一、美國(guó)煤炭利用技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目剖析

美國(guó)是世界上最大的能源生產(chǎn)、消費(fèi)和進(jìn)口大國(guó)，煤炭?jī)?chǔ)量居世界首位，在該國(guó)能源結(jié)構(gòu)中占有重要地位。為解決煤炭利用引起的環(huán)境污染問(wèn)題和保證電力供應(yīng)的可靠性，美國(guó)從20世紀(jì)80年代中期就已經(jīng)開(kāi)始制定相關(guān)戰(zhàn)略規(guī)劃，實(shí)施煤炭高效清潔利用的研究項(xiàng)目，解決了低質(zhì)煤炭提質(zhì)、煤炭氣化液化、混煤燃燒系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、高效燃燒系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、超（超）臨界循環(huán)系統(tǒng)和零排放等研究中許多關(guān)鍵的技術(shù)問(wèn)題。這些項(xiàng)目的成功研究和開(kāi)發(fā)利用，使美國(guó)政府在應(yīng)對(duì)國(guó)際國(guó)內(nèi)能源危機(jī)上發(fā)揮了重要作用。對(duì)美國(guó)煤炭利用科技項(xiàng)目的剖析，有助于了解美國(guó)煤炭科技戰(zhàn)略規(guī)劃和發(fā)展。

結(jié)合美國(guó)能源部對(duì)煤炭利用項(xiàng)目的分類(lèi)，根據(jù)是否屬于潔凈煤技術(shù)研究范圍，把美國(guó)煤炭項(xiàng)目主要分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是非潔凈煤利用項(xiàng)目（簡(jiǎn)稱(chēng)非CCT項(xiàng)目），另一類(lèi)是以研究煤炭清潔利用和污染排放控制為主的潔凈煤技術(shù)項(xiàng)目（簡(jiǎn)稱(chēng)CCT項(xiàng)目），具體分類(lèi)如圖1所示。

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?注：CCPIP-Clean Coal Initiative Projects，潔凈煤先導(dǎo)計(jì)劃

圖1? 美國(guó)煤炭項(xiàng)目分類(lèi)

利用文獻(xiàn)調(diào)研法和歸納總結(jié)法，對(duì)美國(guó)煤炭利用的非CCT項(xiàng)目和CCT項(xiàng)目的數(shù)量、所占比例及開(kāi)始規(guī)劃時(shí)間、經(jīng)費(fèi)等進(jìn)行對(duì)比分析，研究對(duì)象是美國(guó)能源部批準(zhǔn)的煤炭利用項(xiàng)目，得到這兩大類(lèi)項(xiàng)目的特點(diǎn)對(duì)比分析如表1所示。

表1? 非CCT項(xiàng)目和各類(lèi)CCT項(xiàng)目的對(duì)比分析

注：CCT：Clean Coal Technology?????

1.各類(lèi)項(xiàng)目數(shù)量變化情況

20年來(lái)，非CCT項(xiàng)目數(shù)量大幅增長(zhǎng)。1995年以前，美國(guó)非CCT項(xiàng)目共11項(xiàng)；1996～2001年間增加到71項(xiàng)，到2006年以后，增長(zhǎng)到221項(xiàng)，其增長(zhǎng)的絕對(duì)數(shù)量為歷史最高（見(jiàn)圖2）。

?圖2 ?美國(guó)非CCT項(xiàng)目的數(shù)量變化情況

圖3顯示為各類(lèi)CCT項(xiàng)目自啟動(dòng)以來(lái)的數(shù)量變化情況。圖中表明，非CCT計(jì)劃資助項(xiàng)目在前10年數(shù)量有所下降，2000年以后項(xiàng)目數(shù)量有所增加，尤其近5年增加幅度較大；CCT計(jì)劃資助項(xiàng)目在1995年以前有2項(xiàng)，此后在各時(shí)間區(qū)內(nèi)分別有1項(xiàng)，時(shí)間分布較為均勻；CCPIP項(xiàng)目是美國(guó)能源部在2002年才開(kāi)始啟動(dòng)的，因此在這之前項(xiàng)目為零，其在2001-2005年間啟動(dòng)較多，有7項(xiàng)，達(dá)到歷史最高，其后在2006-2010年間有所下降，僅有3項(xiàng)。

圖3 ?美國(guó)各種類(lèi)型的CCT項(xiàng)目數(shù)量變化情況

2.項(xiàng)目分類(lèi)情況計(jì)量分析

對(duì)煤炭利用項(xiàng)目中基礎(chǔ)研究、應(yīng)用基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究、示范項(xiàng)目等不同研究類(lèi)型項(xiàng)目進(jìn)行的分析如表2所示?？傮w來(lái)看，美國(guó)煤炭低碳高效利用技術(shù)項(xiàng)目還主要是以應(yīng)用為主，其中，應(yīng)用基礎(chǔ)研究和應(yīng)用型項(xiàng)目占了很大比例。在非CCT項(xiàng)目中，應(yīng)用類(lèi)研究項(xiàng)目占到了84.4%。

表2? 非CCT項(xiàng)目和CCT項(xiàng)目中不同研究類(lèi)型項(xiàng)目的組成情況

3.項(xiàng)目資金投入情況分析

按照投入經(jīng)費(fèi)的多少，項(xiàng)目可分為1000萬(wàn)美元及以上經(jīng)費(fèi)、100萬(wàn)美元經(jīng)費(fèi)、10萬(wàn)美元經(jīng)費(fèi)及10萬(wàn)以下經(jīng)費(fèi)投入等四種類(lèi)型，圖4顯示了美國(guó)煤炭利用項(xiàng)目的經(jīng)費(fèi)投入情況。

