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I) Tecnologias de seleção de carvão: O desenvolvimento da lavagem do carvão, com o objetivo de melhorar a qualidade do carvão comercial, é uma medida eficaz para reduzir a poluição desde a sua origem. Em 1997, a taxa de seleção do carvão bruto em nosso país foi de 25,73%. O foco na lavagem do carvão passou de carvão para coque para carvão energético, e a atenção deixou de ser apenas reduzir as cinzas, passando para uma abordagem que combine a redução das cinzas com a desulfuração, além da recuperação do pirita presente nos resíduos da lavagem. O processo e os equipamentos de separação por ciclone com meio pesado de pequeno diâmetro permitem a redução da quantidade de cinzas e do enxofre nos carvões finos. Na separação de carvões com tamanho entre 0,5 e 0,04 mm, a taxa de remoção do enxofre inorgânico fica entre 67,90% e 70,30%. Uma usina de beneficiamento de carvão com capacidade de 1,5 milhão de toneladas por ano, que utiliza um grande separador de carvão eólico de 12 m², já entrou em operação. O investimento por tonelada de carvão nessa fábrica é de 4,25 yuan, enquanto o custo de processamento por tonelada é de 2,15 yuan. A eficiência de separação é superior a 90%, e as emissões de poeira (50 mg/m3) atendem aos requisitos ambientais. Algumas novas tecnologias para resolver os problemas relacionados à redução significativa da cinza e do enxofre no carvão foram desenvolvidas, como o ciclone de média densidade com alimentação sem pressão e grande diâmetro, além de vários métodos de flotação com microbolhas. Essas tecnologias já foram testadas com sucesso e colocadas em uso na produção. Mas, em geral, a tecnologia de seleção de carvão no nosso país está bastante atrás dos padrões internacionais avançados. Um dos problemas é a baixa proporção de carvão bruto utilizado (no nosso país, é de 25,7%, enquanto nos países desenvolvidos é superior a 90%) ； Segundo, a proporção de processos avançados de beneficiamento de carvão é baixa (como a separação por meios densos; na China, esse índice é de apenas 23%, enquanto nos países desenvolvidos é superior a 60%). A qualidade do carvão refinado também é ruim ； Terceiro, o tamanho médio das fábricas é pequeno, o grau de automação é baixo, a confiabilidade dos equipamentos é precária e a eficiência na produção é reduzida. (II) Tecnologia de slurry de carvão e água: O uso do slurry de carvão e água no lugar do óleo foi testado na usina elétrica de Baiyanghe por 2000 horas. Em condições de queima exclusiva com slurry de carvão e água, a eficiência de combustão foi superior a 98%, enquanto a eficiência da caldeira ficou acima de 89%. A caldeira conseguiu manter uma queima estável em uma faixa de carga entre 40% e 100%, obtendo resultados semelhantes aos da queima de óleo pesado. Houve progresso na queima de pasta de lama de carvão em áreas mineradoras. É utilizada pasta feita de carvão com alto teor de cinzas (41–43%) para ser queimada em fornos a cadeia com capacidade de 10 t/h. Após 2008 horas de operação contínua, a eficiência térmica da caldeira aumentou de 53,99%, quando se utilizava carvão em camadas, para 68%, após a adição de lama de carvão no processo de combustão. A eficiência de combustão, por sua vez, passou de 63,7% para 79,01%. (III) Leito fluidizado em ciclo (CFBC): A tecnologia CFBC no exterior está se desenvolvendo em direção a sistemas de maior porte. Atualmente, a usina com a maior capacidade de um único caldeira do tipo CFBC já está em operação na França: sua capacidade é de 250 MW, com uma taxa de evaporação de 700 toneladas por hora. A eficiência do caldeira é de 90,5%, enquanto a taxa de remoção de enxofre é de 93%. As emissões de Nox ficam abaixo de 250 mg/Nm3. O nosso país já possui a capacidade de projetar e fabricar caldeiras do tipo leito fluidizado circulante com capacidade de 75 t/h ； Estão em andamento o projeto-piloto de