澳大利亚清洁煤利用发展与我国劣质煤清洁利用研究

三、澳大利亚清洁煤利用发展

在“煤炭”一词和灰尘污染难脱干系的今天，澳大利亚是全球最大的煤炭出口商，煤炭也是该国的头号出口品，每年创收超过200亿澳元（合170亿美元以上）。澳大利亚政府官员和采矿业管理人士担心，人们对煤炭燃料的抵触可能危及这个行业的发展，并侵蚀澳大利亚的经济竞争力。使用煤炭被认为是全球变暖的主要诱因。拥有2 000万人口的澳大利亚是全球人均污染最严重的国家之一，约80%的发电厂使用煤炭发电，而在美国这一比例只有50%左右。和美国一样，澳大利亚也拒绝签订旨在减少温室气体排放的京都议定书（Kyoto Protocol）。为了保护本国最重要的行业之一，澳大利亚站在了全球清洁煤炭技术开发的最前沿。

1.澳大利亚清洁煤发展规划

面对气候变化和可持续性能源使用的挑战，澳大利亚政府在保持煤炭的经济利益的同时正在制定相应的政策措施。目前，为了让煤炭和其他矿物燃料的使用更安全、更环保，广泛的研究计划正在澳大利亚逐步展开。

（1）国家清洁煤计划（又称全国清洁煤行动，National Clean Coal Initiative）。在2008—2009财年预算中，新成立的资源、能源与旅游部在其预算说明中，提出了3项旗舰新政策计划，其中之一是“国家清洁煤计划”，该计划的基本目的是：加速劣质煤清洁利用技术在澳大利亚的开发和利用。国家清洁煤计划启动于2008年7月1日，并支持部署低排放技术战略直到2030年，国家清洁煤基金将在最初7年内支持国家清洁煤计划，即从2008年7月1日到2015年6月30日。国家清洁煤计划是澳大利亚联邦政府和州政府、煤炭和电力行业以及研究组织之间的一个伙伴计划，主要是为了开发先进的技术以降低煤炭使用过程中温室气体的排放量。

该计划希望通过劣质煤清洁利用技术显著减少碳排放，到2020年使清洁煤发电进入国家电网，到2030年实现碳的零排放进入国家电网。为了保障这一目标的实现，建立国家清洁煤炭基金（National Clean Coal Fund，NCCF），在2015年期间内，提供总资金约为5亿美元，以促进英联邦劣质煤清洁利用技术示范的发展，进而刺激至少15亿美元的新的私人投资部门投入。此外，联邦政府还要在4年内拨款2 500万美元的资金，带动国家清洁煤计划的发展。

重点支持的劣质煤清洁利用技术的关键技术包括：

1）煤的气化（Coal gasification），即发电厂的气化煤由此产生的合成气用于运行涡轮产生电力；

2）碳捕集和封存（Carbon Capture and Storage，CCS），即将CO₂从合成气中分开，然后重定向和储存；

3）氧燃烧（Oxygen firing），即和煤粉燃烧的氧气混合物烟气循环，以减少烟道气体量；

4）CO燃烧后捕集（Post Combustion Capture，PCC），即一氧化碳除减传统燃煤电站烟气中的CO，然后存储。

当前已经确定支持的清洁煤项目：在昆士兰煤的气化试验工厂投入5 000万美元；在新南威尔士碳捕集和封存投入5 000万美元；500万美元用于在西澳大利亚州的潜在的碳储存试验。其中的“氧燃料”项目由昆士兰州所有的电力公司Stanwell Corp牵头，荷兰皇家壳牌有限公司（Royal Dutch Shell Plc）和美国的通用电气公司（General Electric Co）提供技术支持，开发的“氧燃料”设备，这一项目的目标是改变煤炭的燃烧方式，从而使发电厂更容易分离出二氧化碳，并将之储存。清洁燃料的支持者正密切关注“氧燃料”项目，因为他们相信，这项技术可能有助于发电站对现有设备进行改装而无需建设新的工厂。联邦资源部长称，这是世界同类型首个项目。这样的项目未来将保证澳大利亚煤电。联邦能源部长称，新技术具有给世界礼物的潜力。主要挑战是以环保和可持续发展的方式使用煤。项目是在纯氧中燃烧煤，很容易俘获二氧化碳，然后把CO₂液化，深埋在地下，这个过程称之为“地质扣押”。一旦确定碳俘获的效率，所试验的技术可以安装在现有电厂，既减少二氧化碳排放，而且节约拆卸和重建电厂的费用。氧燃烧过程发电计划在2010年实施，运输和地质埋藏二氧化碳在2011年。示范项目计划运行5年，在此期间项目小组将评估氧燃烧技术潜在商业价值。

