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最近,煤炭?jī)r(jià)格波動(dòng)再次引起社會(huì)對(duì)煤炭行業(yè)的關(guān)注。實(shí)際上,對(duì)于煤炭這種不可再生資源,我們更應(yīng)看重的是如何對(duì)其進(jìn)行高效、清潔利用。為此,本報(bào)記者采訪了中國(guó)工程院院士等相關(guān)領(lǐng)域核心專家,以探討IGCC、煤化工等熱點(diǎn)話題,并呈現(xiàn)該領(lǐng)域最新進(jìn)展與方向。
近期,煤炭?jī)r(jià)格暴跌。有評(píng)論稱,其跌幅已經(jīng)直逼2008年金融危機(jī)時(shí)期。然而,價(jià)格下跌卻難抑國(guó)內(nèi)煤炭開發(fā)熱潮。
究其原因,企業(yè)的底氣來(lái)源于煤炭在我國(guó)能源版圖中的主導(dǎo)地位。按照現(xiàn)在的能源需求計(jì)算,到2030年,我國(guó)的煤炭消費(fèi)量可能將達(dá)到45億噸以上。
然而,根據(jù)中國(guó)工程院的研究數(shù)據(jù),屆時(shí),在更嚴(yán)格的污染物排放約束下,按現(xiàn)有技術(shù)和排放強(qiáng)度,煤炭消費(fèi)量需要控制在20億噸以下。
那么,這25億噸的鴻溝該如何填補(bǔ)?煤炭工業(yè)未來(lái)何在?“煤炭時(shí)代”能維持到何時(shí)?
近日,中國(guó)工程院2011年重大咨詢項(xiàng)目《中國(guó)煤炭清潔高效可持續(xù)開發(fā)利用戰(zhàn)略研究》基本完成,給出了未來(lái)我國(guó)煤炭清潔利用的技術(shù)路線圖。
如何彌補(bǔ)25億噸差距
“解決25億噸差距的途徑是依托技術(shù)進(jìn)步,大幅度降低單位能耗的排放強(qiáng)度。”該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、中國(guó)工程院副院長(zhǎng)謝克昌院士告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者。
據(jù)悉,為了探尋一條清潔、高效、可持續(xù)開發(fā)利用煤炭的新道路,中國(guó)工程院自2011年2月啟動(dòng)了該項(xiàng)目,參加人員包括30位院士在內(nèi)的共405位專家,代表了我國(guó)煤炭研究領(lǐng)域的最高水平,對(duì)煤炭利用開展了全產(chǎn)業(yè)鏈、全生命周期分析。
目前,我國(guó)已進(jìn)入低品質(zhì)煤資源的開發(fā)時(shí)期,低品質(zhì)煤占全部煤炭資源的40%,尤其是褐煤含水量高,難以大規(guī)模開發(fā)利用。
因此,項(xiàng)目組建議引入“潔配度”概念,將煤炭分為不同等級(jí),強(qiáng)化煤炭的分質(zhì)、分級(jí)利用。據(jù)介紹,目前我國(guó)商品煤潔配度為33%,而美國(guó)可達(dá)71%。
項(xiàng)目組建議制定潔配度準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn),嚴(yán)格限制不達(dá)標(biāo)煤炭交易,推進(jìn)煤炭全面提質(zhì),并提出到2020年將潔配度提高到52%、2030年提升到58%的目標(biāo)。據(jù)此粗略估計(jì),到2020年我國(guó)可節(jié)煤4億噸。
而在先進(jìn)發(fā)電技術(shù)方面,雖然我國(guó)部分技術(shù)國(guó)際領(lǐng)先,但整體技術(shù)更新相對(duì)滯后。項(xiàng)目組認(rèn)為,超(超)臨界、整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)(IGCC)和分級(jí)轉(zhuǎn)化是未來(lái)方向。
