随着经济发展，未来煤炭在能源生产和消费结构中的主导作用不会改变，发展洁净煤技术也就成为先进能源领域的重要技术方向。近日，科技部发布的《洁净煤技术科技发展“十二五”专项规划》（下称《规划》），明确了电力行业应用洁净煤技术发展的重点攻关领域。
从规划内容上看，不仅提出了提高煤质、污染物脱除等源头技术攻关，并且对燃煤发电技术、污染物治理等应用技术提出了更高要求，以此进行全方位部署，推动能源生产和利用方式的转变，构建安全、稳定、经济、清洁的现代能源产业体系。
褐煤提质成技术攻关重点
提高煤质是洁净煤技术的源头，“十一五”期间，国家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重点研究，目前，国内已有众多企业进行这方面的技术开发。但是由于褐煤粉尘分离、污水净化等关键技术没有得到突破，仍具技术障碍。
“褐煤和低变质烟煤具有水分大、灰分高的特点，部分煤种硫含量也较高，直接利用有一定困难。”中电联研究室主任潘荔告诉记者，近年来，电力行业对褐煤的利用逐步重视起来，发电企业积极开展褐煤掺烧和提质技术的开发和应用工作。
这一方面有利于克服高煤价给企业经营 带来的困难，改善经营状况。另一方面，也推动了褐煤等低变质煤提质技术的进步。
但目前，褐煤提质技术存在投资和占地面积大、成本高、提质后运输困难等问题。
据有关资料显示，褐煤占我国煤炭储量的13.12%，占全国动力煤储量的17.63%，因此，对煤提质及转化开展基础研究具有重要的意义。《规划》中提到，未来将针对褐煤、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，毛细水分蒸发条件研究；多煤种复杂煤质热解、气化、加氢、燃烧转化等。
煤电以大型、高参数、洁净为发展方向
“我国每年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。”中国电力发展促进会副秘书长余琛说，目前和今后若干年，国内煤电装机容量仍将处于较高发展速度，技术发展趋势也将以大型、高参数、洁净为主。
《规划》中指出，我国目前“超超临界发电”方面，已经具备了制造1000兆瓦、25兆帕、600摄氏度等级发电机组的基础和能力，预计到2020年，新建机组市场容量高达500吉瓦。但是，目前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 摄氏度大容量等级超临界发电机组系统集成示范、研发超700摄氏度关键材料和技术仍是今后几年的重要任务。
在IGCC技术方面，“十一五”863计划重大项目所依托的华能天津250兆瓦级整体煤气联合循环示范工程主要研发内容已基本完成，将逐步进入试运行阶段。据了解，华能集团于2004年提出“绿色煤电”计划，计划用10年左右时间开发出可推广的绿色煤电示范电站，并规划于2015年左右建成40万千瓦级绿色煤电示范工程。
“通过建设IGCC示范工程，可以为实现煤炭发电的近零排放进行技术储备，促进应对气候变化能力建设，对实现煤炭发电的可持续发展具有重大意义。”华能集团该项目相关负责人介绍说，IGCC还可以进一步促进煤的高效清洁利用，实现电能和清洁燃料、氢、化工品、钢铁等能源及材料产品的联合生产，带动煤炭、电力、化工、材料、重大装备制造业的升级，形成新的产业链。
三个方向控制燃烧污染物
以煤为主的能源结构和消费总量持续增长，使我国污染控制和环境保护面临巨大压力。据测算，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。
“煤燃烧过程中会产生多种污染物，例如烟尘、二氧化硫、氮氧化物，还有一些微量的重金属，如汞等，现在对燃烧污染物的控制方法，主要还是采用末端治理的方法。”潘荔介绍说，“即在燃烧设备的尾部串联安装脱硝、除尘和脱硫设施，随着串联设施的增多，烟道阻力随之增大，烟道通风能耗也随之增大，另外设备投资、占地面积和运行费用也都随之大幅增加。”从技术上看，未来燃烧污染物控制和治理技术的发展方向可以归结为三个方面：一是燃烧前、燃烧中和燃烧后治理相结合；二是多种污染物联合脱除，目前正在开发的技术有物理方法，也有化学方法；三是可资源化的污染物脱除技术，例如采用吸附的方法，将烟气中的二氧化硫吸附起来，再用脱附出来的高浓度二氧化硫制硫酸或硫磺。
潘荔同时表示，电力行业在快速发展的同时，认真贯彻国家能源政策和应对气候变化的各项要求，通过优化结构，强化节能减排等系列措施，碳排放强度不断下降，应对气候变化能力持续提高，取得了一定的成绩。同时也面临着巨大的压力和严峻的挑战，“十二五”期间，电力行业将主要通过调整电力结构、提高发电效率以及节能管理等措施进一步减排二氧化碳，并探索建立符合我国国情的电力行业碳排放交易市场。
