中國儲能網(wǎng)訊：倪維斗清華大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師，中國工程院院士。長期從事熱力渦輪機系統(tǒng)和熱動力系統(tǒng)動態(tài)學(xué)方面的研究。曾獲國家教委、電力部科技進步一、二等獎，國家科技進步二等獎，國家級優(yōu)秀教學(xué)成果二等獎。近十年來，倪維斗院士致力于研究我國能源的可持續(xù)發(fā)展和節(jié)能問題，承擔若干個國家級能源戰(zhàn)略研究課題。他提出了以煤氣化為核心的多聯(lián)產(chǎn)戰(zhàn)略是解決未來經(jīng)濟、環(huán)境和能源可持續(xù)發(fā)展的必然出路的觀點，并在國內(nèi)外大力倡導(dǎo)多聯(lián)產(chǎn)戰(zhàn)略的研究和實施，以及醇醚替代燃料在國內(nèi)的應(yīng)用研究。
“低碳經(jīng)濟的道路最后必須落實到煤的清潔利用上”
中國電力報：您認為我國 “能源變革”應(yīng)該包括哪些內(nèi)涵？
倪維斗：需要做好4件事。第一，煤炭多聯(lián)產(chǎn)現(xiàn)代化協(xié)同利用。煤炭今后仍是我國能源的主力，應(yīng)一次通過方式實現(xiàn)電力、液體燃料、化工產(chǎn)品、供熱、合成氣等聯(lián)產(chǎn)，以綜合解決能源總量需求、液體燃料短缺和燃煤污染等有關(guān)問題。在技術(shù)上使其具有良好繼承性和可行性，以及經(jīng)濟效益與環(huán)境效益，這對中國乃至世界都有非常重要的戰(zhàn)略意義。第二，嚴控能源生產(chǎn)和消費總量勢在必行?？偭靠刂撇粫恋K社會發(fā)展，反倒能真正培植和拉動內(nèi)需。政府應(yīng)當嚴格下達總能耗指標，只有這樣才會加速自主科技創(chuàng)新、掌握關(guān)鍵技術(shù)和加強國際競爭力，建立節(jié)約型的、生態(tài)文明的社會。第三，合理發(fā)展與應(yīng)用可再生能源。只考慮可再生能源大基地、大容量、集中輸出的方針似有偏頗，而應(yīng)根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟約束條件，把就地消納、分散使用作為我國風(fēng)電的發(fā)展和使用方向。比較而言，農(nóng)村更適宜發(fā)展可再生能源，希望國家給予補貼政策貫徹效率原則。政策實施要依靠競爭和比較機制。電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)得收入需予以保障?？稍偕茉吹睦靡欢ㄒ紤]和其它能源協(xié)同，例如風(fēng)電和網(wǎng)電、風(fēng)電和煤化工等。第四，對天然氣要更加大力的開發(fā)與應(yīng)用。人們往往把天然氣單純作為一種低碳、低污染燃料，直接用 于供暖、蒸汽系統(tǒng)發(fā)電，而忽視了其具有更大能值或稱之為更大潛力溫度燃料的特點，即無需通過金屬管道換熱，可直接把工質(zhì)加熱到1700℃或更高，可提供更高效率的熱功轉(zhuǎn)換。
中國電力報：您很強調(diào)煤炭的清潔高效利用。
倪維斗：社會節(jié)能、總量控制、發(fā)展可再生能源都是實現(xiàn)低碳經(jīng)濟的道路，但最后必須落實到煤的清潔利用上。煤的清潔利用也屬于清潔能源。煤炭現(xiàn)在是、將來（直到2050年或更晚）依然是我國能源的主力。這是中國能源稟賦國情決定的。
最近幾年，我國依靠提高燃煤發(fā)電效率每年都能減排二氧化碳幾千萬噸。經(jīng)過科學(xué)研究把溫度和壓力再提高，優(yōu)化運行，中國的燃煤發(fā)電率還有潛力可挖，所以，低碳經(jīng)濟必須落實到煤的清潔利用上。
中國電力報：不過如果中國發(fā)生和美國一樣的頁巖氣革命的話，那又是一番景象。
