DOC《附件：》

附件: 洁净煤技术科技发展 十二五 专项规划

一、形势――需求与发展

(一)洁净煤技术是我国能源可持续发展的重要领域 近年来,随着经济、社会的快速发展,能源需求总量和优质能源需求数量都进入高速增长期.

受化石能资源结构以煤为主(约占96%)的制约,煤炭占我国一次能源生产总量75%,占消费总量70%.预测表明,未来几十年,煤炭在能源生产和消费结构中的主导作用不会改变,同时煤炭生产和利用中引发的环境、碳排放等问题也会日益突出. 长期以来,我国一直将发展洁净煤技术作为先进能源领域的重要技术方向,特别自 十五 开始,通过 国家自然科学基金 、 国家重点基础研究发展计划(973计划) 、 国家高技术研究发展计划(863计划) 、 国家科技支撑计划 等国家科技发展计划的持续部署,开发出一批具有世界领先/先进水平的洁净煤技术,并在我国能源建设中发挥了重要作用. 在《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十二个五年规划的建议》中,提出要 培育发展战略性新兴产业 ,要 推动能源生产和利用方式变革,构建安全、稳定、经济、清洁的现代能源产业体系.加快新能源开发,推进传统能源清洁高效利用 ,要 积极应对全球气候变化.把大幅降低能源消耗强度和二氧化碳排放强度作为约束性指标,有效控制温室气体排放 ,给发展洁净煤技术赋予新的目标和要求. 洁净煤技术已经成为我国能源可持续发展的重要领域.

(二)重点洁净煤技术发展概况 1. 先进燃煤发电技术 ①在 超超临界发电 方面,国内具备了制造1000MW、25MPa、600℃等级发电机组的基础和能力,预测到2020年,新建机组市场容量达500GW.但是,在高参数大容量机组的设计及制造、系统优化、高温部件材料等方面与发达国家仍有较大差距,建设超600℃大容量等级超临界发电机组系统集成示范、研发超700℃关键材料和技术是今后几年的重要任务. ②在 大型循环流化床 方面, 十一五 科技支撑计划项目 600MWe超临界循环流化床 已完成设计、制造技术研究,有待于通过工业示范集成单项成果,完成工业装备技术和运行考核;

另外针对燃用劣质燃料、大型超临界CFB锅炉系列、节能型CFB锅炉也在开展大量新技术研发. ③在IGCC技术方面, 十一五 863计划重大项目 以煤气化为基础的多联产示范工程 所依托的华能天津250MW级整体煤气联合循环(IGCC)示范工程正在建设,将逐步进入试运行阶段.目前,该项目主要研发内容基本完成. 2. 煤基清洁燃料技术 煤基清洁燃料技术指煤制清洁气体燃料、煤制油和化工品技术. 十五 以来,国家

973、

863、科技支撑等计划专门立题支持了多项技术内容的开发,在煤制天然气、浆态床费托合成、煤加氢液化、煤制烯烃等方面进行了工业示范,目前国内已投入示范运行的煤制油总规模达到188万吨油当量/年、煤制烯烃115万吨/年、煤制乙二醇20万吨/年;

