
燃煤经气化炉后形成合成气,通过气体净化直接形成煤制油或H2(氢气)和CO(一氧化碳)等,H2和CO再经一系列能源与资源转换过程后,可以实现化工产品制造、规模制氢、煤气轮机发电等,若干年后,还将实施CO2(二氧化碳)的埋存,真正实现燃煤污染的零排放。这就是上海科技发展中长期规划中的零排放煤气化多联产装置,这项技术将重点开发应用煤气化多联产清洁工艺和集成技术,实现二氧化碳的资源化回收,在提高煤利用效率的同时,也提高环境污染的控制水平和能力。
在未来几十年内,煤炭仍将是我国的主要能源和重要的战略物资。联产比单产投资和煤耗约少30%,开发煤气化多联产技术是煤炭高效、清洁、综合利用的战略选择,是新一代洁净煤集成技术的发展。煤气化多联产依据循环经济的理念,把煤气化后的合成气高度净化后,经过一系列能源与资源转换过程,达到联合生产电力、液体燃料、高附加值化工产品和规模化制氢的目的,实现各自产品单独生产所无法达到的经济和环境效益。其生产基地是由若干关联工厂组成的生态工业园区,涵盖整体煤气化燃气蒸汽联合循环发电(IGCC)、煤制油、规模化煤基制氢、羰基合成化工产品制造,不仅可解决目前燃煤污染和石油短缺的问题,也为氢能经济的到来做好准备。
据同济大学环境科学与工程学院李光明博士介绍,目前,上海市清洁能源研究中心和华谊集团研发基地已形成了启动平台。通过高科技的羰基合成技术、氢气分离提纯技术、二氧化碳利用技术和系统集成优化技术,建设相应的生产示范线和仿真平台。在此基础上,围绕零排放煤气化多联产生态工业园区的建设,针对零排放煤气化多联产集成技术的研发,最终形成煤气化多联产体系完整的产业群与学科群。到2010年,突破以二氧化碳资源化回收为特色的煤气化多联产清洁工艺与集成技术,建成适用燃料电池的煤制氢气示范生产线,二氧化碳回收利用示范生产线,年产2万吨羰基和合成醋酐示范生产线。到2020年,建成300MW零排放煤气化多联产生态工业园区,开发出煤气化多联产系统与工艺设计通用软件包,成为国内领先、国际先进的煤气化多联产研发基地。
上海在热工和化工学科和产业方面,都具有国内独一无二的综合优势。有一批从事洁净煤技术开发的研究院校。热工学科:上海交大、电力学院、上海理工、同济大学、上海发电设备研究所、华东电力试验研究院;热工产业:电气集团、电力股份;化工学科:复旦大学、上海交大、华东理工、中科院;化工产业:华谊集团。他们形成了煤气化多联产的基本研发队伍和实验设施,形成了煤气化多联产发展所需要的产业基础。
同时,现有的城市煤气将向天然气转换,吴泾地区的煤气发生装置和落后的炼焦工艺将被替换或被改造,为扩展IGCC电站、规模化制氢生产线提供了难得的契机,并为今后建成零排放煤气化多联产生态工业园创造了条件。据李博士介绍,上海还成立了煤制油中试基地,电站行业将发展燃气轮机和煤气化装备产业,汽车工业也将发展燃料电池汽车。开展煤气化多联产技术的研究,将全面带动相关产业和学科的发展。