（2）能源创新基金（Energy Innovation Fund）。在资源、能源与旅游部2008—2009财年预算中，同时也提出了另一项新政策计划——设立能源创新基金。建立该基金的目的是：投资关键的清洁能源技术研究，加速创新的能源清洁技术发展，以实现中长期二氧化碳排放减少的目标。该基金的目的也是要确保澳大利亚在清洁能源技术研究与开发中处于国际领导者地位。进入21世纪，能源创新技术是世界各国能源领域研究的重点，也是竞争的焦点。各国都相继投入巨额资金，来研究能源创新技术问题。

2007年11月，澳大利亚宣布在未来6年内，将在新能源创新基金名下投资1.5亿澳元，用于关键清洁能源技术研究，其中包括：为通用清洁能源研究和发展投资5 000万澳元，包括能源效率、能源储藏技术和氢运输燃料；投资5 000万澳元用于光电研究和开发，以维护澳大利亚在该领域的领先地位。能源创新基金在2008年7月1日启动，延续4年，直到2012年。

（3）国家能源效率框架（National Framework for Energy Efficiency，NFEE）。澳大利亚联邦政府部门制定新的“国家能源效率框架”的步伐与进程。澳大利亚国家能源效率框架（NFEE）的目的是要取得澳大利亚能源效率显著提高的业绩，减少温室气体排放。它涵盖一系列政策措施，以克服阻止市场提高实际能源效率经济潜力的各种障碍和挑战因素。它着重需求方的能源效率，主要是住宅、商业和工业界，它也关注能源转化过程中的能源利用问题，并探讨解决可影响能源效率选择的中间商因素。提高能源（使用）效率目前也是国际上的重要发展趋势。美国、加拿大、日本、德国、法国、英国、瑞典、荷兰等世界许多国家都在开展此项行动。

（4）Coal 21计划。澳大利亚制定了Coal 21计划，其路线图也是将基于煤气化的发电、制氢、合成气生产及二氧化碳分离和处理系统作为未来近零排放的发展方向。

2.澳大利亚有关清洁煤立法情况

（1）联邦政府“能源问题白皮书”。2008年5月，澳大利亚联邦总理宣布制定能源问题白皮书，在白皮书中阐述联邦政府在能源问题上的政策和立场，同时明确政府打算采取措施，确保提供清洁、足够、可靠和用得起的能源供应，以满足到2030年能源消费预期增长44%、到2050年能源消费预期增长80%的要求。能源白皮书由资源与能源部长负责制定。

（2）环境保护行动法。当1997年的《环境保护行动法》（POEO）在1999年正式生效时，澳大利亚的环境立法得到了加强。这项法案取代了一些与水、空气、噪音和污染相关的早先法律，并根据实际经验于2006年被修订。实施“计划的”活动（煤炭开采是其中之一）是通过各州的环境保护机构进行的。

《环境保护行动法》的主要特点包括：允许煤矿相关的粉尘、废水、固体废弃物和噪声的排放；要求为开采后的复垦提交保证金；建立“污染者付款”的原则，造成污染的企业有责任恢复对环境造成的损害并承担相应的费用。

（3）地方州政府法律法规。在昆士兰州，1989年矿产资源法是煤炭工业全面环境规划和立法的一个主要步骤。该法要求采矿租赁申请人确定采矿时必须采用环保方法，详细到煤矿如何取得工程进展以及如何进行土地复原。

1991年，此综合环境管理方法发展成环境管理审查战略（EMOS）。该战略是昆士兰州采矿业环境管理政策的一个重要部分。该环境管理审查战略在环境规划或影响评估和实际运行计划和复原计划之间有密切联系，该法同时要求矿主保证弥补采矿带来的损害。

