目前,富氧燃烧技术在不少国家已经进入工程示范建设前期阶段,仅在2008~2010年期间,全世界就有8座示范装置投入运行。 富氧燃烧在中国 国外的一些大公司已经将目光瞄准了中国这个全球最具潜力的巨大市场。美国空气化工产品公司(Air Products)将入主中国煤炭大省山西,将其富氧燃烧二氧化碳提纯技术应用在山西国际能源集团将建造的装机容量为350兆瓦富氧燃烧发电示范项目中,并对该电厂进行可行性研究与参考设计。 据报道,该示范项目将在山西国际能源集团太原电厂中开展,预计将捕集到的二氧化碳提纯后用作他用或直接封存。美国能源部与中国国家能源局曾将该项目纳入“中美化石能源协议附录二:清洁能源”中,该协议旨在促进两国的科学与技术合作。 美国Air Products公司代表了全球富氧燃烧技术的领先水平。该公司能源产业部的副主席David J·Taylor毫不掩饰他们对中国市场的勃勃雄心:“我们已经在小型的试验当中成功证明富氧燃烧技术能够提纯捕集到的二氧化碳。虽然这次的项目十分大,将该技术应用在装机容量达到世界级水平的电厂中也是合情合理的。”Taylor还追加了条款,规定Air Products将给山西国际能源提供关于制氧与二氧化碳提纯设备研究与设计的详细内容,并将两套设备建成世界级水平。 面对来势汹汹的国外同行,“我们的压力很大。但好在这次转型中,我们并没有掉队。”郑楚光说。 在富氧燃烧领域中,郑楚光团队的研究从上世纪90年代就已开始。不夸张地说,他们坐了十几年的冷板凳。随着中国经济转型与节能减排压力的累积,这项技术的重要性才逐渐得以彰显。 1995年,郑楚光教授在国内率先开展了富氧燃烧技术的基础研究。2007年建成了国内首套300千瓦富氧燃烧及污染物联合脱除综合实验系统,并主持了国内该方向的“973”、“863”以及国家自然科学基金重点课题。目前这个团队正依托国家能源煤炭清洁低碳发电技术研发(实验)中心和武汉新能源研究院,即将建设完成国内首套具有工业示范意义的3兆瓦富氧燃烧全流程实验系统。 “这套3兆瓦系统可以实现从空分—氧燃烧—烟气净化—压缩纯化的全系统耦合验证,具有每年万吨级的二氧化碳捕捉能力。”郑楚光说。 今年5月,我国启动了“35MWth富氧燃烧碳捕获关键技术、装备研发及工程示范”国家科技支撑计划项目。该项目由郑楚光领导的团队牵头,多个产业部门参与。项目完成后将建成我国第一套10万吨/年二氧化碳捕捉的富氧燃烧锅炉系统,将成为自主研发富氧燃烧关键技术、装备以及大型化的基地。 在郑楚光团队的路线图中,2014年前,我国将完成10万吨/年级工业规模CCS示范,实现富氧燃烧与CCUS结合,使空分—压缩—发电系统优化;2020年前,将可望进入百万吨级的大型示范运营中。 “CCS的富氧燃烧技术与EOR和EGR相结合,可望成为一条符合中国国情的规模碳减排和资源化利用的有效途径。目前工程示范的理论和技术条件已经成熟。建议国家从战略层面,更加关注和重视燃煤的规模减排与资源化利用技术的开发,尽快组织实施工业规模的示范系统。推动我国的二氧化碳减排事业和低碳经济的发展。”郑楚光说。