā)電技術(shù)與裝備，大力開發(fā)煤液化以及煤氣化、煤化工等轉(zhuǎn)化技術(shù)，以煤氣化為基礎(chǔ)的多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)技術(shù)等。因此本項目符合《綱要》重點領(lǐng)域及其優(yōu)先主題。（3）與重大工程建設(shè)、重大裝備開發(fā)等需求的結(jié)合度神華集團(tuán)在保持煤炭和電力生產(chǎn)穩(wěn)步發(fā)展的同時，積極發(fā)展煤潔凈轉(zhuǎn)化產(chǎn)業(yè)和技術(shù)，在內(nèi)蒙、寧夏等地建設(shè)了大型煤化工基地。在IGCC項目方面，神華集團(tuán)在浙江溫州、廣東惠州、內(nèi)蒙古、上海等地規(guī)劃了IGCC和多聯(lián)產(chǎn)項目，并開展了項目的方案、預(yù)可行性研究、可行性研究工作，部分項目已上報國家發(fā)改委，本項目的研究內(nèi)容，針對了IGCC多聯(lián)產(chǎn)的共性技術(shù)，更切合神華IGCC多聯(lián)產(chǎn)項目的實際需求，本項目開發(fā)的技術(shù)、裝備成果將直接為神華工程項目提供技術(shù)支撐。以下是有關(guān)神華IGCC多聯(lián)產(chǎn)項目基本情況：216。 神華溫州IGCC多聯(lián)產(chǎn)項目神華溫州IGCC多聯(lián)產(chǎn)項目以神華煤為燃料，建設(shè)4臺氣化爐，配4套空分裝置，2400MW（S109F）級燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機(jī)組，年產(chǎn)120萬噸甲醇，實現(xiàn)IGCC、甲醇多聯(lián)產(chǎn)。項目總投資約120億元。216。 神華廣東惠州大亞灣IGCC多聯(lián)產(chǎn)項目以神華煤為燃料，建設(shè)4臺煤氣化裝置，配套2臺400MW級燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機(jī)組和年產(chǎn)15萬噸化工制氫裝置，實現(xiàn)氫、電多聯(lián)產(chǎn)，并留有擴(kuò)建的條件。工程總投資約110億元。216。 神華鄂爾多斯IGCC項目項目位于內(nèi)蒙古鄂爾多斯市，利用新街礦區(qū)豐富的煤炭儲量，建設(shè)億噸級煤炭生產(chǎn)基地，同時建設(shè)煤電一體化IGCC坑口示范電站。項目一期計劃建設(shè)1400MW （S109F）級燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機(jī)組。項目總投資預(yù)計31億元。216。 神華上海漕涇IGCC多聯(lián)產(chǎn)項目本項目現(xiàn)為方案階段，項目選址在上海市化學(xué)工業(yè)園區(qū)，項目采用發(fā)電＋聯(lián)產(chǎn)化工（主要是丙烯）的生產(chǎn)模式，可向化工園區(qū)或更大區(qū)域提供電力、蒸汽、工業(yè)氣體（氧氣、氮氣、一氧化碳、二氧化碳、氫氣等）合成氣、硫磺、丙烯及乙烯等其它原料。2預(yù)期成果對經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展或行業(yè)技術(shù)進(jìn)步的支撐作用（1）突破潔凈煤領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)和裝備。本項目將開發(fā)大型粉煤氣化技術(shù)、實現(xiàn)成套裝備的國產(chǎn)化，進(jìn)行400MW級IGCC多聯(lián)產(chǎn)（甲醇、氫氣）關(guān)鍵單元技術(shù)研究，開展基于IGCC聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)得CCS技術(shù)研究和試驗，這些技術(shù)的開發(fā)，將突破潔凈煤領(lǐng)域的重大煤氣化、CCS等關(guān)鍵技術(shù)和裝備，形成自主知識產(chǎn)權(quán)。（2）開發(fā)多聯(lián)產(chǎn)集成技術(shù)。通過建立基于IGCC聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)集成與優(yōu)化設(shè)計技術(shù)和平臺，將聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)作為一個整體進(jìn)行全面設(shè)計、分析、評價和優(yōu)化及試驗，得到最優(yōu)化的400MW級IGCC聯(lián)產(chǎn)的工藝方案，直接為神華集團(tuán)IGCC多聯(lián)產(chǎn)工程項目提供技術(shù)支撐。（3）示范大型IGCC多聯(lián)產(chǎn)工程項目。本項目開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)、裝備、CCS等成果將在神華集團(tuán)IGCC多聯(lián)產(chǎn)項目中進(jìn)行應(yīng)用；示范項目的建設(shè)和運營，不僅將示范國產(chǎn)化技術(shù)、裝備及工程化的可靠性，還將示范大規(guī)模、低成本、高效率IGCC多聯(lián)產(chǎn)項目的技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性。（4）推進(jìn)多聯(lián)產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。大型IGCC多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)得開發(fā)和示范，將探索出一套煤基能源企業(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、走新型工業(yè)化道路的有效模式，推進(jìn)多聯(lián)產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，推動電力、煤炭、裝備制造業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級，帶動工程建設(shè)、服務(wù)業(yè)等相關(guān)行業(yè)的同步發(fā)展。（5）嘗試聯(lián)盟的科技攻關(guān)模式。本項目由“煤炭開發(fā)利用技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟”承擔(dān)，將嘗試由聯(lián)盟直接承擔(dān)國家重大科技任務(wù)的聯(lián)合攻關(guān)模式，通過攻關(guān)建立以產(chǎn)學(xué)研合作為技術(shù)創(chuàng)新平臺、以知識產(chǎn)權(quán)為紐帶、以成果轉(zhuǎn)化為目標(biāo)的技術(shù)創(chuàng)新體系，建立以自主知識產(chǎn)權(quán)為核心的IGCC多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)技術(shù)支撐與實施體系，為我國IGCC多聯(lián)產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供技術(shù)支撐。（6）樹立企業(yè)和諧發(fā)展的良好形象。本項目的開展，將充分體現(xiàn)我國國有企業(yè)堅持自主創(chuàng)新、發(fā)揮科技進(jìn)步對企業(yè)和諧發(fā)展和履行社會責(zé)任的作用，更將在世界范圍內(nèi)展示我國能源企業(yè)在環(huán)境保護(hù)、減少污染物排放、減排二氧化碳等方面作出的積極努力。3國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，市場需求分析本項目涉及的主要技術(shù)是IGCC、基于IGCC的多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)和CCS技術(shù)，核心裝備是大型煤氣化關(guān)鍵技術(shù)、基于IGCC的多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的集成技術(shù)等。（1）基于IGCC的多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)研究與產(chǎn)業(yè)化方面二十世紀(jì)八十年代以來，從能源發(fā)展的長遠(yuǎn)利益以及基于國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略和國際競爭的需要，IGCC和多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)成為世界各國政府資助和相關(guān)企業(yè)、科研院所研究的重點。美國、日本、歐盟等相繼推出了一系