caldeira CFB de 220 t/h desenvolvido internamente e o projeto de caldeira de leito circulante de 410 t/h adquirida. Foram feitos também alguns avanços na pesquisa básica relacionada ao design de CFB, sendo desenvolvido um software especializado para o projeto de leitos circulantes ； Pesquisa de engenharia para o modelo de caldeira de reaquecimento de 125 MW, bem como trabalhos de pesquisa e desenvolvimento para novas caldeiras de leito fluidizado em ciclo de 75 t/h e 130 t/h. (IV) Ciclo combinado de gaseificação do carvão (IGCC): A geração de energia por meio do ciclo combinado de gaseificação do carvão (IGCC) é uma tecnologia eficiente e pouco poluente para a produção de energia a partir do carvão, que está sendo intensivamente desenvolvida nos países desenvolvidos ao redor do mundo. Essa tecnologia não só atende aos requisitos cada vez mais rigorosos em termos de proteção ambiental, mas também permite uma eficiência na geração de energia superior a 45%. É muito provável que ela se torne uma das principais formas de geração de energia limpa no século XXI. O projeto-piloto de IGCC nos Estados Unidos alcançou avanços significativos. O projeto de reforma da usina de gaseificação localizada no rio Wabash tem uma capacidade de fornecimento de energia de 262 MW. A eficiência de fornecimento de energia projetada é de 38%, enquanto a eficiência na remoção de enxofre é superior a 98%. O projeto concluiu sua fase de demonstração comercial em novembro de 1998. Usina IGCC da Tampa Power Company, com capacidade de fornecimento de energia de 250 MW. A eficiência no fornecimento de energia é de 40%, enquanto a eficiência na remoção de enxofre é superior a 96%. Espera-se que a operação comercial em escala piloto seja iniciada em outubro de 2001. O projeto de geração de energia Pinon Pine IGCC tem uma capacidade de fornecimento de energia de 99 MW, com uma eficiência de geração projetada de 40,7%. Espera-se que a operação comercial em escala piloto seja concluída em julho de 2000. A pesquisa sobre as tecnologias-chave do IGCC em nosso país já foi iniciada, incluindo as tecnologias relacionadas ao processo IGCC, à gaseificação do carvão, à purificação do gás, às turbinas a gás e aos sistemas de aproveitamento do calor residual. Planeja-se construir uma usina demonstrativa de 1 GW na usina termelétrica de Yantai. (V) Gaseificação do carvão: A tecnologia de gaseificação do carvão é uma importante técnica de conversão de energia, sendo amplamente utilizada em setores como química, metalurgia, indústria mecânica, construção civil e fornecimento de gás para uso doméstico. Atualmente, a quantidade de carvão gaseificado anualmente no país é de aproximadamente 60 milhões de toneladas. Alguns dos avançados sistemas de gaseificação de carvão introduzidos em nosso país estão em operação. A gaseificação de pequeno e médio porte em nosso país utiliza principalmente a tecnologia de gaseificação em leito fixo com carvão em blocos. Esse método é obsoleto, tem baixa eficiência e causa grande poluição; portanto, há uma necessidade urgente de modernização tecnológica. Algumas das tecnologias de gaseificação mais avançadas introduzidas também apresentam diversos problemas em termos de operação estável, nacionalização dos equipamentos técnicos, investimentos econômicos e eficiência operacional. Por isso, é necessário desenvolver tecnologias de gaseificação modernas, com propriedade intelectual chinesa, adequadas às condições do país, e que sejam eficientes e sustentáveis. Foram feitos alguns avanços nos testes da aplicação da tecnologia de gaseificação subterrânea para a gaseificação do gás residual das minas de carvão. (VI) Liquificação do carvão A liquificação do carvão é uma importante tecnologia de conversão do carvão. Estão em andamento estudos de viabilidade para três projetos-piloto de liquefação direta de carvão, desenvolvidos em parceria entre a China e a Alemanha, entre