一触即发 k8凯发(中国)天生赢家·一触即发

　　这正是UCG在中国的真实写照ღღ：它承载着以煤炭清洁利用为主要方向的中国能源结构调整历史使命ღღ，同时也蕴含着未来可能的巨大财富效应ღღ。但在数十载“长征”路上ღღ，一项技术的几度浮沉ღღ，映照出中国的技术路线发展逻辑ღღ。

　　在全球气候变暖的背景下ღღ，中国的经济发展像是被套上了紧箍咒ღღ。让国民困扰的正是“富煤ღღ、少气ღღ、缺油”ღღ、一次能源结构以煤炭为主ღღ、低碳能源资源的选择有限这样一个国情ღღ。几乎被所有能源报道所引述的数据是k8凯发官方网站ღღ，火电依旧占中国电力的八成以上ღღ，在很长一段时期内ღღ，煤炭仍将占据60%~70%的能源比重ღღ。而中国经济每年光鲜的报表背后ღღ，是中国产煤区难以抑制的环境灾难和居高不下的矿难发生率ღღ。

　　在中国把煤炭清洁利用提升至国家战略时ღღ，煤炭地下气化技术在多年数次沉浮之后重新成为业界广泛关注的热点之一ღღ。

　　煤炭地下气化技术（UCG）ღღ，即将处于地下的煤炭进行有控制地燃烧气化ღღ，通过对煤的热作用及化学作用产生可以利用的气体能源ღღ，变物理开采为化学开采ღღ。从而把有用成分取出ღღ，将污染物如煤矸石ღღ、二氧化碳等废物留在地下ღღ，既减少了碳排放ღღ、防止了安全事故发生ღღ，又可以生产氢气ღღ、甲烷ღღ、甲醇等化工产品k8凯发官方网站ღღ。

　　“我国因采煤对环境污染而造成的经济损失大约有17450亿元ღღ，这还不包括气候环境的变化ღღ、温室气体变化等造成的损失ღღ。”88岁高龄的中国矿业大学教授余力是中国UCG的先行者与集大成者ღღ，在接受《科学时报》采访时ღღ，他告诉记者ღღ：“这正是我们将煤炭的物理开采方法转变为化学开采方法的原因ღღ。”

　　余力教授几乎将其后半生的全部精力都投放在中国UCG的试验和发展上ღღ。他的观点是ღღ：我国煤炭工业必须在开发利用与环境保护的协调发展模式下ღღ，解决三个不容回避的问题ღღ：提高煤炭的回采率ღღ；最经济ღღ、最大限度ღღ、多方位ღღ、科学地提高煤炭的利用水平ღღ；最大限度地减少燃煤的污染ღღ，最终达到可持续发展的目的ღღ。而UCG技术将成为解决这些问题的有效途径之一ღღ。

　　“UCG最大的价值在于它可以成倍地增加煤的资源开采量ღღ。”余力指出ღღ，传统机械采煤方法难以利用的劣质煤ღღ、薄层煤ღღ、陡倾斜煤层ღღ、埋藏深度大于1000米ღღ、废矿区残留煤（1953~2003年达300亿吨）均有可能通过UCG技术得到充分开发利用ღღ。“通过UCG生产煤气ღღ，用以合成燃油和天然气以替代进口石油k8凯发官方网站ღღ，我国能源就可大大减少对进口石油和天然气的依赖ღღ，从而保证我国能源安全ღღ。”余力说ღღ。

　　UCG生产的煤气是化工厂产业的重要原料ღღ。而煤气运输方便ღღ，可以显著减轻我国西煤东运ღღ、北煤南运的运输压力ღღ。

　　此外ღღ，UCG的生产过程将大量的煤灰ღღ、煤矸石等污染物留存在地下ღღ，可以实现不占地ღღ、不污染地表环境以及减轻地面沉陷ღღ。“UCG从根本上解决了传统采煤的多种地质灾害ღღ，使煤炭生产更加安全ღღ，也大大减少了矿难和煤矿工人的职业病ღღ。”余力指出ღღ，“尽管UCG也会引发一些环境污染ღღ，这相对于煤的地表使用所造成的损失和污染问题的严重性而言ღღ，相距悬殊ღღ，况且这是可以通过采取相应的技术手段来妥善解决的ღღ。”

