高翔：只有不清潔的技術(shù) 沒有不清潔的能源

2018-01-31 16:08:45 中能智庫　點(diǎn)擊量：評論 (0)

只有不清潔的技術(shù)，沒有不清潔的能源。浙江大學(xué)教授高翔和項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)用實(shí)際行動對這句話進(jìn)行了生動詮釋。他們圍繞燃煤機(jī)組超低排放關(guān)鍵技術(shù)研

“只有不清潔的技術(shù)，沒有不清潔的能源。”浙江大學(xué)教授高翔和項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)用實(shí)際行動對這句話進(jìn)行了生動詮釋。他們圍繞“燃煤機(jī)組超低排放關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用”課題，歷經(jīng)多年研究，終于摸索出一整套領(lǐng)先世界的清潔燃燒技術(shù)并成功付諸實(shí)踐，把煤炭這種一直以來被視為嚴(yán)重空氣污染之源的“黑色”能源改造成環(huán)境友好型的“綠色”能源，為人類傳統(tǒng)能源的清潔化利用和大氣環(huán)境保護(hù)做出了杰出貢獻(xiàn)。

在剛剛舉行的國家科技獎(jiǎng)勵(lì)大會上，高翔和項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)也憑借在“燃煤機(jī)組超低排放關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用”方面取得的突出成就，獲得國家技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)。

遭遇燃煤污染困局

技術(shù)發(fā)明要著眼于社會需求，中國科技工作者的技術(shù)研發(fā)當(dāng)然要瞄準(zhǔn)中國社會需求，特別是國家戰(zhàn)略性需求。高翔和項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)圍繞“燃煤機(jī)組超低排放關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用”而進(jìn)行的技術(shù)研發(fā)正是如此。多年以來，高翔和他參與領(lǐng)導(dǎo)的浙江大學(xué)能源清潔利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室把主要時(shí)間和精力投向煤炭清潔利用技術(shù)的研發(fā)上，致力于大幅降低燃煤電廠的污染氣體排放。

對此，高翔解釋說，從能源儲量結(jié)構(gòu)來看，煤炭是中國重要的基礎(chǔ)性能源，其探明儲量占全國已探明化石能源資源儲量的比例超過9成；從能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)上來看，雖然新能源在中國能源消費(fèi)中的比重不斷加大，但是在相當(dāng)長時(shí)期內(nèi)，煤炭仍將是中國消費(fèi)的主要能源；從絕對消費(fèi)量來看，中國每年消費(fèi)的煤炭約占全球總煤炭消費(fèi)量的一半，燃煤電廠消耗煤炭量占全國年消費(fèi)量的“半壁江山”；從社會后果來看，由于煤炭大量長期消費(fèi)累積效果和重化工發(fā)展的工業(yè)機(jī)構(gòu)，導(dǎo)致空氣污染日益加重，局部地區(qū)出現(xiàn)霧霾鎖城等較嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問題，給人們的生產(chǎn)生活和身體健康帶來不利影響。

在上述背景下，降低燃煤電廠的污染氣體排放，對中國實(shí)現(xiàn)煤炭清潔利用、打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)、保障能源安全具有極其重要意義，已成為國家重大戰(zhàn)略需求。高翔和項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)正是瞄準(zhǔn)這一戰(zhàn)略需求，通過燃煤機(jī)組超低排放技術(shù)，來降低燃煤電廠的污染物排放，推動能源行業(yè)的綠色發(fā)展，也讓人們重新審視煤炭這種人類使用數(shù)千年的能源，發(fā)現(xiàn)其清潔高效的另一面。

20多年積累成就清潔燃燒

數(shù)千年來，人類對煤炭的利用大體上是一個(gè)粗放的過程，燃燒過程中排放了大量的氮氧化物、顆粒物、二氧化硫、汞、三氧化硫等多種污染物，不僅導(dǎo)致區(qū)域灰霾等大氣復(fù)合污染問題，而且也加劇了溫室效應(yīng)，使得全球氣候變暖成為難以遏制的趨勢。對于高翔和項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)來說，研發(fā)煤炭的清潔利用技術(shù)無疑是在挑戰(zhàn)一項(xiàng)世界性難題，同時(shí)，他們還必須面對中國煤炭資源特點(diǎn)所帶來的特殊困難。

高翔表示，中國煤炭資源復(fù)雜多樣性是煤炭清潔利用技術(shù)必須解決的問題。雖然中國煤炭分布范圍比較廣，但是總體質(zhì)量并不高。尤其對于發(fā)電廠等類企業(yè)來說，高灰份煤、高硫煤等劣質(zhì)煤使用量大，造成了燃燒特性和污染物排放特性非常復(fù)雜。這就要求相關(guān)環(huán)保裝置必須符合中國“煤情”。另一方面，燃煤電廠通常面臨負(fù)荷變化頻繁的運(yùn)行環(huán)境，這對清潔利用裝置的運(yùn)行適應(yīng)性和可靠性提出了很高要求。同時(shí)，從成本上來說，煤炭清潔利用技術(shù)和裝備既要高效又要低廉，也就是說必須“質(zhì)優(yōu)價(jià)廉”。