a China e o Japão, e entre a China e os EUA. Na parceria entre a China e a Alemanha, foram realizados testes em condições industriais com o carvão marrom de Yunnan Pioneer, utilizando equipamentos desenvolvidos pela empresa alemã DMT. A taxa de obtenção do óleo líquido foi de 53% ； Foram realizados testes em condições reais com catalisadores de hidrogenação de leito fixo na China. Os resultados mostraram que esse catalisador é adequado para o processo IGOR da Alemanha ； O relatório de viabilidade da fábrica modelo já foi concluído. No Japão, foram realizados testes em instalações com capacidade de 1 t/d para a liquefação direta do carvão de Yilan da China, do catalisador de pirita de Xilin da China e do catalisador de sulfeto de ferro sintético japonês. A taxa de obtenção de óleo foi de 52% a 57%. O projeto de estudo de viabilidade para a liquefação direta de carvão da China Shenhua, em parceria com os Estados Unidos, concluiu a primeira fase de seus trabalhos. Foram realizados testes com o carvão Shenhua Ningtiao em um equipamento de teste da empresa norte-americana HTI, sob seis diferentes condições. Utilizando a tecnologia da HTI e o catalisador GelCat, foi alcançada uma taxa de conversão em óleo de 63% a 68% ； (VII) Pilhas a combustível: O Ministério da Ciência e Tecnologia, com o apoio do PNUD, está promovendo um programa de demonstração de ônibus movidos a pilhas a combustível. (VIII) Tecnologias de purificação de gases de escape Atualmente, existem mais de 500 instalações de desulfuração de gases de escape em funcionamento no mundo. E mais de 90% deles (em termos de capacidade das unidades) utilizam o processo de desulfuração a úmido. O método de pulverização rotativa semidry e o uso de absorventes dentro do forno – um processo de desulfuração por ativação com umidificação – são amplamente utilizados na Europa. A tecnologia de combustão em leito fluidizado vem ganhando cada vez mais importância, pois permite um controle eficaz da geração de SO2 e NOx durante o processo de combustão. O Japão realizou pesquisas experimentais com o uso de fibras de carvão ativado tratadas termicamente na superfície, com o objetivo de remover enxofre e nitrogênio dos gases de escape, obtendo bons resultados. . A tecnologia de purificação dos gases de escape por meio de ACF pertence ao tipo de oxidação semidessa. Suas vantagens são: as reações de remoção de enxofre e nitrogênio ocorrem em temperatura ambiente, e os subprodutos como ácido sulfúrico, sulfatos, ácido nítrico e nitratos podem ser recuperados de forma contínua. A tecnologia de desulfuração e desnitrificação dos gases de escape dessas caldeiras a carvão não só possui um alto desempenho nesses processos, mas também consome pouca água e requer equipamentos simples. Atualmente, estão sendo realizados estudos para sua aplicação prática. Com o aumento da poluição atmosférica no nosso país, a tecnologia de purificação de gases de escape tem recebido cada vez mais atenção de todos os setores da sociedade. “O projeto-piloto de desulfuração de gases de escape por feixe de elétrons, em parceria entre a China e o Japão, já operou por um total de 2400 horas. Em 28 de maio de 1998, foi aprovado no processo de avaliação final pós-construção. Esse projeto-piloto trata 300.000 m³/h de gases de combustão provenientes das caldeiras das unidades de 200 MW da usina termelétrica de Chengdu. Trata-se do maior dispositivo de dessulfuração por feixe eletrônico em operação no mundo atualmente. Tanto a taxa de remoção de enxofre quanto a taxa de remoção de nitrogênio são superiores aos valores projetados, que são de 80% e 10%, respectivamente. Além disso, todos os indicadores relacionados ao consumo energético durante a operação estão abaixo dos valores projetados. Além disso, está em andamento a introdução do processo combinado de injeção de cálcio no forno e ativação por umidificação da empresa finlandesa