我国的化石能源结构是以煤为主、石油和天然气为辅,这是由于各种化石能源的贮藏量的不同而造成的。目前为止,已探明的煤炭储量为1.5万亿吨,按年采20亿吨,可开采750年,而石油储量为16000万吨,仅占世界总量的3%左右,可开采年限只有20.6年;天然气的消费仅占2.1%。
煤的利用主要是利用其燃烧热,一般用于直接燃烧,因此热值较低的煤,如裼煤等,其利用途径受到较大的限制;另一方面,煤炭在燃烧过程中会产生大量的二氧化碳、二氧化硫等气体。二氧化硫会导致酸雨,进而污染环境,是要严格控制排放的对象;二氧化碳是最主要的温室气体,也需对其排放进行控制。因此,以煤作为燃料的利用方式存在有很大的不足。而甲烷(CH4,天然气的主要组成)是一种高能值、零排放的清洁燃料和化工原料,其利用过程具有高效性和环境友好性,是未来能源发展的主要方向之一。
到目前为止,我国天然气的开发与利用在能源消费结构中所占的比重较小,而且储量也不富足,但我国生物质的贮量相当巨大,作为潜在的物质资源宝库是人类未来的能量、食物和化学原料的重要来源。随着石油、煤炭等化石资源的日益枯竭,在当前大力发展多元能源的形势下,如何利用以碳和氢为主要成分的煤和生物质制取CH4替代天然气和作为化工原料,改变我国当前的能源消费结构,既有效利用资源,又发展洁净能源,实现能源的有效替代并同时解决环境问题,是当前的研究重点和热点。
超临界水部分氧化制技术以生物质或劣质煤为原料,采用超临界水部分氧化技术,通过发生一系列的氧化还原反应生成氢气或甲烷,可以实现部分替代天然气。目前,本技术已申请国家发明专利多项。
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