制图: 张芳曼
编者按: 我国是能源消费大国. 习近平总书记指出, '发展清洁能源, 是改善能源结构, 保障能源安全, 推进生态文明建设的重要任务. ' 当前打好污染防治攻坚战, 要坚持源头防治, 如: 调整能源结构, 减少煤炭消费, 增加清洁能源使用.
我国煤炭消费量约占全球一半, 能源结构正由煤炭为主向多元化转变. 本版推出 '美丽中国·关注清洁能源' 系列报道, 聚焦煤炭减量化及清洁利用, 同时关注风力发电, 光伏发电等面临的问题及其对策, 今日推出上篇.
外表黑乎乎, 烧起来冒出呛鼻的气味——这是大多数人对煤炭的第一印象. 然而, 你知道吗, 如果应用了现代先进技术, 煤炭也能烧得挺干净.
与国家排放标准相比, 二氧化硫, 氮氧化物, 颗粒物排放分别降低83%, 50%, 67%——今年1月的国家科技奖励大会上, '燃煤机组超低排放关键技术研发及应用' 获得国家技术发明奖一等奖, 这是我国煤炭清洁利用迈出的大步子.
以煤为主的能源结构短期内难改变, 应推动煤清洁高效利用
据统计, 2017年我国能源消费总量44.9亿吨标准煤, 其中煤炭消费占能源消费总量的60.4%, 比上年下降1.6个百分点. '中国的煤炭消费量约占全球一半, 再加上此前利用方式粗放, 大量煤炭分散燃烧带来了高排放. ' 国家发改委能源研究所研究员韩文科说.
中国煤炭加工利用协会理事长张绍强认为, '清洁利用和规模化燃用是当前改善大气质量行之有效的方法' .
不少专家认为, 煤炭减量化是清洁高效利用的前置任务, 否则污染物排放浓度再低, 总量依然庞大. 从趋势看, 煤炭减量化以及清洁能源替代正稳步推进, 两年来我国煤炭去产能超过5亿吨, 2017年非化石能源占全国能源生产总量的17.6%, 比2012年提高6.4个百分点.
虽然煤炭在一次能源中的比重呈下降趋势, 但在中短期主体能源地位较难改变, 实现煤炭转型发展是我国能源转型发展的立足点.
'大力发展清洁能源我们有共识, 但远水解不了近渴. 一方面, 在我国化石能源已探明储量中, 煤炭占94%以上, 石油和天然气仅占6%左右, 二者对外依存度较高, 不考虑品种的使用差异, 消费成本也比煤炭高不少;另一方面, 风电, 光伏等新能源的稳定性, 可控性有待提升, 至少短期内要大比例替代煤炭还比较难, 不能立竿见影. ' 张绍强认为, 应该科学有序降低煤炭消费比重, 推动煤炭清洁高效利用.
我国煤电机组污染物排放控制指标处于世界领先水平
生产侧而言, 煤炭清洁高效利用迈出实质步伐. 煤炭质量更优, 2017年我国原煤入选率为70.2%, 同比提高1.3个百分点;资源综合利用推进, 2017年全国煤矸石综合利用处置率达67.3%.
目前, 我国煤炭消费主要分布在燃煤发电, 冶金炼焦, 煤化工, 锅炉用煤(含建材窑炉和供热供暖), 民用散煤几个方面, 用煤量分别约占煤炭消费总量的50%, 17.5%, 6.8%, 20%和不足6%.
'其中发电用煤占比大, 但消费集中, 污染物控制和减排力度大. ' 张绍强说, 我国已经突破大型燃煤超低排放发电技术, 燃煤电厂大气污染物排放达到甚至优于国家天然气发电排放标准, 即烟尘不高于5毫克每立方米, 二氧化硫不高于35毫克每立方米, 氮氧化物不高于50毫克每立方米. 那么, 成本会不会很高呢?张绍强介绍, '所增加的发电成本大概2—3分每千瓦时, 新增成本不足10%, 比燃气发电成本低. '
国家能源局有关负责人介绍, 截至2017年三季度末, 京津冀, 河南等多地已提前1—2年完成全部具备条件机组的超低排放改造任务, 全国累计完成煤电超低排放改造6.4亿千瓦以上, 提前完成2020年改造5.8亿千瓦的目标;新建煤电机组全部为超低排放, 我国煤电机组污染物排放控制指标已处于世界领先水平.
