山西省煤电产业创新链

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1、山西省煤电产业创新链前言煤电产业是山西省重要的支柱产业，目前已成为全省工业中利润最大的行业。截止2013年底山西省发电装机容量为5767.27万kW，燃煤机组约占90%。2013年总发电量2625.4亿kWh，其中火电2527.13亿kWh，占95%以上。燃煤机组中，煤粉炉电站占比约为80%，循环流化床锅炉电站占比约为20%。国内发电机组性能和技术水平与世界同量级发电机组水平相当，我省选用机组水平基本与先进水平同步。煤电产业是典型的高耗能、高污染产业，同时也是我省碳排放最大的行业，年排放CO2在２亿吨以上。随着国家对节能减排

2、、改善生态环境的高度重视，先进的燃煤发电技术越来越受到产业界的青睐。超超临界发电技术快速发展，IGCC发电技术、智能电网技术在全球方兴未艾，CO2的低成本捕集、利用和封存技术作为战略性前沿技术，引起世界各国的重视。同时，在我省获1920万千瓦低热值煤发电项目独立审批权后，低热值煤发电系统亟需开发。加强煤电产业的技术创新，有利于我省煤电产业技术水平的不断提升，进一步降低发电能耗、减少污染物排放，走出一条高碳产业低碳发展之路。10山西省煤电产业创新链一、产业发展现状和技术瓶颈围绕节能和减少污染物排放的需求，整体煤气化联合循环发电

3、（IGCC）、超（超）临界发电、智能电网等煤电产业新技术正在蓬勃发展。自上世纪70年代开始，IGCC开始备受关注，美国、欧盟、日本等相继开始IGCC技术研究与示范工程建设。2012年12月12日，中国首座煤气化联合循环电站——华能天津IGCC示范电站投产。国内IGCC水平与国外相当，正在不断完善和改进设备技术的过程中，目前尚有许多问题需要解决，技术尚处于发展期。智能电网的发展在全世界正处于起步阶段，在绿色节能意识的驱动下，智能电网成为世界各国竞相发展的一个重点领域。欧美各国对智能电网的研究开展较早。“十二五”是我国智能电网全

4、面建设阶段，国家电网将投资5000亿元，初步建成世界一流的坚强智能电网。在我省获1920万千瓦低热值煤发电项目独立审批权后，低热值煤发电300-350MW大型超临界循环流化床锅炉亟需开发。我省太锅50MW基于流态重构的循环流化床锅炉实现了超低热值煤（<1500卡/kg）燃烧，技术处于国际国内同类产品领先水平。10随着我国对燃煤电厂CO2、SO2、NOx、重金属等排放控制越来越严，污染物高效率、低成本脱除的优化技术需求更为迫切。特别是我国已成为世界上CO2排放最多的国家之一，其中约45%来自燃煤电厂。CO2捕集、利用和封存（C

5、CUS）技术成为一种战略性技术需求。由于受成本制约等问题，CO2的捕集、利用技术难以规模化实现，很多国家都在开展研究工作，但都没有取得实质性突破。我省在CCUS技术链各环节都已具备一定的研发基础，但距离规模化、全流程示范应用仍有很大差距。二、技术需求及攻关路径（一）产业链煤电产业链由燃煤发电系统、电网系统、废弃物处理系统和CO2捕集利用封存系统四个部分构成（见图2-1）。燃煤发电系统由原料分选、燃烧锅炉、蒸汽发电机组组成。IGCC处于示范阶段，是未来清洁发电的趋势，由煤气化系统、燃气（蒸汽）发电系统组成；电网系统由输电、变电

6、、配电及相应的辅助系统组成；废弃物处理系统的固废处理是将粉煤灰、脱硫石膏进行综合利用，用于制作建筑材料、耐火材料、化工原料及提取氧化铝、白炭黑等。烟气处理是采用湿法（干法）脱硫、SCR（SNCR）脱硝、布袋法（静电法）除尘及重金属提取，对排放的烟气进行达标处理；CO2捕集、利用和封存系统是将产生的CO2进行收集，并对收集的CO210采用化学转化、食品添加、地下存储等方法，进行利用、存储。（二）创新链围绕煤电产业发展重点发展方向，结合新兴电力技术、节能减排技术及先进材料、装备发展趋势，针对我省煤电产业存在的关键性技术需求，设计

7、了煤电产业链+技术需求+市场需求（见图2-2）、煤电产业创新链技术攻关路径（见图2-3）。煤电产业技术创新链在发电系统、智能电网系统和CO2捕集利用封存系统三大产业板块基础上，以煤炭分质利用技术、燃烧发电节能提效技术、污染物处理技术、智能电网产业技术、整体煤气化联合循环发电系统（IGCC）研究与示范、大型低热值煤发电锅炉的研制开发、碳燃料电池技术开发、CO2捕集利用和封存技术8个专项为重点方向，以25个项目为主构，以若干关键技术为核心，同时构建了技术标准体系和人才平台建设体系。三、重点研发项目的凝炼针对煤电系统存在的问题，从

8、8个方向入手，有针对性地提出了25个课题。通过“四性一度”分析，确定最优先级课题5个、优先级课题5个、支持级课题8个、储备级课题7个。（一）煤炭分质利用技术10针对煤质不稳定、地域差异性较大、动力配煤理论不成熟、质量标准不统一、煤质监测技术达不到煤质多变条件下在线检测要求等问题，开展煤炭分