煤制烯烃、浆态床费托合成、煤加氢液化等工业技术达到国际领先或先进水平. 十一五 期间,863计划在 以煤气化为基础的多联产示范工程 项目中支持了 16万吨合成油-燃气发电联产 课题,另外在 高灰熔点煤加压气化技术开发与工业示范 项目中支持了两个气化技术开发.目前煤气化技术在某些核心技术及装备制造方面仍与发达国家有一定差距,尚有大量基础理论和科学问题有待深入研究,自主开发和优化提高的潜力很大. 3. 燃气轮机技术 十一五 863计划重点项目中 100KW级微型燃气轮机及其供能系统 课题已完成总体方案设计,开始核心部件的设计与制造,已完成微型燃机整机、燃烧室和永磁电机等工程设计. 十一五 863计划 重型燃气轮机关键技术及系统 重大项目于2008年9月批复启动,项目设置了 以R0110为载体的中低热值燃料燃气轮机设计研制及在IGCC电站中的工程应用示范 和 F级中低热值燃料燃气轮机关键技术与整机设计研究 两个课题,目前正在实施中,预计2013年底完成. 4. 燃煤污染物控制和治理技术 以煤为主的能源结构和能源消费总量持续增长,使我国污染控制和环境保护依然面临巨大压力.到2020年,如不采取有效措施,即使按照污染物产生量最少的情景预计,二氧化硫、氮氧化物年排放量将分别达到4000万吨和3500万吨.燃煤污染作为能源环境问题,将对经济和社会发展产生重大影响和制约. 十一五 期间,污染物控制技术主要以 专题 立题给予支持,难以形成大规模开发和工程应用示范.目前急需开发结合过程控制与末端治理、可以实现污染物资源化利用和多种污染物联合脱除的先进技术. 5. 高效燃煤与工业节能 我国燃煤工业锅炉、窑炉用煤超过煤炭消费总量的20%, 十一五 期间科技支撑计划列题支持了 高效燃煤工业锅炉系统技术 ,专题项目支持了余能余热利用、过程优化节能等工业节能技术,均取得了显著的技术进步和产业成果.目前,亟待开发解决的重点节能技术有:特殊技术条件下的冶金节能,工业低温余热回收,大容量高效燃煤工业锅炉成套技术及装备,石油、化工、建材等工业过程节能等.初步估算,该类技术的节能潜力超过1.5亿吨标准煤,约占到目前全国一次能源消费总量的5%,推动新型节能产业发展有重大意义. 6. 二氧化碳分离、储存及利用 近年来,我国石油开采、煤电、煤制油化工等行业,在燃煤烟气CO2捕集和提纯利用、富氧燃烧、煤化工高纯CO2地质封存、驱油(EOR)和增采煤层气(ECBM)等方面开展了研究和工业示范,取得了一批成果. 十二五 期间,将加大在二氧化碳捕捉与封存(CCS)方面的研究和技术开发,进一步开展理论研究与技术攻关,实现自主知识产权核心关键技术突破以及相关标准的制定,逐步缩小与国外差距和实现技术引领.

二、指导思想与目标

(一)指导思想 贯彻科学发展观思想,以《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》为基本指导,贯彻落实《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十二个五年规划的建议》精神,以加快新能源建设和推进传统能源清洁高效利用为重点,积极推动建设战略性新兴产业,实现洁净煤技术跨越进步,促进经济社会可持续发展.

(二)基本原则 1. 国家需求、服务产业 结合国家需求和推动实施重大能源开发项目,服务于国内经济发展和建设大局,以全社会视野凝练战略目标,注重科技创新对推动建设国家战略性新兴产业的作用,以基础研究、关键技术开发、系统集成创新为目标,致力洁净煤技术科技创新,全面进行规划部署. 2. 世界一流、国际领先 自主创新,提升煤炭提质与资源综合利用、高效燃煤发电、先进煤基洁净燃料、污染物控制及资源化利用、工业节能、重大装备研制等技术和能力,建立世界一流研发平台,培养世界一流科研队伍,发展世界一流技术,获得世界一流成果. 3. 承先启后、统筹发展 认真总结 十五 、 十一五 取得的成果和存在问题,关注 十二五 及中长期发展需求,统筹国内科技资源,融合跨领域优势能力,发挥产学研结合和产业联合创新机制和大型企业的优势,正确引领技术和产业发展方向. 4. 强化管理、培养能力 结合体制、机制改革,注重 专项规划 实施的可行性和操作性,加强立项、实施和验收的组织管理部署,广泛吸收社会资源,培养和建立一支专兼配合、高水平、高效率的科技管理队伍.

(三)规划框架 根据近年来重点发展方向,结合立项和运行管理机制改革,以依托示范工程为牵头、关键核心技术开发为基础、技术凝练和集成创新为重点,对重点技术方向进行梳理. 框架关系见下图.

(四)规划目标 在煤炭提质与资源综合利用、高效洁净燃煤发电、煤基洁净燃料、高效燃煤与工业节能、队伍建设和平台建设等方面,突破重点基础和核心关键,开发出一批具有国际领先水平的新工艺、新技术,实现重大系统技术集成,为煤电、煤转化等重点示范工程和建设洁净煤技术战略性新兴产业提供技术支持,达到世界先进、领先水平.