　　UCG之于中国的战略意义是显而易见的ღღ。在中国ღღ，以余力为代表的一批技术先行者已经在UCG的道路上走在了国际同行的前面ღღ，但他们也遇上了诸多问题ღღ。

　　早在1888年ღღ，门捷列夫就曾设想ღღ：随着时间的推移ღღ，这样的年代可能要实现ღღ，即煤不必从地下开采出来ღღ，而是在井下直接提取有益元素ღღ，转化为气体ღღ，再用管道输送到远方大浦安娜ღღ。将一切有害物质都残留在井下ღღ。

　　将门捷列夫的伟大创见首次化为现实的是英国著名化学家威廉拉姆塞ღღ，他于1908年在都贺煤田进行地下气化实验获得成功ღღ，并用其发了电ღღ。

　　煤炭地下气化在我国始于1958年ღღ。研究人员以空气为气化剂ღღ，在山西大同胡家湾等地ღღ，获得了地下煤气每立方米833~1322千卡的热值煤气ღღ。

　　从1984年开始ღღ，余力开始了他25年的煤炭地下气化研究工作ღღ。回忆这段推广中国UCG之路ღღ，余力感慨颇深ღღ。

　　1990年ღღ，煤炭地下气化半工业性试验被列入国家“八五”科技攻关项目ღღ。1990年底ღღ，钱学森在《人民日报》上著文《要从整体上考虑并解决问题》ღღ，他在文章中指出ღღ：“苏联在50年代做了很多煤炭地下气化的工作”ღღ。“我们要研究这个技术ღღ，现在就要研究”ღღ。“这个技术一旦做了ღღ，就会使我们整个生产技术大为改观”ღღ。

　　钱学森对煤炭地下气化技术的关心让余力终生难忘ღღ。钱老曾八次亲笔写信给余力ღღ，高度评价了新河二号井半工业性试验的意义“这也实际上把将近一个世纪之久的多次在各国试验而未工业化煤炭事业ღღ，结合现代化工ღღ、能源技术ღღ，成为综合化事业ღღ。中国人应该完成这项任务ღღ。”这样ღღ，“21世纪将出现不要人下井去采矿的联合能源ღღ、化工ღღ、冶金的新工业ღღ。不要人下去采掘ღღ，矿层可以深到地下千米ღღ、数千米ღღ，我们的资源概念也将革命了ღღ，是真正的新世纪了”ღღ。钱老所述革命的内容ღღ，就是煤炭地下气化成功后带给人们的成果ღღ。

　　煤炭地下气化技术也引起了决策层的关注ღღ。1994年5月ღღ，江泽民总书记在中南海接见了正在新河进行地下气化试验的余力ღღ，并亲笔题词ღღ：“中国矿业大学煤炭地下气化试验资源的充分利用以及经济效益来讲ღღ，值得进一步研究ღღ。”时任国务院副总理邹家华也就煤炭地下气化技术召集余力同国家计委ღღ、科委ღღ、煤炭部等座谈ღღ，对这项试验和开发作出了部署先抽放瓦斯ღღ，再采煤ღღ，最后气化ღღ，将全部煤炭资源回收利用起来ღღ，作为今后长期采煤的方针ღღ。“这是多么英明的决策ღღ，但事到如今都没有下文ღღ，为什么？政府有关管理办事的官员值得深思大浦安娜ღღ。”余力说ღღ。

　　1992年ღღ，国家科委颁布的我国科学技术中长期发展纲要“白皮书”ღღ。其中关于煤炭地下气化技术发展方向明确规划ღღ：“到2020年的战略目标和关键技术是完成煤炭地下气化试验研究”并“建立商业性煤炭地下气化站”ღღ。

　　而到目前为止ღღ，煤炭地下气化炉已在我国不同煤层地质条件下完成了工业性试验及初步的商业化推广应用ღღ，所生产的低热值ღღ、中热值的煤气以及水煤气已被开发服务于民用ღღ、工业锅炉及内燃机组发电ღღ。

