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一、美國煤炭利用技術研發項目剖析 美國是世界上最大的能源生產、消費和進口大國，煤炭儲量居世界首位，在該國能源結構中占有重要地位。為解決煤炭利用引起的環境污染問題和保證電力供應的可靠性，美國從20世紀80年代中期就已經開始制定相關戰略規劃，實施煤炭高效清潔利用的研究項目，解決了低質煤炭提質、煤炭氣化液化、混煤燃燒系統開發、高效燃燒系統開發、超（超）臨界循環系統和零排放等研究中許多關鍵的技術問題。這些項目的成功研究和開發利用，使美國政府在應對國際國內能源危機上發揮了重要作用。對美國煤炭利用科技項目的剖析，有助于了解美國煤炭科技戰略規劃和發展。 結合美國能源部對煤炭利用項目的分類，根據是否屬于潔凈煤技術研究范圍，把美國煤炭項目主要分為兩大類：一類是非潔凈煤利用項目（簡稱非CCT項目），另一類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項目（簡稱CCT項目），具體分類如圖1所示。
?注：CCPIP-Clean Coal Initiative Projects，潔凈煤先導計劃 圖1? 美國煤炭項目分類 利用文獻調研法和歸納總結法，對美國煤炭利用的非CCT項目和CCT項目的數量、所占比例及開始規劃時間、經費等進行對比分析，研究對象是美國能源部批準的煤炭利用項目，得到這兩大類項目的特點對比分析如表1所示。 表1? 非CCT項目和各類CCT項目的對比分析
注：CCT：Clean Coal Technology????? 1.各類項目數量變化情況 20年來，非CCT項目數量大幅增長。1995年以前，美國非CCT項目共11項；1996～2001年間增加到71項，到2006年以后，增長到221項，其增長的絕對數量為歷史最高（見圖2）。
?圖2 ?美國非CCT項目的數量變化情況 圖3顯示為各類CCT項目自啟動以來的數量變化情況。圖中表明，非CCT計劃資助項目在前10年數量有所下降，2000年以后項目數量有所增加，尤其近5年增加幅度較大；CCT計劃資助項目在1995年以前有2項，此后在各時間區內分別有1項，時間分布較為均勻；CCPIP項目是美國能源部在2002年才開始啟動的，因此在這之前項目為零，其在2001-2005年間啟動較多，有7項，達到歷史最高，其后在2006-2010年間有所下降，僅有3項。
圖3 ?美國各種類型的CCT項目數量變化情況 2.項目分類情況計量分析 對煤炭利用項目中基礎研究、應用基礎研究、應用研究、示范項目等不同研究類型項目進行的分析如表2所示。總體來看，美國煤炭低碳高效利用技術項目還主要是以應用為主，其中，應用基礎研究和應用型項目占了很大比例。在非CCT項目中，應用類研究項目占到了84.4%。 表2? 非CCT項目和CCT項目中不同研究類型項目的組成情況
3.項目資金投入情況分析 按照投入經費的多少，項目可分為1000萬美元及以上經費、100萬美元經費、10萬美元經費及10萬以下經費投入等四種類型，圖4顯示了美國煤炭利用項目的經費投入情況。
圖4 ?美國煤炭利用項目資金投入情況 從各類資金投入項目數量來看，由于非CCT項目的數量龐大，因此在各類資金投入項目數量上也占有絕對優勢。從所占比例上看，10萬級經費中，非CCT項目和非CCT計劃資助項目數量最多，分別占同類項目的45.4%和41.7%，而在CCPIP和CCT計劃資助項目中1000萬級以上項目數量占比最大，均達到同類項目的80%，這表明CCPIP和CCT計劃資助的項目主要針對金額較大的潔凈煤技術重點項目。 4.項目主要承擔機構分布情況 項目承擔機構可分為大學、研究機構和企業（設有研發機構的企業）。通過對項目經費達到10萬美元以上的美國煤炭利用項目的承擔單位分布情況進行檢索分析，檢索到項目總數為400項，其中有144項由大學所承擔，92項由研究機構承擔，164項由企業承擔，具體如表3所示。在承擔千萬美元級以上項目中，企業承擔項目的數量最多，占比達到73.1%，這類項目主要以集研究、試驗、示范工程于一體的綜合示范項目和應用研究項目為主。相反，在10萬美元級項目中，以大學承擔的項目數量最多，達到93項，占比為46%。 表3 美國項目承擔機構在不同項目中的分布情況
5.項目關鍵研究方向分布 美國煤炭項目主要集中在煤炭提質、循環流化床燃燒、煤炭液化氣化、IGCC研發和示范、碳捕獲與封存等方面，這些重點技術項目統計情況如表4所示。美國在碳捕獲與封存方面的項目最多，達到79項，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目，有58項。在非CCT計劃資助項目中，汞、氮氧化物、二氧化硫等污染物生成和脫除方面的項目最多有13項；在CCT計劃資助項目和CCPIP項目中，從前面分析中可知在這兩類項目中千萬級以上項目達到80%，因而它們項目數量雖少，但經費投入較高，具體集中在碳捕獲與封存、煤氣化聯合循環發電系統研究、低質煤炭提質研究、煤炭制油制氣、燃煤污染排放控制研究方面。這表明美國非常重視煤炭高效清潔利用技術的研究開發和應用，以及對石油替代產品的研究、開發和利用。? 表4 ?美國煤炭利用項目主要研究方向的分布情況
從以上對美國煤炭低碳清潔利用項目的分析，可見美國是較早重視煤炭清潔技術研究開發和應用的國家。總的來看，其研究已經從最早的煤炭高效燃燒利用、污染物排放、碳捕獲等單一計劃，逐步發展到燃煤系統最初設計、高效燃燒、多種污染物排放控制、碳捕獲與封存及其評價等方面為一體的系統、綜合的研究和開發上。從項目數量上看，自1988年至今，美國煤炭利用項目的數量有較大幅度增加，表現出美國對煤炭開發和利用技術越來越重視，尤其重視IGCC、低質煤炭提質、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的研究和開發。在項目性質分布上，最為重視應用研究和示范項目的開發。在項目承擔機構上，美國較重視具有自主研發機構的大型能源企業的參與和加盟重大項目的研發和示范。（未完待續） （國家能源局能源節約和科技裝備司）? |
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世界主要國家煤炭低碳高效利用技術研發計劃（一）
發布時間：2012-04-25
來源：國家能源局
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