具體建議是,繼續(xù)增加超(超)臨界機(jī)組比重;將IGCC與多聯(lián)產(chǎn),碳捕獲、利用與封存(CCUS)等綜合考慮,在2020年前建設(shè)多座示范工程;開發(fā)大規(guī)模分級(jí)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)示范,在改造老電廠與新建大電廠中推廣;在熱負(fù)荷連續(xù)穩(wěn)定地區(qū)加快建設(shè)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組等。
而在煤化工方面,我國(guó)新型煤化工處于示范階段,傳統(tǒng)煤化工仍是主流,例如,2010年傳統(tǒng)煉焦用煤在煤化工總煤耗中達(dá)到82%。項(xiàng)目組建議調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),優(yōu)先發(fā)展現(xiàn)代煤化工,到2020年將現(xiàn)代煤化工的比例由目前的4%提高到30%;同時(shí)提高集中度,逐步實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化升級(jí),在2020年前建設(shè)能效更高的煤基多聯(lián)產(chǎn)工業(yè)示范項(xiàng)目。
“氣化用煤會(huì)成為未來(lái)煤炭清潔轉(zhuǎn)化利用的重要方向!敝x克昌說(shuō)。
找準(zhǔn)輸煤輸電平衡點(diǎn)
我國(guó)煤炭資源分布不均、煤水逆向。
數(shù)據(jù)顯示,內(nèi)蒙古煤炭地質(zhì)資源量占26%,而水資源僅占1.6%;山西煤炭地質(zhì)資源量占12%,水資源僅占0.4%;新疆煤炭地質(zhì)資源量占40%,水資源占3.1%。煤炭運(yùn)輸呈現(xiàn)大規(guī)!拔髅簴|運(yùn)、南煤北運(yùn)”的格局,生產(chǎn)與消費(fèi)中心距離不斷加大,全國(guó)鐵路運(yùn)煤量占全國(guó)貨運(yùn)量的比例超過(guò)50%。
同時(shí),原煤供給粗放化趨勢(shì)加大,2010年我國(guó)原煤入選率只有51%,而世界主要產(chǎn)煤國(guó)家均在80%以上,動(dòng)力煤入選率僅35%,遠(yuǎn)低于國(guó)外70%的平均水平。
“低品質(zhì)煤大規(guī)模、長(zhǎng)距離運(yùn)輸,既降低了煤炭利用效率也破壞了環(huán)境。煤炭開發(fā)戰(zhàn)略性西移是必然趨勢(shì),優(yōu)化布局是當(dāng)務(wù)之急!敝x克昌指出。
對(duì)此,項(xiàng)目組建議,加快建設(shè)西部大型煤炭工業(yè)基地;在協(xié)調(diào)好水資源和生態(tài)環(huán)境的前提下適度地加大中部開發(fā)力度,而在東部則應(yīng)采取保護(hù)性限采措施,逐步實(shí)施東北老礦區(qū)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型。
輸煤輸電并舉是解決長(zhǎng)距離輸送難題的關(guān)鍵。問(wèn)題是輸煤、輸電的經(jīng)濟(jì)平衡點(diǎn)在哪里?
對(duì)此,項(xiàng)目組研究指出,平衡點(diǎn)應(yīng)在1800公里左右。例如,寧東—浙江輸電更經(jīng)濟(jì),而內(nèi)蒙古—浙江則同時(shí)采取洗精煤輸煤與煤矸石輸電;山西、內(nèi)蒙古、寧夏實(shí)行精煤輸煤、洗中煤輸電效率較高;新疆離負(fù)荷中心較遠(yuǎn),長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看應(yīng)重點(diǎn)考慮輸煤,但近期也有必要發(fā)展遠(yuǎn)距離輸電。
我國(guó)目前輸煤、輸電比例嚴(yán)重失衡,2006年山西、陜西、蒙西地區(qū)輸煤比例在95%以上,輸電比例不足5%。項(xiàng)目組認(rèn)為,我國(guó)2020年輸煤輸電比例調(diào)整到5∶1~4∶1,同時(shí)應(yīng)將煤炭開發(fā)利用外部成本全部納入煤炭?jī)r(jià)格體系,完善煤電價(jià)格形成機(jī)制。
戰(zhàn)略規(guī)劃亟待出臺(tái)
對(duì)于燃煤導(dǎo)致的污染和溫室氣體排放壓力,謝克昌指出:“首先應(yīng)當(dāng)控制煤炭消費(fèi)總量!