　　据余力介绍ღღ，上世纪80年代中期ღღ，他们完成了徐州马庄矿地下气化现场试验ღღ，90年代中期又完成了徐州新河二号井煤炭地下气化半工业性试验和河北省唐山刘庄矿煤炭地下气化工业试验ღღ，并在山东ღღ、山西等地进行了商业化推广应用大浦安娜ღღ。目前ღღ，山东新汶矿业集团建成了6座地下气化炉ღღ，所生产的煤气主要用于民用及发电ღღ，形成了全国最大的煤炭地下气化工业生产基地ღღ。

　　西方工业国家对UCG的工业化试验尽管随着国际油价的高低起伏几经起落ღღ，但对UCG的研究试验从未停止ღღ。余力说ღღ：“美国ღღ、澳大利亚ღღ、英国ღღ、加拿大ღღ、南非和印度等国运用UCG已建成了几个大型的发电站ღღ，我们落后了ღღ。”

　　UCG可以用于发电ღღ、制氢ღღ、清洁燃料ღღ、化工原料等ღღ，据余力介绍ღღ，近几年UCG产业发展出现了四种新的方向ღღ：第一ღღ，UCG与联合循环发电产业的结合（UCG-IGCC）ღღ；第二是UCG与碳捕获ღღ、利用与封存产业的结合（UCG-CCS）ღღ；第三ღღ，UCG与制氢产业的结合（UCG-HGC）ღღ；第四ღღ，UCG与燃料电池发电产业的结合（UCG-AFC）ღღ。“这是一个把化石燃料的煤转化为清洁燃料的重要阶段ღღ。”余力说ღღ。

　　余力强调ღღ，当国内还在讨论要不要大力推广煤地下气化的时候ღღ，国外包括亚洲某些国家正在积极地进行煤地下气化的应用并取得成果ღღ，值得我国从事能源管理及科研人员的深思ღღ。

　　中国华亭ღღ、新汶煤矿目前已建成UCG与发电站相连接项目ღღ，“现阶段ღღ，我们的发电机组都是燃气内燃机而不是IGCCღღ，水平是落后的ღღ，而且发电量很小ღღ。将UCG与IGCC相结合应成为我们努力的方向ღღ。”余力说ღღ。

　　余力介绍ღღ，国外煤炭地下气化多以无井式工艺为主ღღ，该工艺始终未能解决地下气化炉炉型小ღღ、热值底ღღ、热稳定性差ღღ、成本高等问题ღღ，在研究总结各国煤炭地下气化工艺的基础上ღღ，结合我国报废煤炭资源逐年增多的国情ღღ，余力和他的研究团队经过数十年研究提出了“长通道ღღ、大断面ღღ、两阶段”的地下煤炭气化新工艺（LLTS-UCG）ღღ。

　　煤炭在地下被气化之后可生成可燃的富氢煤气ღღ，在地面经多种净化过程和分离后ღღ，可使煤气分为两部分ღღ：一部分是压缩氢ღღ，另一部分是纯二氧化碳ღღ。氢气可供给能源燃料电池发电ღღ，而二氧化碳则可被捕获和封存于地下ღღ。

　　据介绍ღღ，“长通道ღღ、大断面ღღ、两阶段”地下气化新工艺是在前苏联老工艺理论基础上形成的ღღ，老工艺已经历了70多年工业化生产的考验ღღ。“新工艺较以往任何工艺ღღ，确有进步和提高ღღ，更有利于走向商业化生产之路ღღ。”余力说ღღ，“英国2004年发布的蓝皮书已经将我们的技术纳入进去ღღ，并且在波兰的UCG制氢项目上得以应用ღღ。这是值得中国人自豪的事情ღღ。”

　　制氢也成为UCG的重要利用方向之一ღღ，这一点ღღ，欧洲在实践上走在了前面3年前开始的“波兰氢地下气化”项目已经实现了UCG制氢ღღ，且于2010年4月用于燃料电池发电ღღ。

　　正如余力所言ღღ，中国科学家目前掌握了UCG制氢技术的制高点ღღ。清洁煤公司主席Rohan Conrtney日前对全球UCG煤气组分数据进行了分析比较ღღ，得到国际同行承认的事实是ღღ：“UCG过程中可以得到氢含量高的煤气ღღ，其中氢含量最高的两个数据来自于中国江苏新河矿和唐山刘庄矿的UCGღღ。”

