摘 要：IGCC发电技术具有明显高效、节能和环保效果，是制氢以及CO2捕集封存最佳途径，是具有发展潜力和发展前景的洁净煤火力发电新技术。文章中综述了我国能源结构、电力发展状况以及目前的环境问题，论述了我国发展IGCC的必要性、发展状况、发展障碍和应注意问题，说明我国应该加速发展IGCC发电技术。

关键词：IGCC；环保；节能；CO2捕集及封存

中图分类号： X324 文献标识码：A

1　概述（IGCC简介）

整体煤气化联合循环发电（Integrated　Gasification　Combined　Cycle，简称IGCC）是当今国际上最引人注目的新型、高效的洁净煤发电技术之一，是煤气化多联产领域中的重要部分，它采用煤或者生物质等作为燃料，通过气化炉将煤转化为粗煤气，粗煤气经过除尘、脱硫等净化工艺成为洁净的煤气，供给燃气轮机做功发电，燃机排气给余热锅炉，产生的蒸汽去汽轮机做功发电，从而实现联合循环发电。IGCC是煤气化技术，空分技术，煤气净化技术、高性能先进的燃气轮机－蒸汽轮机技术以及系统整体化技术等多种高新技术的集成体。

IGCC具有高效、低污染、耗水少等优点，而且为未来的煤制氢以及CO2的捕集和封存技术提供可能，它的发展符合中国能源的特点，符合中国电力的发展趋势，符合中国建设节约型社会和可持续发展的要求，IGCC发展势在必行。

2　严峻的能源和环境形势迫使我国寻找清洁煤利用技术途径

2.1　我国的能源结构和电力发展需求

我国的能源结构是贫油、少气、富煤，煤炭占一次能源总消费量的75%以上。中国石油可采储量约为50亿吨，天然气可采储量为2万亿立方米，煤炭可开采储量为7650亿吨。如果统一换算成标准煤，中国百年内可采用的资源总量约2万亿吨标煤。其中煤炭为15000亿吨标煤，占75％；其他化石能源为1000亿吨标煤，占5％；可再生能源为4000亿吨标煤，占20％。由表1可以清晰看出我国三种能源的采储量和可采用的年限。

随着我国经济得发展，电力的消耗以难以置信的速度增长。在1995年，总的发电容量是217GW。5年之后，2000年，总发电容量达到了319GW。到2004年，达到了441GW。在接下来的2年来，总的发电容量分别是517和622GW，到2007年，供需基本上达到了平衡，有些地区也许还过剩。我国能源不像美国，没有大量的天然气和石油资源，主要的资源还是煤炭。煤资源丰富且相对比较廉价，占总开采化石能源的92.6％。所以煤炭仍然是发电的主要能源，这是不争的事实，但是由于燃煤引起的环境问题给我国带来了很大的压力。

2.2　我国的环境问题

煤的开发和应用已经引起了严重的环境和生态问题。据统计，我国大气污染中90％的SO2、71％的CO、82.5的CO2和NOx是由燃煤造成的。2007年2月，联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）公布了第四份气候变化评估报告第一部分内容《气候变化2007：物理科学基础》，指出从现在开始到2100年，全球平均气温升高幅度可能是1．8摄氏度至4摄氏度，海平面升高幅度是18厘米至59厘米，而造成这一趋势的原因有90％可能是人类活动排放的二氧化碳、甲烷以及氮氧化物所致；二氧化碳的增加主要是人类使用化石燃料所致，而甲烷和氮氧化物的增加主要是人类的农业生产活动所致。

3　我国发展IGCC的必要性

能源和环境的严峻现实使我们不得不认真的考虑煤电的可持续发展问题，这是关系到我国建设资源节约型和环境友好型社会的一个重要问题。我国将长期依赖煤这种能源发电，所以煤的清洁应用是可持续发展的能源系统时非常重要的。要缓解电力与资源、环境的矛盾，除现有火电机组降低污染物排放和提高循环效率、新增发电机组采用大容量和高参数洁净煤技术之外，另一方面就是积极研究开发更加高效、更洁净的煤制氢和氢能发电技术及二氧化碳埋存技术，以达到更高的发电效率，并且实现包括二氧化碳在内的各种污染物的近零排放。

IGCC是目前最有前途的发电和燃料制备技术，不仅满足电力发展的需求，还有满足环境和气候的要求。IGCC将中国的主要动力资源－燃煤与高效环保的燃机技术通过煤的气化和清洁工艺有机的结合在一起，在发电效率和环保等方面具有无可争议的优势。

