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在“世界煤都”中國開拓低碳煤電技術的未來

中國是世界的“煤都”。因為自身的石油和天然氣資源稀缺,所以,這個國家依靠龐大的煤炭儲量來推動經濟增長。近年來,中國正在以平均每週一個新燃煤發電廠的速度擴張,這個國家的裝煤量有望到2015年達到美國的三倍。

 對更清潔的低碳煤電技術來說,中國對這種骯髒、烏黑礦物的依賴,反而是個刺激因素。作為在全球居於首位的碳排放國家,中國在其第12個五年計劃中,將能源和環境保護視為重要的增長產業之一。這些技術包括“碳捕獲和封存”(carbon capture and storage,簡稱CCS)技術,以便將燃煤發電廠的碳排放分離開來並深埋在地下。

對美國從事這些技術開發的公司來說,所有這些動態都是好消息。“數十年來,其技術(在美國)已經日漸衰頹的美國公司,因為在中國開展業務既快速,成本也更低,已首次將其技術商品化。”淨化空氣任務組織(Clean Air Task Force)煤炭過渡專案(Coal Transition Project)主任約翰·湯普森(John Thompson)談到,這家設在波士頓的非營利組織,是促成美國和中國的清潔技術公司達成夥伴關係的經紀機構。

清潔技術互補

(中美清潔技術公司之間的合作)對全球氣候變化的潛在好處是巨大的。因為美國和中國兩國的燃煤發電廠的排放量,占全球發電廠溫室氣體排放總量的一半,通過協作,這兩個國家會對全球溫室氣體的減排帶來巨大的影響。“基於(美國和中國)企業之間在這一領域互信的合作,是在遏制氣候變化方面達成重要交易的唯一途徑。”美國能源部(U.S. Department of Energy)加利福尼亞州勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室(Lawrence Livermore National Laboratory)碳管理專案負責人胡裡奧·弗裡德曼(S. Julio Friedmann)談到。考慮到他們在各自能力方面的互補性,這樣的合作是再合適不過的了,中國專注於在燃煤廢氣中分離碳排放的技術,而美國則是在地下封存碳排放技術的專家。

賓夕法尼亞大學建築物模擬與能源研究T.C. Chan中心(Penn's T.C. Chan Center for Building Simulation and Energy Studies)的高級研究員特裡·庫克(Terry Cooke),將其稱為“創建21世紀一個加速運轉的全球化技術開發迴圈的雙贏機會,在這個迴圈中,美國提供自己最擅長的東西,那就是創新,同時,中國引入速度優勢以及行動部署規模的優勢。”

有專家認為,對成群結隊走向中國的西方公司來說,這一市場的反應速度是最具吸引力的因素。“中國對技術的應用速度大約是美國的兩倍。” PowerSpan公司的首席執行官弗蘭克·阿利克斯(Frank Alix)談到,這家設在新罕布什爾州的公司正在與國有企業中國華能集團在一個煤炭氣化項目上進行合作。

“美國或許擁有創新技術和全新的創意,但是把它們完全商品化要用5到10年的時間,而且期間的花費不菲。而中國所用的時間要短得多,而且也便宜得多。”淨化空氣任務組織亞太地區首席代表孫嗣敏(Ming Sung)在上海談到。

在中國,速度更快的部分原因在於,專案能獲取國家支援的資金。專家認為,在美國,資金成本是中國資金成本的大約三到五倍,因為項目的交付週期更長,所以,從一開始就要考慮到資金成本的因素。舉例來說,在美國,為了論證一個新燃煤發電廠10億美元的大筆投資,初級工程研究的時間要更長,因此,比在中國(建設同樣項目)的資金成本更高,德克薩斯州綜合能源系統公司(Synthesis Energy Systems,簡稱SES)的首席執行官羅伯特·瑞高頓(Robert Rigdon)評論說。這種差異的結果如何呢?“在中國,你參與的幾乎每個專案都會建設完成。”他談到。“而在美國,實際情況差不多正好相反。”

此外,在中國,繁瑣程式的辦理也更高效。“在美國,審批流程需要很長的時間,因為需要多個監管機構依次審批。”淨化空氣任務組織的孫嗣敏談到。“而在中國,多家監管機構會說:‘為什麼我們不一起審批呢?’”