　　“我们UCG煤气中的氢含量可高达60%~70%ღღ，这与国外平均17%的数据相比ღღ，可以说具有明显的优越性ღღ。”余力介绍说ღღ。

　　对今后UCG技术产业化前景ღღ，余力的观点是ღღ，UCG产业化实施对中国最为现实ღღ。UCG产业化推广应用ღღ，必将对我国的节能减排ღღ、资源的综合利用ღღ、煤炭安全生产和矿区生态环境改善发挥重要作用ღღ。为此ღღ，余力建议应从长远和战略高度来规划煤炭地下气化技术的未来产业化发展战略ღღ。

　　对于发电企业和煤化工企业而言ღღ，如果不提前进行技术布局和经验积累ღღ，未来很可能陷于被动ღღ。于是他们成为推动这一技术产业化进程的积极力量ღღ。

　　过去3年间ღღ，内蒙古新奥集团斥资8.6亿元在乌兰察布建成一套生产能力为15万标准立方米/天的无井式煤炭地下气化试验研究和生产系统ღღ，这被业内评价为“中国采煤技术的一场革命”ღღ。

　　UCG分为有井式ღღ、无井式和混合式3种ღღ，以往我国开展的多是有井式UCGღღ，而近年来以梁杰教授带领的中国矿业大学（北京）无井式煤炭地下气化研究小组与新奥气化采煤有限公司联合开展的乌兰察布无井式煤炭地下气化技术的实验获得了阶段性成功ღღ。

　　据新奥气化采煤有限公司总工程师陈峰介绍ღღ，截至目前ღღ，内蒙古新奥煤炭地下气化项目成功实现了煤炭地下气化燃烧发电ღღ，该项目装置已平稳运行300多天ღღ，累计气化燃烧发电46.9万千瓦时ღღ。同时形成了一批有价值的创新性研究成果ღღ，申请了9项专利ღღ。该项目所取得的技术成果填补了我国在无井式煤炭地下气化技术领域的空白ღღ，达到了国际领先水平ღღ。陈峰介绍ღღ，按照规划ღღ，到2012年前ღღ，新奥集团利用无井式地下煤炭气化技术还将建成年产2万吨优质甲醇生产线ღღ。该项技术极具成本优势ღღ，具有较高的经济效益ღღ。

　　据余力介绍ღღ，乌兰察布无井式煤炭地下气化项目目前可以实现二氧化碳减排ღღ。气化后的煤气热值达到1000大卡ღღ，煤气不仅可用于发电ღღ，甲烷化后还可用于生产化工产品ღღ，即合成甲烷ღღ、甲醇和氢气等ღღ。

　　陈峰向记者介绍ღღ，新奥准备在2013年建立一个2万吨甲醇和700万立方米甲烷整个化工的示范工程ღღ。目前ღღ，该项目正在上报国家发改委ღღ，等待审批ღღ。“这是新奥对于煤炭地下气化未来的发展规划ღღ。”陈峰说ღღ。

　　陈峰还介绍了新奥在廊坊的实验ღღ，用地下产生的合成气进行发电ღღ。这个实验室具备了以下特点ღღ：一是全世界第一个首先用于模拟地下气化高压条件下的气化ღღ；二是可以模拟地下涌水的气化ღღ；三是使用由新奥自主开发的高温摄像机ღღ；四是在线监测气化炉温度场ღღ、压力场及出口煤气组分ღღ。

　　“无井式煤炭地下气化技术较有井式煤炭地下气化技术ღღ，不仅省去了建设煤井ღღ、采煤和运输煤炭的繁琐高成本过程ღღ，还避免了井下安全事故的发生ღღ。合成的天然气比传统工艺节省40%成本ღღ，电力成本节省25%ღღ。”余力告诉《科学时报》ღღ。

　　陈峰强调ღღ，由于受到技术水平的限制ღღ，按照目前该项技术的经济成本核算k8凯发官方网站ღღ，无井式煤炭地下气化技术还不能普遍使用所有煤层条件ღღ，而是对低品位ღღ、高硫ღღ、低变质褐煤ღღ、薄煤层ღღ、深煤层ღღ、废弃煤井更为适合ღღ，是对传统煤炭开采方式的重要补充ღღ。