除了超低排放工程, 煤电领域节能改造, 灵活性改造也在加快推进. '截至2017年三季度末, 全国累计完成煤电节能改造5.3亿千瓦;此外, 我们还着重实施热电解耦改造和纯凝煤电机组深度调峰改造, 最大限度发挥煤电机组调峰能力, 为新能源发电腾出空间. 比如辽宁省部分煤电机组实施灵活性改造后, 2017年新能源弃风率下降6个百分点. ' 国家能源局有关负责人举例.
煤炭深加工方面, 我国工艺国产化水平提高, 部分关键技术领跑国际, 以煤为原料可以生产出超清洁柴油, 天然气等. 据中国环境科学研究院完成的整车运行和台架实验, 煤制清洁柴油与国五标准柴油相比, 可使尾气中排放的一氧化碳, 细颗粒物, 氮氧化物和碳氢化合物分别降低24%, 49%, 12%和34%. 不过在韩文科看来: '煤化工可以发展, 但规模应当适度有序, 尤其要在生态环境可承受的范围内. '
散煤治理是难点, 将坚持散煤减量替代与清洁化替代并举
总的来说, 燃煤发电, 冶金炼焦, 煤化工三个煤炭消费领域能大规模集中利用, 污染物控制逐步向好. 目前真正难操作, 难监管的主要是大量散煤, 主要包括工业领域中的小锅炉和小窑炉散烧煤, 民用生活散煤等. 通常这些散煤都是分散采购, 流通环节混乱难监管, 煤的灰分和硫分含量高;分散使用, 燃烧过程效率低;大多数为直燃直排, 脱硫, 脱硝等设施几乎为空白.
据不完全统计, 我国燃煤供热供暖工业锅炉近48万台, 各种窑炉约13万台, 年耗煤约7.5亿吨. '锅炉效率低, 污染物控制设施简陋, 大量供热锅炉因季节性因素负荷变化较大, 实际燃烧效率, 锅炉热效率平均比国际先进水平低15%—20%, 导致烟尘排放超过全国排放总量的40%, 二氧化硫排放量占全国排放总量的35%以上, 成为严重的大气污染物排放源. ' 张绍强介绍.
他认为, 10蒸吨每小时以下的小锅炉由于过度分散, 炉型老旧, 容量小等, 不宜再进行改造, 应加快淘汰进程, 支持整合更换;20蒸吨每小时以上等级的工业锅炉与电站锅炉相似, 配套烟气净化措施后同样可以实现超低排放.
'现在有新型煤粉型工业锅炉燃烧效率在90%以上, 单是节能一项就比老旧链条炉提高30个百分点以上. 但目前推广存在一定困难, 这与违规成本过低, 监管不到位有关, 但也受一些地区 '一刀切' 去煤化影响, 有的地方还要求大中型热电机组也必须换成燃气发电, 不管是不是实现超低排放, 导致企业技术研发和应用积极性不高, 这就值得商榷了. 相关部门可以将排放标准提高到与燃气机组一致, 谁优谁劣可以对比, 超出了标准, 再关停淘汰都没问题. ' 张绍强建议.
民用散煤消费总量每年在2亿吨左右, 其中超九成用于北方农村冬季取暖. 虽然民用散煤占比小, 但大部分炉灶原始, 使用分散, 用户经济承受能力不高, 算得上煤炭清洁高效利用一块难啃的 '硬骨头' . 国家能源局有关负责人表示, 将坚持散煤减量替代与清洁化替代并举, 疏堵结合, 通过落实优质煤源, 建设洁净煤配送中心, 推广应用洁净煤和型煤, 先进民用炉具, 加强监管等措施, 解决民用散煤清洁化利用问题.
中国能源研究会常务副理事长周大地认为, 清洁高效的同时, 也应该向低碳努力, '煤炭的高碳性没办法改变, 当前重点是清洁高效, 但不是说低碳就放弃了. ' 日前召开的国家能源工作会议提出, 要抓紧研究实验碳捕集及应用技术, 争取早日实现突破, 使煤电发展更加符合清洁低碳安全高效的要求.
'统筹推进煤炭清洁高效利用是2018年能源工作重点任务之一, 我们将在控制煤炭消费总量的基础上, 着力提高电煤在煤炭消费中的比重, 争取到 '十三五' 末, 电煤比重提高到55%左右, 30万千瓦级以及具备条件的燃煤机组全部实现超低排放. ' 国家能源局有关负责人说.