無論是外國公司還是中國企業,從中國實際經歷中獲得的巨大好處都是一樣的,那就是,公司能更好地掌控發電廠以及供應鏈上下游的管理、預測和效率。“(在中國)這個領域有大量公司在進行試驗工作,他們每天都在提升自己的能力,以便構建進行成本精確規劃、準確計算專案需要多少鋼材和水泥所需的專業知識。”通用電氣煤炭氣化項目(General Electric Gasification)的總經理傑森·克魯(Jason Crew)談到。

攜手共進

基於所有這些理由,瑞高頓發現,對20世紀70年代由伊利諾斯州美國氣化技術研究院(Gas Technology Institute,簡稱GTI)開發的技術來說,中國是一個頗為友善的市場。綜合能源系統公司是名為U-GAS的煤炭氣化技術的獨家授權人,該公司在中國看到了巨大的商機,因為這個國家“將大量的煤炭轉變成了能源和化工產品。” 瑞高頓談到。U-GAS煤炭氣化技術可以將品質很差的煤炭轉變成煤氣,其中包括煤層離地表更近,而且更容易安全開採的年輕煤(younger coal)。全世界的煤炭大約有一半都是劣質煤,在美國,這種煤炭的比例大約為40%,中國的情況與此相近。

2007年年底,綜合能源系統公司與山東省棗莊的山東海化煤業化工有限公司組建了一家合資公司,該公司可將低品質煤炭轉化成合成氣,供工業使用。現在,這家美國公司還參與了一個規模大得多的專案,這個位於河南省投資達40億美元的項目將在今年夏季完工。該公司與義馬煤業集團有限公司合作的專案,旨在將低品質煤炭轉化成合成氣,用以合成工業使用的甲醇或乙二醇。從更長時期來看,U-GAS煤炭氣化技術還可用於從燃煤發電廠排放的廢氣中提取二氧化碳,這種氣體可封存於地下。

PowerSpan公司也搭上了中國的順風車。這家小型清潔能源公司開發了一種先進的溶劑,用以從燃煤發電廠排放的廢氣中去除二氧化碳。混合了二氧化碳的這種溶劑隨後可以將其中的二氧化碳分離出來進行捕集和封存。在中國華能集團的幫助下,去年,PowerSpan公司與挪威技術認證計畫(Technology Qualification Program)攜手,獲得了一份建設一個燃燒後捕集(post-combustion capture)系統的合同。現在,華能集團和PowerSpan公司這兩個企業正在中國攜手尋找其他項目。兩公司合作的出發點是發揮各自的優勢——華能集團擁有大規模整合綜合發電廠的經驗,該公司在上海附近建設完成並正在運營全球最大的燃燒後捕集發電廠之一,而PowerSpan公司則與西方市場的客戶保持著聯繫。

與此同時,在美國接受教育的中國科學家——曾在美國開展低碳煤電技術及相關的研究專案——現在也挺進了中國。出生在中國,擁有紐約州立大學布法羅分校(State University of New York at Buffalo)生物能學博士學位的科學家權華(Jane Chuan),與同樣出生在中國,擁有加州理工學院(Cal Tech)化學博士學位的丈夫王尤崎(Youqi Wang),曾於1996年在矽谷參與創建了一家企業,該公司將為生物製藥市場開發的一種技術,應用到了能源效率的解決方案中。當公司董事會對在中國開展業務發生智慧財產權問題越發感到擔心時,權華和王尤崎於2003年在帕洛阿爾托(Palo Alto)創建了一家專注於加速能源技術開發的美國亞申公司,研發主體設立在中國上海,命名為亞申科技(Yashentech)。