IGCC电站还可以通过水气变换反应实现制氢和CO2。IGCC的不可避免的成为实现燃煤发电和其他用途的洁净煤技术的最佳选择。另外，目前制氢技术越来越引起人们的重视，而关键技术就是煤气化为基础的IGCC技术[25]。所以我国更应该大力发展IGCC发电技术。

4　我国IGCC发展状况

我国是一个以煤为主的能源生产和消费大国，在发展煤电技术过程中，已经基本解决了传统的粉尘、SOx和NOx污染排放问题，在研究开发以CO2减排为目的的未来发电技术和工业示范，主要集中在如下3个方面：

4.1IGCC发电技术：研究开发煤基气化技术、低污染合成气燃机技术、IGCC系统优化集成、电站设计技术以及辅机设计技术，集成后建立典型的IGCC示范系统。由于经济发展等原因，在我国已经建立的IGCC示范电站有：环渤海区域——天津，250MW级、干煤粉气化技术、E型燃机；长三角地区——杭州，半山电站200　MW级、水煤浆气化技术；珠三角地区——东莞，粉煤加压密相输运床气化技术。

4.2IGCC发电与多联产技术：2003年，在兖矿开工建立一座煤气化发电与甲醇联产示范项目：激冷水煤浆气化炉、年产24万吨甲醇、6B燃机；山东兖矿集团正在榆林建立百万吨/年煤间接液化制油示范工程，配有4台低温费托合成反应器，40MW级燃机，4×25万吨/年甲醇；山西潞安矿业集团正在潞安建立16万吨/年油电联产示范工程，配有单台费托合成反应器，40MW级燃机，1×16万吨/年甲醇。

4.3未来发电技术预研究：根据我国的能源实际情况和研究基础参与国际合作，对未来发电的主流技术进行研究，主要有：（1）研究开发单元技术：氢燃机、煤基CO2分离、纯氧燃烧和烟气CO2捕集等若干个单元技术；（2）研究开发系统技术：煤基气化CO2分离的系统技术、燃煤电站CO2分离系统技术以及CO2利用和封存系统技术；建立试验系统研发平台和系统集成研究：研发平台：氢燃机、煤基气化CO2脱除、纯氧燃烧试验系统；建立常规燃煤电站CO2捕集、CO2驱油系统的半工业试验装置和煤基气化的氢燃料电池发电系统。

5　我国发展IGCC的主要障碍和应该注意的问题

目前制约IGCC走向商业化的重要因素是比投资和发电成本较高，也就是IGCC发电厂的初始造价偏高。美国的第一个IGCC电站是$3，000/kW的成本在上世纪80年代中期建成的，其发电效率同常规燃煤电站相当。在90年代中期到末期的6个IGCC电站的成本资金将在$1，500～$2，000之间，而发电效率将增长到40％。在未来的发电成本上将有更大降低，甚至可以达到$1，500/kw，而发电效率可以增长到50％以上。在中国目前的状况下，IGCC的资金投资成本是$1，338/kW，几乎是常规燃煤电站的2倍，所以限制了IGCC在中国的发展。在2010年以后，IGCC的建设成本将降低到少于$1100/kW。IGCC成本可以通过改进设备、优化系统、提高性能、增大装机容量、争取批量生产等方式来突破这个经济问题。美国能源部能源研究中心（METC）对IGCC价格的预测见表2：

中国IGCC发展缓慢的原因不仅仅是资金问题，而且缺少IGCC的长期运行经验，建设周期长，关键技术的掌握问题。这需要特殊的政策和有效的市场刺激，需要环境政策和标准进一步的加强，需要产、学、研的有效结合和分工，需要有效的政府支持和监督。

结语

我国发展IGCC应该从我国整体能源、环境的大视角下出发，研究IGCC在整个能源系统中的位置，安排近期、中期、长期的战略，加强国际合作，有国家和政府特殊政策的支持，把出发点和立足点放在培植我国自主创新能力上，集中全国优势力量，掌握有关关键技术，培植我国自己的IGCC多联产的设计、系统集成、制造、运行的工业体系。

参考文献

[1]　姜子明，杜宇.　IGCC技术应用的探讨[J].内蒙古煤炭经济，2012.

[2]　林汝谋，王应时.IGCC技术在中国的发展前景──基于中美专家报告的综评　[J].燃气轮机技术，1997.