根據(jù)中國(guó)工程院的計(jì)算,考慮技術(shù)進(jìn)步和強(qiáng)化管理帶來(lái)的排放強(qiáng)度降低,允許最大煤炭消費(fèi)量為50億噸。但如果考慮未來(lái)碳排放約束,最大允許量應(yīng)大幅降低,若要突破該約束,應(yīng)加強(qiáng)CCUS技術(shù)儲(chǔ)備。此外,還應(yīng)從結(jié)構(gòu)、技術(shù)和管理三方面挖掘節(jié)能潛力,同時(shí)加大煤炭科學(xué)產(chǎn)能。
目前我國(guó)煤炭科學(xué)產(chǎn)能約為10億噸,僅占煤炭產(chǎn)量的1/3,而且主要集中于中東部。項(xiàng)目組建議制定科學(xué)產(chǎn)能標(biāo)準(zhǔn)體系,改造或淘汰不達(dá)標(biāo)礦井,由國(guó)家和企業(yè)共同投入,到2020年和2030年科學(xué)產(chǎn)能分別達(dá)到32億噸和39億噸以上。
為了落實(shí)煤炭消費(fèi)總量控制目標(biāo),項(xiàng)目組建議組建能源部,從戰(zhàn)略層面提高國(guó)家對(duì)煤炭行業(yè)的統(tǒng)一管控能力,制定《我國(guó)煤炭高校清潔可持續(xù)開發(fā)利用戰(zhàn)略》,明確煤炭開發(fā)利用的思路與重點(diǎn),出臺(tái)煤炭資源管理和保護(hù)政策,加強(qiáng)考核和監(jiān)管,對(duì)現(xiàn)代煤化工發(fā)展、新疆煤炭開發(fā)、金三角煤炭開發(fā)等一系列重大問(wèn)題給出指導(dǎo)意見。
謝克昌認(rèn)為,應(yīng)鼓勵(lì)國(guó)內(nèi)煤炭企業(yè)積極參與國(guó)外資源開發(fā)和貿(mào)易,推動(dòng)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的現(xiàn)代煤化工技術(shù)輸出,在國(guó)外建設(shè)大型煤液化、煤氣化、煤制烯烴等基地,增加國(guó)內(nèi)產(chǎn)品供應(yīng)。
此外,還應(yīng)設(shè)立煤炭重大科技專項(xiàng),全面加強(qiáng)先進(jìn)煤炭精細(xì)勘探、綠色開采、現(xiàn)代煤化工等戰(zhàn)略性技術(shù)科技攻關(guān),強(qiáng)化系統(tǒng)集成,加快產(chǎn)業(yè)化。
“技術(shù)進(jìn)步是解決我國(guó)煤炭利用問(wèn)題的關(guān)鍵!敝x克昌說(shuō),“煤炭的清潔、高效、可持續(xù)開發(fā)利用應(yīng)該是我國(guó)能源戰(zhàn)略的重中之重。唯有如此,才能擺脫以不足世界平均水平1/3的儲(chǔ)采比卻以大量消費(fèi)與嚴(yán)重污染苦苦支撐國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的困境,也才能夠給子孫后代留下足夠的化石能源資源!
他還特別指出,“上述集項(xiàng)目組全體成員智慧和勞動(dòng)結(jié)晶的成果將在進(jìn)一步完善的基礎(chǔ)上盡快提供給全社會(huì),以充分發(fā)揮工程院作為工程科技思想庫(kù)的作用”。