　　国务院参事ღღ、国家能源专家咨询委员会主任徐锭明在参观了新奥乌兰察布工程之后评价道ღღ：“煤气化是煤化工产业化发展中最重要的单元技术大浦安娜ღღ。多年来ღღ，一些专家和煤矿在地下煤炭气化方面所作的研究和探索ღღ，新奥集团在内蒙古乌兰察布开展的地下煤炭气化试验项目大浦安娜ღღ，其重要意义就在于ღღ：为新一代煤化工开辟一条新的原料供给途径ღღ。煤炭地下气化产业化的实现必将有力地促进和推动我国新一代煤化工的发展ღღ。”

　　“尽管中国的UCG研究取得了长足的进步ღღ，但要实现产业化仍有很多问题亟待解决ღღ。”中国矿业大学煤炭地下气化低碳能源技术研究所所长王作棠告诉《科学时报》ღღ：“这么多年来ღღ，这项技术始终推进较慢ღღ。”

　　王作棠教授是甘肃华亭矿区难采煤UCG发电项目的技术总负责ღღ。华亭矿区地下残留着6亿多吨难采煤ღღ，资源量大面广ღღ，但由于地质条件复杂ღღ，传统的重型机械设备采煤方式难以高产高效回收利用大浦安娜ღღ。“采用UCG工艺的轻型流体化开采装备并结合充填岩控技术ღღ，就可大大提高煤炭资源回采率ღღ。”王作棠说ღღ。

　　据介绍ღღ，华亭矿区难采煤UCG发电项目ღღ，自今年5月初成功点火产气以来ღღ，至今已连续稳定运行120多天ღღ，日产煤气16万方ღღ，水煤气热值超过2400大卡ღღ。并且大浦安娜ღღ，配套电站设计装机4000kWღღ，目前已安装1000kW机组ღღ，经厂家改造后已达到正常运行k8凯发官方网站ღღ。这被余力评价为“不容易”也“不简单”ღღ。

　　“这个项目虽是UCG绿色开采与燃气发电技术的工业性试验ღღ，它具备了大中型气化矿井的产业示范规模ღღ，打通了整个生产工艺流程ღღ，实现了生产系统装置配套ღღ，这将为真正的产业化工程打下了扎实的基础ღღ。”王作棠说ღღ。

　　1999年回国之后ღღ，王作棠在UCG领域耕耘至今ღღ。“过去有许多误区ღღ，主要是对地下燃烧问题的症结认识不清ღღ，控制缺乏有效手段ღღ。因而ღღ，被许多人认为这项技术本身不过关ღღ，事实上ღღ，我们也走了不少弯路ღღ。”王作棠说ღღ，“近年来ღღ，在余教授指导下ღღ，我们矿业大学积聚了多学科的科研力量ღღ，对地下燃烧蔓延定向控制机理ღღ、高启动能源点火技术ღღ、移动注气技术ღღ、两阶段制气工艺ღღ、充填岩控技术等进行了深入的实验研究ღღ，取得了一系列的实用新成果ღღ。华亭项目的成功就是一个有井式长通道ღღ、大断面ღღ、两阶段新工艺应用典型的实例k8凯发官方网站ღღ。”

　　对今后的煤炭地下气化技术产业化前景ღღ，王作棠颇具自信ღღ，他告诉《科学时报》ღღ：20多年来ღღ，我国在有井式和无井式UCG上都进行了工业性试验ღღ，在基础理论ღღ、工程设计和仪器装备各方面都进行了配套的系统研发ღღ。这些成果已经为中国的UCG产业化打下了基础ღღ。“与此同时ღღ，我国地下气化试验基地建设的规模ღღ、范围ღღ、适应煤种及地质条件等方面ღღ，在世界上也是首屈一指的ღღ。UCG的产业化实施对中国而言最为现实ღღ。”王作棠说ღღ。

　　作为中国UCG领域的集大成者ღღ，余力历经了这项技术25年来的数次起落ღღ。“这项技术尽管得到了钱学森的高度关注ღღ、江泽民主席的亲笔题词ღღ、邹家华副总理的亲自部署ღღ，但就是没有能够使中国的煤炭地下气化技术真正走上商业化的路ღღ，究其原因ღღ，恐怕还在于现阶段我们的科技管理水平落后和科技工作人员素质较低ღღ。”余力感慨颇深ღღ，“值得高兴的是ღღ，现在我们越来越清醒地认识到这一点ღღ：胡锦涛总书记在今年两院院士大会上提出的ღღ，要提高我国科技水平ღღ、科技工作人员素质和科技管理水平ღღ，这正是解决问题的关键之道ღღ。”