冰凍三尺非一日之寒。高翔和項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)?wèi){借20多年的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)積累，在前輩科學(xué)家多年探索的基礎(chǔ)上，向著世界最前沿領(lǐng)域挺進(jìn)。他們依托能源清潔利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和“2011協(xié)同創(chuàng)新中心”等國家級平臺，在國家和省部級科研項(xiàng)目的持續(xù)支持下，成立了產(chǎn)學(xué)研用團(tuán)隊(duì)，經(jīng)過長期深入的理論和試驗(yàn)研究，發(fā)明了整體協(xié)同優(yōu)化與智能調(diào)控的多污染物高效協(xié)同脫除超低排放系統(tǒng)。該系統(tǒng)攻克了高效率、高適應(yīng)性、高可靠和低成本等關(guān)鍵技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)了污染物超低排放。

對高翔和項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的發(fā)明及創(chuàng)新成果，有關(guān)方面總結(jié)了3點(diǎn)：一是發(fā)明了多污染物高效協(xié)同脫除集成系統(tǒng)，研發(fā)了燃煤機(jī)組超低排放新工藝，實(shí)現(xiàn)了燃煤機(jī)組主要煙氣污染物排放優(yōu)于天然氣發(fā)電排放標(biāo)準(zhǔn)限值要求，引領(lǐng)我國燃煤機(jī)組超低排放工作；二是發(fā)明了多功能脫硝催化劑配方、催化劑制備及催化劑再生改性等系列技術(shù)，解決了燃煤機(jī)組高效脫硝難題；三是發(fā)明了細(xì)顆粒物高效脫除技術(shù)，解決了顆粒物的超低排放難題。簡而言之，高翔和項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的重大貢獻(xiàn)在于創(chuàng)造了一套超低排放系統(tǒng)，燃煤煙氣在短短的幾十秒內(nèi)，就能在其中通過，而二氧化硫、氮氧化物、顆粒物、汞、三氧化硫等多種污染物會被過濾掉，從而實(shí)現(xiàn)超低排放。難能可貴的是，這套排放系統(tǒng)價(jià)格十分低廉，設(shè)備投資和運(yùn)維成本勻攤到每度電上僅增加約1分錢。

造福全國澤被全球

2017年6月10日至9月10日，主題為“未來的能源”的世界博覽會在哈薩克斯坦首都阿斯塔納舉行。在,100多個(gè)國家展館中，中國展館脫穎而出。它以“過去、現(xiàn)在、未來”為主線，全面展示中國在傳統(tǒng)能源轉(zhuǎn)型、新能源開發(fā)、綠色環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展等方面的新理念新成果。而在中國展館中，有一件展品堪稱吸引參觀者紛至沓來、駐足審視的“明星”，它就是高翔及項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)提供支持的“超低排放技術(shù)”展示模型。

“超低排放技術(shù)”展示之所以受到參觀者青睞，就在于其不是停留在理論和概念中，而是已投入實(shí)踐并表現(xiàn)出優(yōu)良的性能指標(biāo)。“超低排放技術(shù)”成果首先在小型燃煤鍋爐上實(shí)現(xiàn)成功應(yīng)用。之后，在浙江省政府支持下，浙江省能源集團(tuán)有限公司在所屬嘉興嘉華電廠在役燃煤機(jī)組上進(jìn)行了超低排放的工程示范。經(jīng)權(quán)威機(jī)構(gòu)檢測，各主要污染物排放指標(biāo)均優(yōu)于燃?xì)廨啓C(jī)組排放標(biāo)準(zhǔn)，是歐盟環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的1/6，在200多米高的煙囪上，幾乎看不到煙色。該電廠因此被國家能源局授予“國家煤電節(jié)能減排示范電站”榮譽(yù)稱號。

“超低排放技術(shù)”得到迅速推廣。截至2017年6月，浙江省能源集團(tuán)有限公司共斥資50億元，完成對46臺燃煤機(jī)組的超低排放改造，超低排放機(jī)組的總?cè)萘窟_(dá)到2600萬千瓦，可實(shí)現(xiàn)二氧化硫減排2.6萬多噸，氮氧化物減排1.3萬多噸，粉塵減排7200余噸。在國家發(fā)改委、能源局、環(huán)保部等多部門合力推進(jìn)下，燃煤電廠超低排放改造工作在全國展開。截至2017年6月，“超低排放技術(shù)”在燃煤機(jī)組和中小型熱電機(jī)組上累計(jì)裝機(jī)容量超過1億千瓦。全國可采用這項(xiàng)技術(shù)的燃煤機(jī)組接近6億千瓦。根據(jù)浙江省能源集團(tuán)有限公司網(wǎng)站上公布的數(shù)據(jù)，燃煤機(jī)組超低排放后，污染物排放濃度與國家排放標(biāo)準(zhǔn)相比，二氧化硫排放降低83%，氮氧化物排放降低50%，顆粒物排放降低67%。

“超低排放技術(shù)”在實(shí)踐中表現(xiàn)出的優(yōu)異性能指標(biāo)使得高翔和項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)被賦予更多責(zé)任。他們牽頭或參與制定了10多項(xiàng)相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，全面提升了燃煤污染治理技術(shù)及裝備水平，推動和支撐了國家燃煤電廠超低排放戰(zhàn)略的實(shí)施。不僅如此，“超低排放技術(shù)”還贏得了國際認(rèn)可，獲得了一批美國、日本等國家的國際專利，而發(fā)表的100多篇學(xué)術(shù)論文也在國際同行中產(chǎn)生強(qiáng)烈反響，為全球解決燃煤污染問題提供了過硬的中國方案。

責(zé)任編輯：lixin

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