任强强：煤基固废流化熔融制合成气（CO+H2）技术研发与工程应用

尊敬的各位领导、各位专家、企业家代表：

非常荣幸有同心县和中光电搭建的这个平台，跟大家汇报一下我们的工作。

今天的主题是光伏为代表的新能源，但我看到我们的题目又有“新质碳索研讨会”，所以我的主题跟碳有关系，主要把我在碳方面的工作跟各位领导汇报一下。

我从以下四个层面进行汇报。

一、研究背景及意义

2020年习大大提出碳达峰、碳中和之后，绿色低碳的发展已是大势所趋。煤炭科技的创新，也是新质生产力的必然要求。可以看到，现在我国整个能源体系、能源安全以及产业链安全上，煤炭占据非常大的份额。最近几年，新能源快速发展，解决了成本等方面的问题，可以看到在国家能源安全方面，可再生能源大幅度接入电网，对煤炭的发电带来了很大的挑战与机遇。

在工业方面，煤炭是工业的粮食，可再生能源也在积极进入，包括可再生能源的制氢，包括绿氢、绿氧跟煤炭的结合。在整个过程中，从国家能源安全和产业链安全来看，煤炭和可再生能源一定会有协同往前发展的过程。

在这个历史机遇期，我们做煤炭研究的人，怎样跟可再生能源接入?怎么发电?将可再生能源接入电网，煤炭作为辅助性、调峰性的能源，让可再生能源接入电网，以及将煤炭提升为绿氢、绿氧，这都是我们现在的课题。目前的煤炭，已经跟传统煤炭的发展不一样了，应用场景相较于之前也发生了很大的变化，所以需要新的技术。

大家都在讲，能源革命、“双碳”革命的本质在于技术的革命。中科院作为国家科研机构，我们专注于做变革性的技术研发。

之所以我今天汇报的题目是煤化工固废，这个其实也是余总钦点的题目，因为宁夏有全国独一无二的宁东基地，这里是总书记视察过的地方，是煤化工的一面旗帜。同时，煤化工过程中产生的煤化工固废的处置问题，就代表全国的水平，代表煤化工未来的引领方向。煤炭作为原料用能，是国家大力发展、大家倡导的方向，所以可以预见，未来的很多年，可再生能源的发展即使非常快，煤炭作为原料的属性，是可再生能源不可替代的。作为国家的战略，一定会大幅发展，意味着煤炭的化工固废会产生得越来越多。在这个过程中，我们针对我国几种煤气化技术中的固废、碳、氢的利用来做文章。

今天各位都是新能源、可再生能源方面的翘楚。作为含碳的煤炭固废，我们同心链的21条产业链就有煤化工，也有固废，这个怎样看待?跟过去是有很大变化的，过去就是能源属性，就是燃烧、发电。中国不是缺电，是缺电的调节能力，还会产生大量的污染物。所以这个能源属性，包括我们团队过去几十年做的能源属性，我们在煤炭行业做了很多的工作。

另外，物质属性。我们希望把它和可再生能源耦合起来，可再生能源要想发展，我们需要的原料、高端的化学品，它缺的是碳，所以我们怎样把这部分含碳的煤化工固废转成一氧化碳联产氢气，怎样做这种新的低碳物质，并跟现有的可再生能源的产业链融合起来?这是我们想做的事情。

今天产业界的朋友比较多，我们中科院也有做一些制氢的研究。不管它是什么样的来源，包括这个过程中的绿氧的利用，关乎制氢成本，关乎制氢规模化、产业化的利用。而它和煤炭的需求(相比)，上午有一位领导说得特别好，没有新的产能、旧的产能，只有需求。需求就是碳基燃料产生的一氧化碳，这种碳原料是国家永远的需求。

在此过程中，我们和可再生能源的结合点是非常好的，不仅可以支撑可再生能源的波动性、随机性、间歇性，同时我们还可以提供国家产业链安全的碳能源，进行炭化工和可再生能源融合的新体系。

二、流化-熔融工艺及技术研发

新体系就要有新技术，煤化工固废就一句话，它是当前最难处置的一种固废，活性比较低。

第二，原料属性。它有不同的原料属性，里面的组分都是碳、氢，包括一些杂质成分，都是资源。怎样把这些组分转化为全量化的应用?是我们需要重点考虑的对象。从构建反应装置、反应条件、反应原理上进行创新。

这个就是我们的思路。传统方式是燃烧，一把火烧掉，产生二氧化碳，进行高碳排放。同时，还会产生一些固废。在这个过程中，我们想将煤炭的煤气固废转成一氧化碳和氢气，将碳中其他有害的组分转成材料，将材料作为光伏的基本材料，整体来说是一个融合的思路。

可能我的报告偏学术一点，所以我就简单汇报一下。

第一个创新点，好烧的东西，不管是农业废弃物、林业废弃物还是煤化工废弃物，好烧的、好利用的，一把火烧掉的，在过去几十年，不管是学术界还是产业界，我们都已经做得很充分了。现在留下来的比较难处理的固废，或者说未来的新能源固废，都是很难处理的，所以我们希望从源头上将它活化成一种非常容易处理的原料，这种原料和以前优质的原料相比有相同的活性，对于下端的成本、可靠性各方面都有大幅度提升。

这个是我们反应器的创新反应装置，跟现有反应装置最大的不同是，我们将其中好烧的反应提出来，带动熔融反应，还不产生一氧化碳。

这个装置是我们中温活化的装置，这个装置我们正好也应用在宁夏，很感谢宁夏给我们的机会。

这里面有单烧嘴、双烧嘴以及四烧嘴，是这样的整体过程。

三、1500吨/年中试技术

这个项目在我们的大同基地，针对含碳的不同来源的固废，包括风电叶片的处置，以及其他有机质的处置，都可以在这个平台上开展。

(PPT图示)这个表，其实我们做了两件事。第一件事，把现在的煤气化灰渣利用起来。各位领导可以看到，这里面产生的一氧化碳和氢气的量，在实验室的中试平台上，处理量可以达到70%以上，不用消耗煤。第二，将燃煤电厂产生的二氧化碳作为反应原料进入这个装置，同样也可以产生一氧化碳和氢气。它的最大特点是将二氧化碳转成了一氧化碳。现在国家讲低碳，讲的是低的二氧化碳，跟煤其实没有太大的关系。只要技术发生了变革、革命，是完全可以做低碳的。各位都是做新能源、做洁净的，给大家带来一个观念：煤炭完全可以做到低碳。

这是首台十万吨/年气化飞灰流化-熔融项目，首先，它不需要其他任何的燃料。其次，它的有效气浓度非常高，在70%以上。其三，它可以结合整个厂区的光伏发电，它整体是一个大的园区的概念，我们做的这个技术可以和现有的煤化工固废处置、光电新能源耦合起来，这是未来的新应用场景，煤和可再生并不互相排斥，而是可以互相共同往前走。

四、总结

煤炭领域也要发展新质生产力，只有创新，只有和我们的新能源结合起来，煤炭才有出路，才能更好地为新能源服务，谢谢各位领导和专家。

本文为速记稿件，未经过嘉宾审核。

责任编辑：周末