　　为此ღღ，余力建议k8凯发官方网站ღღ，国家要将煤炭地下气化工作作为一项具有长远意义的战略措施来抓ღღ。以往试验研究都以企业投入为主ღღ，企业研发往往不系统ღღ，遇到重大的技术问题时因经费不足而搁浅ღღ。我国对UCG的政府投入非常少ღღ，截至目前我国在UCG上的累计投入大约2000万元ღღ，还不到美国ღღ、英国等国家的千分之一ღღ。“要使地下气化技术能普遍地推广应用ღღ，政府必须加大投入ღღ，国家在各个阶段都要给予支持ღღ。否则这方面难以获得大的进展k8凯发官方网站ღღ。”

　　“我们做这件事ღღ，是为了中国每年上千名矿工的生命不再消逝ღღ，是为了几百万名矿工不再受职业病的威胁ღღ，是为了每年比全国的教育经费还更高的经济损失和不能挽回的环境灾难不再发生ღღ。”余力说ღღ，“这就是我的毕生夙愿ღღ。”

　　我们做这件事ღღ，是为了中国每年上千名矿工的生命不再消逝ღღ，是为了几百万名矿工不再受职业病的威胁ღღ，是为了每年比全国的教育经费还更高的经济损失和不能挽回的环境灾难不再发生ღღ。”

　　据统计ღღ，全球已建成或正在ღღ、将建的UCG-IGCC电站ღღ：南非1个ღღ，澳大利亚5个ღღ，英国2个ღღ，美国3个ღღ，智利ღღ、印度ღღ、新西兰ღღ、巴基斯坦ღღ、意大利各1个ღღ。

　　以南非UCG-IGCC为例南非电力能源88%是由煤提供的ღღ。南非2007年2月20日在南非姆普马兰加的马久巴煤田ღღ，建立地下气化站大浦安娜ღღ。产量在3000标方/小时ღღ，当年即成功发电ღღ。由7公里管道通向马久巴发电试点厂ღღ。2010年在UCG与循环气透平蒸气透平联合的基础上对2100MW电站开始进行工程与环境影响的评估ღღ。

　　英国在2004年10月总结和出版了《英国地下煤气化可行性的评论》报告ღღ，该报告的结论是UCG-CCS对减少CO2的排放对英国能源要求具有潜在的贡献ღღ。

　　UCG是提高采油率的CO2的重要来源ღღ，在美国粉河盆地用CO2来提高采油率ღღ，粉河盆地168个储油构造需要2.36亿~3.54亿吨CO2ღღ。

　　英国ღღ、澳大利亚ღღ、美国ღღ、加拿大等国都十分重视地下煤气化制氢的意义ღღ，已成为一个很重要的方向ღღ。欧洲地下气化氢项目（HUGE）由欧洲煤炭和钢铁研究及基金融资3500万欧元ღღ，从2007年9月开始ღღ，历时3年ღღ，2010年4月在波兰南部的Barbara矿用UCG提取氢已获得成功ღღ。

　　最近人们已经把地下气化（UCG）使氢富集ღღ，然后用氢做燃料电池（AFC）这样一个UCG-AFC结合的过程当成为一个新方向ღღ。

　　在英国桑顿（Thornton）新能源公司和瓦斯特图特里似特（Waste2tricity）公司宣布成立合资公司ღღ，把地下煤气化与新的燃料电池发电结合ღღ，以最有效的技术转换煤为电ღღ。

　　专家认为这种模式胜过从煤中产生净能量的常规的煤电站ღღ。这在未来是一个主利用煤发电的突破ღღ，并对减少从煤中产生的温室气体有重大意义ღღ。它可以廉价限制CO2的排放ღღ，甚至减少了常规煤开采的需要ღღ。（刘丹）凯发K8登录ღღ，凯发k8官方首页ღღ，k8凯发一触即发ღღ，凯发k8国际娱乐官网入口ღღ。凯发k8天生赢家一触即发登录入口