西安交大“超临界水蒸煤”迈向产业化

传统燃煤、煤气化锅炉及其发电技术都采用“一把火烧煤”的形式，总能效和煤电转化率低、污染严重、耗水量大。西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室郭烈锦教授带领的团队在国家杰出青年科学基金、国家自然科学基金重大项目和创新群体项目、国家“973”计划、“863”计划等系列项目的持续支持下，历经二十年科技攻关，研发出“煤炭超临界水气化制氢发电多联产”系列技术，俗称“超临界水蒸煤”。

该技术提出了煤炭在超临界水中完全吸热-还原制氢的新气化原理，它利用温度和压力达到或高于水的临界点(374.3℃、22.1MPa)即超临界态的水的特殊物理化学性质，将超临界水用作煤气化的均相、高速反应媒介，并借助团队发明的超临界水流化态反应床，将煤中的碳、氢、氧元素气化转化为氢气和二氧化碳，同时热化学分解了部分超临界水制取氢气，将煤炭化学能直接高效转化为氢能。

“超临界水蒸煤”技术具有更高效、清洁无污染、无需尾部烟气脱硫脱硝和CO2富集捕获等先进工艺，低耗水甚至不耗水、可与有机废弃物污染物处理结合、运行费用低、投资回报率高，具有完全自主知识产权，是一项变革性技术，有望根除煤炭利用所生成的雾霾形成源。与传统燃煤发电和煤气化制氢技术相比，该项新技术的发电和制氢效率显著提升，大型化后的一次投资和运行成本则显著降低，可实现煤炭向电力、载能工业品及化工产品等高附加值产品的“三个转化”。

为深化产学研合作，推动学校科技成果转移转化，中核全联投资基金管理(北京)有限公司、香港日富投资有限公司和西安北奇能源科技发展有限公司共同发起成立混合所有制的技术产业化投资公司推动该项技术产业化，西安交大将该技术成果知识产权及相关技术作价1.5亿元人民币转让给产业化投资公司。该公司将在初期筹资10亿元进行技术产业化的工程示范。据了解，项目产业化公司计划在三年内力争完成该技术首个产业化示范项目的建设和运行，加速推动该技术在煤炭高效清洁利用、环境保护等方面的推广应用。目前已确定先将50MW发电及热电联产机组、燃煤工业供热蒸汽锅炉替代产品等作为工程示范的切入点。

据介绍，该技术的产业化，开创了各类社会力量和资源通过有效整合来完成的一种变革性、原创性成果产业化转化的新模式。特别是港资的融入及上市计划，将促进将国际资本引入并加速推动陕西省原始粗放型能源产业向高效洁净的高附加值产业的转型升级，加速形成我国独具特色的煤炭洁净高效节水转化利用技术产业，为我国走出一条完全依赖自己富煤缺油少气的能源资源特点、支撑现代化建设与发展的新路子，提供了技术上的保证。项目产业化也将对落实中央经济工作会议精神，促进“围绕供给侧结构性改革的深化和重点领域的攻坚”，落实中央“以混合所有制改革为突破口”的战略布局，率先在电力、石油、天然气等垄断领域实施混合所有制改革等具有重大现实意义。

我国作为煤炭生产和消费大国，以煤为主的能源结构在短期内不会改变，而传统的煤炭利用方式不可避免地以牺牲环境为代价，增加雾霾等环境问题治理的难度。在此背景下，“超临界水蒸煤”技术的产业化对于立足我国国情，发挥煤炭资源丰富的优势，抢占能源变革先机，保障能源战略安全，加快治污降霾改善环境等都具有重大和深远的意义，有望从根本上解决长期困扰我国的燃煤利用造成的空气污染及在冬季供暖期大大加剧的雾霾问题。