圖4 ?美國(guó)煤炭利用項(xiàng)目資金投入情況

從各類(lèi)資金投入項(xiàng)目數(shù)量來(lái)看，由于非CCT項(xiàng)目的數(shù)量龐大，因此在各類(lèi)資金投入項(xiàng)目數(shù)量上也占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。從所占比例上看，10萬(wàn)級(jí)經(jīng)費(fèi)中，非CCT項(xiàng)目和非CCT計(jì)劃資助項(xiàng)目數(shù)量最多，分別占同類(lèi)項(xiàng)目的45.4%和41.7%，而在CCPIP和CCT計(jì)劃資助項(xiàng)目中1000萬(wàn)級(jí)以上項(xiàng)目數(shù)量占比最大，均達(dá)到同類(lèi)項(xiàng)目的80%，這表明CCPIP和CCT計(jì)劃資助的項(xiàng)目主要針對(duì)金額較大的潔凈煤技術(shù)重點(diǎn)項(xiàng)目。

4.項(xiàng)目主要承擔(dān)機(jī)構(gòu)分布情況

項(xiàng)目承擔(dān)機(jī)構(gòu)可分為大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)（設(shè)有研發(fā)機(jī)構(gòu)的企業(yè)）。通過(guò)對(duì)項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)達(dá)到10萬(wàn)美元以上的美國(guó)煤炭利用項(xiàng)目的承擔(dān)單位分布情況進(jìn)行檢索分析，檢索到項(xiàng)目總數(shù)為400項(xiàng)，其中有144項(xiàng)由大學(xué)所承擔(dān)，92項(xiàng)由研究機(jī)構(gòu)承擔(dān)，164項(xiàng)由企業(yè)承擔(dān)，具體如表3所示。在承擔(dān)千萬(wàn)美元級(jí)以上項(xiàng)目中，企業(yè)承擔(dān)項(xiàng)目的數(shù)量最多，占比達(dá)到73.1%，這類(lèi)項(xiàng)目主要以集研究、試驗(yàn)、示范工程于一體的綜合示范項(xiàng)目和應(yīng)用研究項(xiàng)目為主。相反，在10萬(wàn)美元級(jí)項(xiàng)目中，以大學(xué)承擔(dān)的項(xiàng)目數(shù)量最多，達(dá)到93項(xiàng)，占比為46%。

表3 美國(guó)項(xiàng)目承擔(dān)機(jī)構(gòu)在不同項(xiàng)目中的分布情況

5.項(xiàng)目關(guān)鍵研究方向分布

美國(guó)煤炭項(xiàng)目主要集中在煤炭提質(zhì)、循環(huán)流化床燃燒、煤炭液化氣化、IGCC研發(fā)和示范、碳捕獲與封存等方面，這些重點(diǎn)技術(shù)項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)情況如表4所示。美國(guó)在碳捕獲與封存方面的項(xiàng)目最多，達(dá)到79項(xiàng)，其次為汞、氮氧化物、二氧化硫等多種污染物生成和脫除方面的研究項(xiàng)目，有58項(xiàng)。在非CCT計(jì)劃資助項(xiàng)目中，汞、氮氧化物、二氧化硫等污染物生成和脫除方面的項(xiàng)目最多有13項(xiàng)；在CCT計(jì)劃資助項(xiàng)目和CCPIP項(xiàng)目中，從前面分析中可知在這兩類(lèi)項(xiàng)目中千萬(wàn)級(jí)以上項(xiàng)目達(dá)到80%，因而它們項(xiàng)目數(shù)量雖少，但經(jīng)費(fèi)投入較高，具體集中在碳捕獲與封存、煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)研究、低質(zhì)煤炭提質(zhì)研究、煤炭制油制氣、燃煤污染排放控制研究方面。這表明美國(guó)非常重視煤炭高效清潔利用技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，以及對(duì)石油替代產(chǎn)品的研究、開(kāi)發(fā)和利用。?

表4 ?美國(guó)煤炭利用項(xiàng)目主要研究方向的分布情況

從以上對(duì)美國(guó)煤炭低碳清潔利用項(xiàng)目的分析，可見(jiàn)美國(guó)是較早重視煤炭清潔技術(shù)研究開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的國(guó)家。總的來(lái)看，其研究已經(jīng)從最早的煤炭高效燃燒利用、污染物排放、碳捕獲等單一計(jì)劃，逐步發(fā)展到燃煤系統(tǒng)最初設(shè)計(jì)、高效燃燒、多種污染物排放控制、碳捕獲與封存及其評(píng)價(jià)等方面為一體的系統(tǒng)、綜合的研究和開(kāi)發(fā)上。從項(xiàng)目數(shù)量上看，自1988年至今，美國(guó)煤炭利用項(xiàng)目的數(shù)量有較大幅度增加，表現(xiàn)出美國(guó)對(duì)煤炭開(kāi)發(fā)和利用技術(shù)越來(lái)越重視，尤其重視IGCC、低質(zhì)煤炭提質(zhì)、煤炭制油制氣、燃煤污染排放控制等煤炭高效清潔利用技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)。在項(xiàng)目性質(zhì)分布上，最為重視應(yīng)用研究和示范項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)。在項(xiàng)目承擔(dān)機(jī)構(gòu)上，美國(guó)較重視具有自主研發(fā)機(jī)構(gòu)的大型能源企業(yè)的參與和加盟重大項(xiàng)目的研發(fā)和示范。（未完待續(xù)）

（國(guó)家能源局能源節(jié)約和科技裝備司）?