北部地区政府为了应对气候变化，于2006年出台了“北方领地温室行动战略2006”，全面系统地阐述了北部地区政府应对气候变化问题的战略、立场和行动。该行动战略明确表明，北部地区政府支持联邦政府批准京都议定书（当时联邦政府还未批准），该行动战略同时明确，无论联邦政府是否批准京都议定书，北部地区温室行动战略都将帮助澳大利亚满足其京都温室气体排放目标，即从2008年到2012年，达到1990年排放量的108%。该战略确立的目标是：①在处理与气候变化相伴的问题时，为北部地区民众减少管理风险并最大化机遇；②制定和实施可行的与成本有效的方法，限制不断升高的、起源于人类活动产生的温室气体排放而引发的全球变暖影响；③以整体的方式，应对温室气体排放和气候变化问题，综合考虑环境、社会和经济因素。该战略确立的原则是：a.提升意识；b.尽早行动；c.着重可持续发展；d.综合与一体化方法；e.共同承担责任；f.灵活性等。(www.xing528.com)

新南威尔士州政府为了应对气候变化及其他相关问题，于2007年4月27日成立了专门的环境与气候变化部（Department of Environment and climate change）。该部的首要职能就是：处理气候变化和温室气体问题，制定应对气候变化的相关战略。

为应对气候变化，2007年5月西澳政府则正式公布了“总理气候变化行动声明”（Premier’s Climate Change Action Statement），该声明阐述了西澳政府的行动计划，核心点是，到2050年西澳将在2000年基础上，减少60%的温室气体排放量。

3.政府管理职能部门

澳大利亚联邦政府对煤炭工业行使的职能范围包括：国民经济的管理、出口管制和外贸、国内贸易、产业关系、税收政策、环境保护、支付给州政府的专项基础设施建设资金的管理。联邦政府主管煤炭工业的职能机构是澳大利亚基础产业和能源部。

州政府制定有关煤炭工业的法规，并由相应的主管机构负责实施，如在昆士兰州是昆士兰煤炭局、昆士兰州矿山和能源局；在新南威尔士州是由联邦政府和新南威尔士州共同组建的联合煤炭局、新南威尔士州矿物和能源局。

澳大利亚是世界上最大的煤炭出口国，为了加强煤炭及其他能源、矿产业的管理，澳大利亚设立了基础产业能源部。其职能主要是：代表政府在宪法及法律规定的范围内行使管理职权，侧重于宏观调控，不涉及企业生产。重点是运用税率和银行存贷利率等经济手段来调控经济，进而影响企业，同时协助企业对国外联络出口及监督企业环保等。具体职权包括4个方面：一是煤炭出口管制；二是税收政策（属于联邦政府职权范围的那一部分）；三是环境保护；四是管理支付给州政府的专项基础设施建设资金。

4.研发合作部门

（1）科研机构。澳大利亚将投资1亿澳元（8 000万美元）建立一个全球性的清洁煤研究所。该研究所的目标是帮助八国集团在2020年，至少实现20个工业规模的碳捕集和储存项目投入正常运转。据介绍该技术主要是捕捉由煤或燃气设施排放的二氧化碳并将之储存于地下。这项技术到2050年将有可能捕集9亿吨碳。

澳大利亚产业研究机构在黑煤和褐煤劣质煤清洁利用技术的发明和实施方面保持着世界领先的地位。其中相当多的技术需要其投资伙伴为开发和商业化运作提供援助。以下是澳大利亚正在开发的部分技术案例。

煤炭可持续发展合作研究中心（CCSD）将澳大利亚顶级煤炭研究人员、可持续发展专家和业界团体汇集一堂。它在7年的时间里总共筹措了6 100万澳元的资金，其中包括澳大利亚政府1 450万澳元的资助。

（2）清洁煤能源企业。位于悉尼的超清洁煤（UCC）能源公司正在开发超劣质煤清洁利用技术，该公司为怀特矿业有限公司（White Mining Limited）的子公司。以超清洁煤为燃料的系统可以在发电厂降低大约25%的温室气体排放。除此以外，发电厂可以在充满氧气的环境中燃烧超清洁煤，而不用在涡轮机中燃烧空气和煤气的混合气体，这样产生的纯净二氧化碳蒸汽适合碳的收集与存储。

维多利亚州的HRL有限公司拨款1亿澳元以支持其7.5亿澳元的劣质煤清洁利用技术项目的建设。这个项目在澳洲政府低排放技术示范基金的资助下，将致力于减少煤炭火力发电产生的温室气体排放。这个示范工程包括在维多利亚拉楚伯山谷（Latrobe valley）的洛伊杨煤矿（Loy Yang coal mine）兴建一个400MW的综合干燥气化联合循环火力发电厂（IDGCC）。相比以往传统的褐煤火力发电厂，HRL的劣质煤清洁利用技术将使能效产出更高，成本更低，二氧化碳排放减少30%，发电用量减少一半。褐煤发电是澳洲20%的电力来源，这一举动显然会有利于澳洲煤炭工业长期发展的稳定性。这个项目将和中国最大的一个制造和工程公司合作，此项目将对澳洲降低温室气体排放产生重要作用。