倪維斗：要看你到底產(chǎn)生多少頁巖氣。中石化、中石油、中海油都在做，但是目前來看，還有距離，美國也不是一年兩年來做成的，是多年來做成的。我們頁巖氣的儲量和美國相當，但是地質(zhì)復(fù)層的條件要比美國復(fù)雜，要更深一點，地塊更破裂一點，不像美國的連塊。短期內(nèi)，五六年以內(nèi)，我國不太可能發(fā)生頁巖氣革命。
“創(chuàng)新須像‘外三’一樣一點一滴地摳”
中國電力報：有人說燃煤的效率和排放水平也能做到和天然氣一樣。
倪維斗：比如說上海的外高橋第三發(fā)電廠，它的排放和天然氣的標準一樣。
中國電力報：我們已經(jīng)不止聽到一個專家在提外三。外三是怎么做到的？倪維斗：這個就是系統(tǒng)觀念了，無論是鍋爐還是汽機還是輔機，每一地方每一點都把它摳出來，這是個系統(tǒng)性的工作。
它的排放也是這樣，脫硫效率比較高，氧化氮的排放也很低。氧化氮的排放是每立方米27毫克。
中國電力報：它是低氮燃燒還是燒完了之后除氮了？倪維斗：低氮燃燒肯定也要的，但最主要的還是脫硝裝置。脫硝裝置的催化劑很容易老化，他們的辦法是使催化劑不老化，它有這種辦法。
中國電力報：什么辦法？倪維斗：催化劑老化主要是尾氣溫度太低，那就抽一部分蒸汽來加熱尾氣，使經(jīng)過脫硝裝置的溫度提高，它就不老化。
中國電力報：這里會損失一點效率。
倪維斗：去年環(huán)保部規(guī)定電廠脫硝的標準是100毫克/立方米，那時候，整個行業(yè)里頭一般是兩三百毫克，整個行業(yè)都在喊太嚴了。但是現(xiàn)在外三做到了，它不是100毫克/立方米，而是27毫克/立方米，如果需要，還可以再低一點。
中國電力報：它還有其他的創(chuàng)新吧？倪維斗：譬如啟動程序中有許多鍋爐干燒的現(xiàn)象，很多氧化皮沖到汽輪機里頭去，把葉片打成麻麻點點，降低了效率。它 就用了一種辦法，先用另外的東西先循環(huán)，避免干燒，這樣整個效率就比較高。又譬如說電廠用電，引風(fēng)機、送風(fēng)機、水泵等等廠用電一般是占到整個發(fā)電量的5%左右。那么外三呢，它抽一股氣來帶動小汽輪機，而小汽輪機的轉(zhuǎn)速能和電廠負荷相應(yīng)變頻，就提高了效率。
中國電力報：這些創(chuàng)新，這個廠，是怎么會主動去做的？做這些事情很繁雜，需要投入、精力和時間，企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)人他怎么會有動力去做這些？倪維斗：外三的總經(jīng)理馮偉忠是從學(xué)徒出身，但是對電廠的管理非常用心。一點點地在摳。
中國電力報：這么好的一些做法能不能把電廠的設(shè)計規(guī)范就改了呢？倪維斗：最近我一直在做外三經(jīng)驗的推廣。兩年多以前我曾經(jīng)和幾大電力集團的領(lǐng)導(dǎo)談過這個事。那些企業(yè)總的來說不是太起勁，不是特別在心。他們有自己的一套設(shè)備，有自己的一套技術(shù)，有自己的想法。同時呢，現(xiàn)在電力設(shè)計院都是按照規(guī)范來做，他們覺得外三的一些做法不太合乎規(guī)范。
中國電力報：擔心會有隱患嗎？倪維斗：會有其他的什么因素之類的?？偟膩碚f，兩年以前這個事情推不動，大家都懷疑、觀望。后來我們和華潤的總經(jīng)理交流，他很積極。簽訂了很大的協(xié)議，要馮偉忠?guī)退脑祀姀S，現(xiàn)在正在執(zhí)行。
后來我又找了神華，它也有好幾千萬裝機，積極性也很高。最近，大唐也開了專門的研討會，董事長也都出面。
“不在煤的清潔利用上做文章，其他一切只能是空談”
中國電力報：您多次強調(diào)的“能源協(xié)同利用”指的是什么？倪維斗：協(xié)同的指導(dǎo)思想是：把合適的能源放在合適的地方，在合適的系統(tǒng)中與其他能源有合適的協(xié)同，發(fā)揮合適的作用（即5個“合適”）。協(xié)同將開啟新的思路，在能源系統(tǒng)中開辟基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和工業(yè)示范的廣闊創(chuàng)新空間。