IVO, bem como do processo de lavagem a alta velocidade de fluxo contínuo da empresa japonesa Hitachi. Existem tecnologias maduras e eficazes para a remoção de enxofre em nível internacional. A adoção dessas tecnologias pode ser útil para acumular experiência na área de projeto, operação e gestão de equipamentos. No entanto, as tecnologias e equipamentos estrangeiros são caros. Portanto, é necessário desenvolver e promover tecnologias e processos adequados às condições econômicas do nosso país. Foram feitos também alguns avanços na pesquisa básica em tecnologias de purificação de gases de combustão no país, bem como nas tecnologias de purificação de gases de combustão para caldeiras de pequeno e médio porte. Para aumentar a eficiência do desulfurizante no processo de remoção de enxofre, são adicionados sais e álcalis que se dissolvem facilmente em umidade ao Ca(OH)2, ou então são utilizadas cinzas de combustão e hidratos de Ca(OH)2 como adsorventes ； Ou se pode usar carvão ativado como agente de adsorção; estudos de laboratório com esse material também obtiveram resultados satisfatórios. Sistemas de remoção de poeira e enxofre adequados para caldeiras de pequeno e médio porte, como as torres de filtro, bem como processos de remoção de poeira e enxofre do tipo “duplo clique”, também já mostraram resultados preliminares positivos. (IX) Utilização integrada da cinza de carvão: A pesquisa e utilização da cinza de carvão em nosso país focam-se em sua aplicação em grandes quantidades, como aditivo no concreto, na construção de pontes, barragens, fundações de edifícios altos e nas estruturas de segurança das usinas nucleares. Estima-se que a obra de Three Gorges, que está em construção, utilize 1,338 milhão de toneladas de cinza de carvão. Uma utilização mais ampla ocorre na construção de estradas de alta qualidade; essa tecnologia já está madura e foi aplicada na construção das estradas Hu-Ning, Jing-Shen e Jing-Ji. A cinza de carvão também é utilizada para o preenchimento de áreas mineradas e para a melhoria do solo na agricultura. Estima-se que, até o ano 2000, a emissão de cinzas volantes na China atinja 160 milhões de toneladas. Portanto, é necessário intensificar os esforços no aproveitamento das cinzas volantes, ampliar suas áreas de utilização, aumentar a quantidade utilizada e elevar sua taxa de aproveitamento. X. Exploração e utilização do gás de xisto: Houve progressos significativos na exploração do gás de xisto. Em 1998, foram perfurados 11 poços de gás de xisto na bacia de Qinsui, em Shanxi, e na região de Hegang, no nordeste do país. Nos poços Tunliu-003, Tunliu-006 e Tunliu-007, foi obtido um fluxo diário de gás de xisto de 7.000 m³, 10.000 m³ e mais de 16.000 m³, respectivamente. Foi possível controlar, inicialmente, uma área com aproximadamente 550 quilômetros quadrados onde existe gás de xisto. Os resultados da exploração indicam que a região possui as condições geológicas necessárias para a formação de grandes campos de gás de xisto. No sul de Shanxi, foram concluídas 3 poços. No poço de teste 1, foi alcançada uma produção diária de 7.000 m³ por poço. “Os trabalhos de pesquisa do projeto de avaliação dos recursos de gás de xisto na China estão em andamento. Já foram concluídas, de forma preliminar, as pesquisas nos quatro blocos de Liupanshui, Grande Norte da China, Três Rios do Nordeste e Liaozhong. Espera-se que o relatório final do projeto seja concluído em 1999. Estão em andamento projetos de cooperação com três empresas petrolíferas americanas – TEXCO, PHILLIPS e ARCO – para a exploração e desenvolvimento do gás de xisto em cinco regiões: Huaibei, Linxing, Sanjiao, Sanjiao Norte e Shilou. A área total das cinco zonas de cooperação é de 11.216,8 km², e estima-se que haja 653,5 bilhões de m³ de recursos de gás de xisto. Já foi concluída a perfuração de 9 poços de gás de xisto, obtendo-se bons dados sobre esse tipo de gás.