清洁煤技术助加拿大电厂节能减排效益显著

电力18讯：    
　  燃煤技术依然在向前发展。“清洁煤”概念经常被提及，概念释义之一是指清洁利用煤炭的方法。

主要清洁煤技术

　　超临界压力煤粉燃烧技术：加拿大的Genesee3号机组以煤炭为燃料发电，在2005年3月1日正式开始商业运营，具有较好的代表性。G3是加拿大第一个使用超临界压力煤粉燃烧技术的电厂。几乎所有电厂都用煤粉燃烧技术，即在燃烧之前把煤转化成煤粉，以便燃烧得更完全。G3不同于那些机组，将水加热到临界温度然后给蒸汽锅炉以压力，这提高了电厂的效率，与传统燃煤电厂相比燃料消耗率（以及温室气体排放量）减少了18%。G3机组配备了污染控制设备，运营商也承诺购买碳补偿，以减少温室气体的排放水平，达到联合循环天然气发电设施水平。G3是加拿大第一个超临界燃煤机组，该技术对现有电厂来说十分先进，并在美国、欧洲和亚洲得到了应用。因此，超临界燃煤电厂对新电厂来说是一个低风险的选择。硫化床技术：PA是加拿大唯一的商业硫化床电厂。该技术在燃烧煤粉时混合了石灰石以吸收硫，同时降低燃烧温度减少氮氧化物的形成。然而，低温也降低了整体效率，因此与同样电量产出的超临界燃煤电厂相比，硫化床电厂消耗较多的燃料，并产生更多的二氧化碳。

　　整体煤气化联合循环发电技术：还有一种先进的燃煤发电技术叫整体煤气化联合循环发电技术。IGCC电厂使用气化炉把煤转化成合成气，即一氧化碳和氢气的混合物，然后燃烧驱动燃气轮机。IGCC的优势不仅仅是提高了电力生产效率，还在燃烧之前从燃料中去除了硫和重金属等有害物质。高效率的结果是低的燃料消耗及温室气体排放。

　　现在少数的IGCC试点电厂已经在其他国家建成，气化煤的基本技术以及联合循环电厂已经分别被证实，二者结合仍是新技术，增加了建设成本的不确定性和对可靠性的关注。目前，平准化发电机组的成本预计将高于超临界燃煤技术15%~20%。如果足够的经验不断地积累，IGCC有潜力成为燃煤发电的首选技术。

　　碳捕捉与封存技术：即使技术有了改进，温室气体排放依然是燃煤发电的关键，所以碳捕捉与封存技术（CCS）将扮演重要角色。现在有若干潜在的碳捕捉与封存技术，包括在燃烧后从废气中洗涤二氧化碳，或者在发电前从燃料中分离二氧化碳。前者效率较低，但是如果二氧化碳洗涤器遇到技术问题，电厂可以正常运营；后者即燃烧前洗涤通常涉及到在一个IGCC电厂中把二氧化碳捕获和气化技术结合起来。这种方法更为有效却把电厂运作和碳捕捉设备捆绑在一起，使电厂丧失了独立运作的能力。
一旦二氧化碳已收集，便通过管道运送到储存区。即一些特殊的地质结构中。

　　如在开采的或已经枯竭的石油、天然气储藏区，或者深部盐碱咸水层。在加拿大多数省份均有合适的二氧化碳储存区，其中埃尔伯塔是碳封存的绝佳候选省。

　　潜在技术的发展，大大减少了燃煤发电对环境造成的影响。这些技术能否帮助燃煤发电比核电、天然气发电等拥有成本优势，则仍有待观察。

各省煤电发展趋势
　　基于相关的能源报告，燃煤电厂的装机容量可能从目前的大于16000兆瓦稳定地下降，在2030年达到10000兆瓦。由于安大略省要逐步淘汰煤炭，传统煤电将减少，同时IGCC技术将在阿尔伯塔和萨斯卡特彻温省得到相对广泛的应用。除了安大略省以外，燃煤发电在别的省区依然扮演重要角色。

　　目前，领导加拿大新燃煤发电发展的是埃尔伯塔省。埃尔伯塔省的Keephills3电厂于2011年9月正式运营，其装机容量为450兆瓦，使用与G3一样的超临界压力煤粉燃烧技术。同时，安大略省还计划增加现存燃煤电厂的机组容量。2007年10月12日联邦政府和埃尔伯塔省政府承诺与EPCOR公用事业公司、加拿大清洁电力联盟（CCPC）成为合作伙伴，投资3300万美元调研相关工程，如果成功，一座500兆瓦的IGCC电厂将于2015年运营。

　　萨斯喀彻温省已经研究了运用富阳燃烧过程技术的300兆瓦清洁煤电厂可行性，该技术可捕获电厂排放的90%二氧化碳，但是成本的不确定性、需求高于预期的快速增长导致该省最终选择天然气发电厂代替燃煤电厂。但是在萨斯喀彻温省宣布翻新改造BoundaryDam3电厂3号机组，为其装配碳捕捉与封存设备时，之前的清洁煤电厂工程重新被提上日程，并最早于在2015年投产100兆瓦。

　　由于日益增加的环保压力，安大略省计划在2015年前退役6000兆瓦的燃煤机组。

　　安大略省电力局已经制定了煤炭替代方案，包括综合电力系统计划。埃尔伯塔省也计划在未来十几年内退役2500兆瓦的老旧燃煤机组，NEB计划用类似IGCC机组以及油砂的热电联产代替退役机组。如果建议的核电厂可以在埃尔伯塔省建设，这将极大地减少燃煤电厂的使用，然而油砂的发展放缓却为燃煤发电提供了更多的机会。

　　在未来20年里，清洁煤技术也有望在新不伦瑞克省、新斯科舍省发挥显著作用。