北京低碳清洁能源研究院技术总监郭屹：发电和煤化工规模化、清洁化是煤炭清洁利用的主要方向
2019年8月28日，山西省电力行业协会和北京能见科技发展有限公司在太原共同举办山西省能源革命综合改革论坛，能源领域众多专家、企业家围绕煤炭清洁化及高效利用、新能源产业的发展和应用等，充分探讨煤炭清洁化、风电、光伏、储能、售电、综合能源服务、设备制造、科研等业务，进一步推动能源变革健康有序发展。
北京低碳清洁能源研究院技术总监郭屹博士出席大会，并做了题为《煤炭清洁转化及高效利用》的主旨演讲。以下为演讲内容。
郭屹：大家下午好，我叫郭屹，来自国家能源集团北京低碳清洁能源研究院，我在研究院主要负责煤炭清洁转化及高效利用，所以我的题目就从这儿展开。
国家能源投资集团，有些人对神华和国电熟悉，国家能源投资集团是这两个合在一起，我们属于世界上最大煤炭供应商，还有火力发电规模也是最大的，同时还有煤化工公司，我们也是世界上最大规模的。在目前形势下，大家都是在说向清洁能源、可再生能源这个方向发展，我们国家能源集团其实也面临着巨大压力，要进行转型，同时还要做好煤炭清洁转化的工作。
我们单位是隶属于国家能源集团的工业研发机构，我们主要是做研发，主要是探索一些煤炭转化技术、可再生能源各方面的新技术，我们已经是国家能源局下面煤炭清洁转化利用的实验室，同时也是我们太阳能电池功能技术研发中心。
我们研发六大领域，首先是煤的清洁转化和利用，主要是煤分级炼、煤气化、清洁燃烧、二氧化碳捕集；其次是催化技术，主要有煤制烯烃、煤制油品、煤制氢气、煤制天然气；还有制氢及应用，主要有分布式能源，太阳能、能量储存、系统控制，传统能源和可再生能源中间的协调，能源OS系统。煤基功能还有水处理技术，
今天上午有院士讲了大方面，现在讲中国能源变化趋势。大家都很清楚，天然气和可再生能源需求快速增长，在低油价、煤价状态下，煤炭消费量一直在下降，今年很快了，已经到了50%以下，有很多声音也说，大家可能认为好多污染是从煤来的，有70%，同时二氧化碳也产生很多，但是大家可以看看，尽管比例在下降，但是我们如何看绝对量的话，在后面很长一段里你的绝对量并没有减少，目前我们国家面临很多问题，不管是空气污染还是什么将来还有开采中的水，你现在环境压力还是非常大的，即使在10年、20年以后，它的主要一次能源供应量在10年、20年还是最大的。
煤炭清洁利用的变化趋势，首先是发电和煤化工是规模化、清洁化主要方向，煤现在从以前的甘醇燃料箱燃料和原料并重转变，转化为更高价值的煤化工品才具有市场竞争性。煤炭清洁利用关键实际上是治理散煤的问题，跟大燃煤电厂相比，散煤污染物排放是10部到15倍，我们国家大概有7亿吨散煤。煤制甲醇和乙醇得到政策支持，需要传统能源煤和可再生能源结合起来的分布。同时现在目前不管是水，还是固废政策排放比以前严了很多，所以我们在这方面做的技术就是固体废物等等的技术。
煤虽然是传统能源，清洁能源不应只看出身，而是要看它最终的排放，（凌文付）全生命周期做的，在这个时间内，也可以认为是清洁能源。
有一半多的煤大部分用来发电，燃煤发电超低排放技术，国家能源集团98%常规发电机组已经达到5/35/50排放标准，超临界/超超临界的发电技术，可以灵活调峰的燃煤发电技术，IGCC-煤气化联合循环发电技术，IGFC—联合循环燃料电池发电技术。IGCC本身曾经参加过250MW电厂，现在还在运行，后来做了610MW的，技术可以打通，但推广遇到很大难题。
IGCC，我们国家承担国家重点课题，是国家能源集团，我们北京第三清洁院，彭院士为项目负责人。这个技术发展很多年，想发展提高余地不高，而且代价很高。像IGCC，我可以同样用200、300公斤杠杆提高了，有技术那就可以提高。从目前大规模的应用来讲，IGCC从造价来说，还是有很大困难，从技术成熟度可能更远一些，这方面还需要努力。
这是我们整体战略，不管是煤生物质，通过转化技术，通过气化技术，还有自己传统技术和可再生能源有机结合，还有储能技术，因为我们整个处于应用技术范围，可再生能源和煤，所以我们做了很多组合。
下面稍微介绍的开发技术和大家做一下交流，NICE低阶煤分质分级技术研发，气体热载体煤分级炼制技术，生产洁净煤和高品质焦油，到达可以进行工业示范阶段。固体热载体煤分级炼制技术，生产洁净煤和高产率焦油，完成中试。这个技术很好，可以把煤通过充分的分级利用，同时对环境减少污染物，长期运输可以减少二氧化碳。但是单独来做的话目前还没有很成熟，现在煤化工进行集成，减少投资30%，产品可以利用。
与煤直接液化技术的集成，氢液化过程中产生残杂，和煤进行炼制产生焦油，有机结合，降低成本。
跟燃煤电厂集成，脱硫脱硝的技术，同时产生生产洁净煤替代一些散煤，对整个环境控制都有很好的效果。我们有一个10万吨/年示范项目。散煤污染很大，是因为没有单独脱硫脱硝的工艺，和电厂结合可以解决这个问题。
褐煤蜡绿色提取和综合利用技术与燃煤电厂集成，利用电厂低品质蒸汽、厂用电、环保设施及人力资源。褐煤蜡和树脂绿色提取工艺。
现在讲散煤污染的问题，有工业窑炉2.3亿吨，中小锅炉2.2亿吨，家用锅炉2.36亿吨，主要污染很难控制，上脱硫脱硝装置很小，用户分散很难处理这个问题。前两年北京推送煤改气、煤改电，到去年冬天政策推起来也是很困难的，到山西这个地方推行这个可能更难，电取代煤效率更低，我们给的解决方案，基本上来讲是开发实现超净排放的中小规模煤炭利用技术，供气就比较简单，达到超低排放还要低的标准，这是我们中小规模气化和净化技术。大家可能认为煤气化技术很成熟，但是大规模的其实是很难做的，往小做是很难的，很难达到标准。
我们基本可以做到规模50到500吨/天，能效90%，粉尘和硫排放是很低的，山西这边有什么需求，大家感兴趣的话可以一起谈。大规模气化，其实规模用不了那么大，但是我们可以做到小规模跟IGFC，直接再跟能量电池匹配。我们对酸溶粉煤灰技术开发，粉煤灰提铝工艺副产品白泥，可以通过提质加工生产、硅肥。
10到20年煤炭还是中国主要的一次能源，发电和现代煤化工是煤炭规模化、清洁化主要方向，不像发达国家有那么多天然气，将来很长时间可能被可再生能源代替，需要跟其他化工和燃煤发电技术结合起来。我们专门做了属于中小规模气化的技术可以解决散煤燃料的问题。我的报告基本就到这里，非常感谢大家！
