“水蒸煤”有望解雾霾“燃煤之疾”

西安交通大学历经20年攻关研发的“煤炭超临界水气化制氢发电多联产技术”(俗称“超临界水蒸煤”)产业化日前正式启动，这是该校首个重大科研成果产业化项目，被业界称为“具有完全自主知识产权的变革性技术、能够根除煤炭利用所生成的雾霾形成源的有效技术。”《国际超临界流体》　杂志将此作为最具价值和前景的原创性技术专文向全球推介。

当日，为推动科技成果转移转化，该校将其知识产权及技术作价1.5亿元，转让给陕西中核交大超洁能源技术有限公司。这家公司初期筹资10亿元进行产业化工程示范，力争三年内完成示范项目的建设和运行。

把煤放在“超临界水”环境中“蒸馏”

传统燃煤、煤气化锅炉及其发电技术均采用“一把火烧煤”形式，总能效和煤电转化率低、污染严重、耗水量大，消除粉尘及二氧化碳的代价高昂。我国作为煤炭生产和消费大国，以煤炭、化石能源为基础能源的现状在短期内不会改变，而传统的“一把火烧煤”方式不可避免地以牺牲环境为代价，难以从根本上解决清洁、高效和污染排放问题。

“超临界水蒸煤”是西安交大动力工程多相流国家重点实验室郭烈锦教授团队在国家杰出青年科学基金、国家自然科学基金重大项目和创新群体项目、国家“973”计划、“863”计划等支持下研发的。

郭烈锦告诉记者，温度超过374.3℃、压力超过22.1兆帕的水，就是“超临界水”，这项技术可让煤炭在超临界水中完全吸热———还原制氢，将煤中的碳、氢、氧元素气化，从而转化为氢气和二氧化碳，同时热化学分解了部分超临界水制取氢气，将煤炭化学能直接高效转化为氢能。气化产物是超临界水蒸汽混合物，可产氢、发电、供热、供蒸汽，还可生产高附加值化工产品，实现了煤炭能源的高效、洁净、无污染转化和利用。目前国际上还没有这种连续式的煤炭超临界水气化制氢发电装置。

“一把火烧煤”或可终结

与传统技术相比，该技术从源头上根除了硫化物、氮化物等气体污染物以及PM2.5等粉尘颗粒物的生成和排放，具有更高效、清洁无污染、低耗水甚至不耗水、可与有机废弃物污染物处理结合等特点，运行费用低、投资回报率高，可实现煤炭向电力、载能工业品及化工产品等高附加值产品的“三个转化”。该技术已全面完成原理性创新、实验室规律性试验研究和部分中试试验。

“正启动的50兆瓦发电机组煤电转化效果接近40%，比同等容量的50兆瓦燃煤发电机组高出6至8个百分点。未来，随着机组容量的扩大和参数的提高，将可能实现大的跨越发展。”郭烈锦介绍，“目前全球最先进的燃煤发电机组的煤耗都在250克标煤/度电以上，当前我国燃煤火力发电的煤耗平均在280至300克标煤/度电之间，而‘超临界水蒸煤’发电技术大型化后的百万千瓦机组，将有可能做到耗煤240至250克标煤/度电以下，如果实现替代，每度电的煤耗量将可以减少十克到几十克以上。”

该团队的赵亮教授说，以陕西省为例，如在火电行业全面推广这项技术，每年可削减氮氧化物排放42.7万吨、二氧化硫36.6万吨、煤粉尘6.69万吨，并降低煤耗25%左右，潜在的社会和经济价值巨大。

国家能源局科技司副司长修炳林认为，该项目的产业化对发挥我国煤炭资源丰富的优势、抢占能源变革先机、保障能源战略安全、加快治污降霾改善环境等都具有重大和深远意义，有望从根本上解决长期困扰我们的燃煤利用过程中造成的空气污染及严重的雾霾问题。

中国核工业建设集团副总经理李清堂表示，该项目代表着国家绿色发展的战略方向，符合国家关于供给侧改革、煤炭去产能的发展方向，具有非常广阔的应用前景和市场空间。“推进其产业化，是大手笔、大战略，将对治理雾霾、优化生存环境产生划时代的影响，将在我国经济社会发展中产生不可估量的影响。”

(本报西安12月28日专电)