三、重点方向

(一)高效洁净燃煤发电 我国50%的煤炭用于发电,煤电占发电总量的80%以上,燃煤发电技术进步始终是先进能源技术的重点.目前和今后若干年,国内煤电装机增量仍将处于较高发展速度,技术发展趋势是 大型、高参数、洁净 .在此背景下,煤电重要发展方向有以下5个方面: 1. 大型超超临界发电成套技术和高参数超超临界关键技术. 2. 高参数、新型循环流化床燃煤锅炉. 3. 大规模整体煤气化联合循环发电关键单元技术及装备,燃气轮机及其集成示范. 4. 燃煤污染治理,二氧化碳分离、埋藏及利用技术.

(二)先进煤转化 提高煤质是洁净煤技术的源头,2010年我国煤炭消耗33亿吨,高效利用问题比较突出. 十一五 期间在专题中对提升低品质煤质量、提高稀缺煤种利用效率、发展资源综合利用等技术进行了部署,但总体上项目分散、力度偏小.目前,国内有众多企业开发这一方面的技术,但是由于褐煤粉尘分离、煤焦油回收加工、污水净化等关键技术没有得到突破,成为共性技术障碍;

十二五 期间拟加大对该类技术的支持,提升褐煤分级提质转化、褐煤气化等重点技术水平. 先进煤转化技术包括煤制天然气、煤制液体燃料和化工品、先进煤气化等成套工艺和技术.经过近十年来的快速发展,我国已成为先进煤转化技术开发和产业发展的大国.粗略统计, 十一五 期间,全国共计投入约800亿元进行该类技术工业示范.目前,该类技术方向尚有较多关键技术需要科技支持,大规模工业化核心技术和装备的国产化问题有待进一步解决. 重点研究以下技术: 1. 低阶煤综合加工提质技术. 2. 催化气化等新型煤气化技术. 3. 结合实施煤制气体、液体燃料和化工品百万吨级工业示范,开发研究大型合成反应器、高效低成本催化剂、专用设备、油品加工催化剂和新工艺、新型催化合成、副产品综合利用等关键技术. 4. 先进煤转化发电大规模技术集成示范.

(三)先进节能技术 十五 、 十一五 期间,先进能源技术领域持续部署了能源转化、利用和工业过程的重点节能技术研发,其中工业窑炉余能余热回收利用、工业锅炉高效燃煤等取得了一系列成果. 十二五 期间,将围绕以下几个重点方向开展部署和研发. 1. 工业窑炉余热余能高效回收利用新技术. 2. 高效率、大容量工业锅炉岛成套技术、装备及应用示范. 3. 冶金行业重点节能技术研发示范. 4. 石油、化工、建材等工业过程节能、余能余热利用. 5. 建筑综合节能技术.

(四)污染物控制和资源化利用技术 十二五 期间,主要针对燃煤NOx控制、超细颗粒物和重金属控制、污染物一体化脱除和资源化利用等技术开展项目部署和研发.

四、重点任务 重点任务划分为重点基础研究、关键核心技术研发、重大技术集成及工业示范等三类,每一类根据技术方向分为 煤提质及资源综合利用 、 高效洁净燃煤发电 、 煤基清洁燃料 、 高效燃煤及工业节能 等部分, 污染物控制 、 二氧化碳分离/存储/利用 、 重大能源装备 等结合其应用划分至上述几个方向. 十二五 期间,在高参数发电锅炉材料、煤基天然气及高密度航油、狭窄空间高效低氮煤粉燃烧、冶金电炉非稳态废热回收等方面开发出10-15项关键、核心技术,形成约100项发明专利,形成一批达到国际领先或先进水平的技术及装备,整体达到洁净煤技术研发和产业应用国际领先水平.

(一)重点基础研究 1. 煤提质及转化基础研究 针对褐煤、低变质烟煤分级转化、综合利用开展煤质与转化基础研究,如热冲击下褐煤粉化机理研究,毛细水分蒸................