20多年来，GE能源集团在整体气化联合循环技术方面一直处于领先地位，业绩包括加利福尼亚冷水（Coolwoter）整体气化联合循环发电示范电厂、佛罗里达250MW普尔克坦帕（Tampal）电厂，这些项目均具有里程碑意义。澳大利亚昆士兰州政府宣布将wandoan电站列入下一步澳联邦政府碳捕捉及封存（CCS）旗舰项目。而这是GE能源集团与昆士兰州的合作伙伴合作开发的世界上第一座带有碳捕捉及封存技术的整体气化联合循环电厂。据悉，此电厂将于2015年底或2016年初投入商业运行。

（3）行业协会。澳大利亚煤炭协会（Australian Coal Association）在澳大利亚煤炭领域有着很强的影响力。澳大利亚也希望继续保持煤炭在本国能源组合中的地位，因为与其他具有低人力成本优势的国家相比，低成本煤炭有助于保持澳大利亚的竞争力。为了加速推进这一计划，澳大利亚煤炭协会的采矿公司自愿缴纳了一项税款，该协会称这将在未来10年筹措到10亿澳元的资金。而为了给那些有意减排温室气体的项目提供资金支持，澳大利亚政府也向一笔基金注资超过4亿澳元。

5.国际合作

（1）中国—澳大利亚合作项目。目前，澳大利亚正与中国政府和能源产业紧密合作，并致力于发展澳中两国之间的商业和社会关系。2003年10月，澳大利亚总理约翰·霍华德和中国国家主席胡锦涛签署了“中国贸易和经济框架”协议。该框架旨在加强两国的双边关系并勾勒出两国经贸关系的未来发展方向。

2004年4月，澳中两国签署了两份谅解备忘录。第一份由中国国家发展与改革委员会和澳大利亚投资署签署，其主要目的在于进一步发展两国之间的经济和工业关系。第二份由中国商务部和澳大利亚投资署及澳大利亚贸易委员会签署，它扩展了第一份谅解备忘录的内容并巩固了澳中两国的合作。

2004年9月，双方开展了第二届澳中资源合作双边对话。澳大利亚和中国目前正在商讨签署自由贸易协定（FTA）有关事宜。自由贸易协定可以进一步加强双边贸易与投资合作。

2005年10月24日，澳中两国政府在北京联合主办了第二轮澳中煤炭峰会，峰会的中心议题是劣质煤清洁利用技术。

（2）日本—澳大利亚合作项目。澳大利亚氧燃烧项目与日本共同进行了可行性研究。使用二氧化碳捕集和地质存储氧燃料燃烧改造技术。项目研究分为两个阶段：第一阶段，对把现存的30MW电能的燃烧后捕集的锅炉改造为纯氧燃烧所需技术和费用进行了详细的可行性研究；第二阶段，建立一个纯氧燃烧后捕集二氧化碳的示范厂，这一电厂能够在试运行3至4年内，每年捕集15万t二氧化碳并进行地质存储。

（3）英国—澳大利亚合作项目。英国—澳大利亚矿业集团Rio Tinto Ltd.和英国石油公司（BP PLC）公布了投资20亿澳元在澳大利亚西部兴建煤炭发电厂“Kwinana”的计划，这个项目将把发电产生的大部分二氧化碳气体封存于海底。另一个大型项目Zero Gen如果建成，其工作原理也与之类似。澳大利亚昆士兰州一家由政府控制的公司负责Zero Gen项目的部分开发。但也存在着潜在的问题，因为尽管某些清洁煤炭技术已经在全球进行了测试，但大规模运作是否可行仍无定论，而找到这个问题的答案可能需要10年甚至更长的时间。

（4）美国—澳大利亚合作项目。美国总统布什正在推广一个名为“Future Gen”的大型研究项目，许多矿业公司都参与其中，包括英国—瑞士的采矿公司Xstrata PLC、英国的Anglo American PLC、美国的Peabody Energy Corp、英澳公司必和必拓（BHP Billiton Ltd.）和Rio Tinto。这个项目包括建设一个类似Kwinana和Zero Gen，能够分离二氧化碳并将其永久掩埋于地下的设施。不过美国的这个项目距离最终完成还有很长时间，而预计投资也从开始的10亿美元增长到了15亿美元。