在中國,“能源和環境保護會成為重大的議題。” 權華談到。“我們本可以選擇去俄羅斯、印度、柬埔寨或者其他勞動力成本比中國更低的地方,比如,越南,但在這裡,我們離市場更近。”在上海,品質最高的勞動力資源幫助亞申科技建設並運營著高通量系統。“在美國,開發一項新應用或者一項新技術可能需要大約15到20年的時間。利用我們建設的高通量平臺,我們只需花費大約5年的時間。”

亞申科技現已將兩個產品成功商品化。第一個產品是與中國最大的國有/私有能源公司合作,推廣和產業化其自行開發的無煙柴油生產技術。亞申科技利用二氧化碳和甲醇生產出了一種可生物降解的無毒柴油混合材料,以消除柴油燃燒排放的微粒。第二個產品是亞申科技與中國大型化學工程公司合作開發的替代石油的生產技術,這一技術可以將焦爐氣——中國二氧化碳重要污染源之一——轉變成合成氣,繼而生產無硫潤滑油、高級蠟等高值石化產品。

技術的轉移

賓夕法尼亞大學的庫克指出,讓這些美中夥伴關係運轉順暢的一個關鍵因素,是“美國公司要確保自己的智慧財產權不會失竊,確保技術商品化的利潤能得到保障。”然而,與風能等中國其他清潔能源行業相反的是,低碳煤電技術公司似乎對智慧財產權被中國客戶和競爭對手竊取並不感到緊張。有專家認為,一個原因在於,人們對大規模能源技術——比如,碳捕集技術——的保護時間達到美國專利20年的標準並不感到擔心,因為工廠是以數十年的時間表運營的。 

與軟體、音樂產品和時裝不同的是,“這個行業的技術很少被複製,因為專案的規模都很大。”加拿大卡爾加里(Calgary)EmberClear Corporation的首席執行官亞伯特·林(Albert Lin)談到,該公司是華能技術在北美和其他地區的獨家授權人。“人們更關心的是,你是否擁有維持並改善將運行40年的發電廠的研發能力.”他談到。“只有幾家公司能做到這一點。”

通用電氣公司的克魯補充談到,中國在這一方面並不讓人格外擔憂。“在全球任何地方,你都必須對自己的智慧財產權資產組合保持警惕。”他談到。“在這一點上,中國並不是獨一無二的。我們會通過努力工作來保護自己(的智慧財產權),並讓自己有別於他人,同時,也會繼續在技術開發上投資。”

從亞申科技到通用電氣,各種規模的公司都將中國當作了自己技術龐大而且獨一無二的試驗場,這些技術的應用前景會勝過對智慧財產權的任何擔憂。“中國在這些技術上的投資最大,應用這些技術的建設專案和運營項目也最多。”EmberClear公司的亞伯特·林談到。

此外,中國的大型公司通過向其他新興市場國家出口自己的技術也得到了發展。比如說,華能集團就已開始銷售名為“迴圈流化床”(CFB)的技術,這是一種將煤炭轉變為清潔能源的技術。“中國在最近5年建成的很多發電廠都採用了這種已經過驗證的迴圈流化床技術。”亞伯特·林談到。“現在,看重成本的一些發展中國家對這項技術表現出了很大的興趣。”

現在的問題是,這樣的技術是否能轉移到美國和其他地方的發電廠。美國能源部勞倫斯•利弗莫爾國家實驗室的弗裡德曼目前正在研究的是,華能集團在上海附近的石洞口發電廠採用燃燒後捕集技術帶來的成本節約,是否能在杜克能源公司的印第安那州吉布森(Gibson)發電廠得到重複。如果可以,那麼,這項技術在全球的商品化就能得到極大的推動。

“真實的中國要比那些只是擁有低成本勞動力的報導豐富得多,也有趣得多。”淨化空氣任務組織的湯普森補充談到。“在一間工廠產生的創新的水準就相當不同凡響。”

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"在“世界煤都”中國開拓低碳煤電技術的未來." China Knowledge@Wharton. The Wharton School, University of Pennsylvania, [14 三月, 2012]. Web. [28 March, 2024] <http://www.knowledgeatwharton.com.cn/zh-hant/article/3048/>

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