建立可持續(xù)能源系統(tǒng)———各種能源協(xié)同的IDDD+N原則，轉(zhuǎn)換整合化 （I-integration）、需求精細化 （D-differentiation）、供給多樣化 （D-diversification）、布局分布化 （D-decentralization）、調(diào)度、控制、管理智能網(wǎng)絡(luò)化（N-network），這幾點可以簡稱為“IDDD+N”。
由于能源多元化，轉(zhuǎn)換多元化，終端需求供應(yīng)一體化，尤其是氣候變化的嚴重性，能源技術(shù)（EnergyTechnology，ET）將有一個很大的變化，時間尺度在30～50年左右。
且各國都不會一樣，中國更有其特殊性，因為無先例可循。除了能源技術(shù)進步外，信息技術(shù)（InformationTechnology，IT）的深度介入必不可少，因為能源系統(tǒng)是一個龐大的系統(tǒng)工程。ET和IT的融合是必然趨勢。
中國電力報：如何實現(xiàn)從煤化工開始，逐步過渡到您經(jīng)常提到的 “IGCC+多聯(lián)產(chǎn)+CCUS”（CarbonCaptureUtilizationandStorage）？
倪維斗：中國碳減排應(yīng)從煤化工開始，向“IGCC+多聯(lián)產(chǎn)+CCUS”逐步過渡。
如果煤直接燃燒，因為煙氣中二氧化碳濃度低 （濃度約為13%~14%，其余70%~80%都是氮氣）、壓力低、流量大，需處理的煙氣收集起來很困難，而且以目前技術(shù)，要將發(fā)電廠煙囪里的二氧化碳分離出來，處理后埋入地下，整個燃煤發(fā)電效率會降低11個百分點。
實施“IGCC+多聯(lián)產(chǎn)”能源戰(zhàn)略刻不容緩。盡管目前IGCC發(fā)電電價成本較高，但是考慮到將來對污染物二氧化硫、氮氧化物、顆粒物、汞的控制要求，以及下 一步要進行二氧化碳的捕集、利用和埋存，目前可行的是可以通過多聯(lián)產(chǎn)化工產(chǎn)品來降低成本?！癐GCC+多聯(lián)產(chǎn)+CCUS（CO2的捕集、利用和埋存）”是中國二氧化碳減排的戰(zhàn)略方向。
但是，考慮到未來的清潔煤發(fā)電，“IGCC+多聯(lián)產(chǎn)”應(yīng)盡快地示范，逐步走向大規(guī)模發(fā)展，按二氧化碳減排需要，逐步過渡到“IGCC+多聯(lián)產(chǎn)+CCUS”。在這方面需要深入研究和小規(guī)模示范，大規(guī)模的商業(yè)實施還需要觀察一段時期。
中國電力報：未來，中國的低碳發(fā)展之路應(yīng)該如何走，您有哪些建議？
倪維斗：中國工業(yè)化正處于重工業(yè)化“爬坡”階段，也是碳排放的上升期。面臨國際上對我國排放峰值出現(xiàn)時間和絕對值的要求，未來我國在碳減排上仍將處于被動狀態(tài)。實現(xiàn)我國經(jīng)濟社會低碳發(fā)展，能源的科學(xué)有序使用是前提，而能源的核心問題是煤。
中國應(yīng)當按照國情，從現(xiàn)在開始考慮分階段逐步推進減排二氧化碳的問題，我國二氧化碳的利用和埋存按從易到難，大致可以分為3個階段：第一階段先處理從天然氣井中分離出的二氧化碳并加以利用。第二階段是從我國已經(jīng)大量發(fā)展的煤化工（甲醇、二甲醚、MTO、MTP、直接煤變油、間接煤變油等）過程中排放的二氧化碳加以收集和利用。我國的二氧化碳減排從煤化工做起，國家應(yīng)予以政策支持，如碳稅、補貼等，在此過程中，對二氧化碳的處理（化學(xué)、物理方面的應(yīng)用）和輸運、埋存等積累經(jīng)驗。第三階段是從電廠煙氣中捕捉，這是很困難的，需要耗費大量的能源和投資。減排二氧化碳需要從易到難，積累經(jīng)驗，逐步推進，而不是一蹴而就。
總而言之，在未來二三十年內(nèi)化石能源作為我國主要能源的地位不可撼動，其中煤是主導(dǎo)，所以未來一段時間內(nèi)煤的低碳利用就是低碳能源的核心問題，如果不在煤的清潔利用上做文章，其他一切只能是空談，低碳只是一句口號。
