用數據說話
我國現在平均每年消費煤炭約38億噸,當下煤電占總發電量的比例約80%,水電約百分之十幾,風電百分之二三。
我國燃煤發電效率在2006年就已超過美國。當前中國發電平均每度電消耗318克標準煤,而美國的數據是375克標準煤。
看了數據你想到了什么?
煤是我國的主力能源,不可能完全去除煤的使用。
我國的燃煤發電技術在世界范圍內是領先的
那么污染問題到底出在哪?該如何實現清潔高效利用呢?
對此,《環境與生活》雜志記者采訪了中國工程院院士、中國能源學會會長、清華大學熱能工程系教授倪維斗。
“我不太贊成煤制氣”
說起“煤炭的清潔高效利用”這個話題,倪老的眼睛里似乎閃著光。“煤在相當長一個時期,過去、現在、未來都是我國的主力能源,過去50年的發展都是靠煤撐起來的,現在把煤貶得一無是處,把它看作污染的‘重刑犯’,一巴掌打死,感覺有點忘本,像‘飛鳥盡良弓藏,狡兔死走狗烹’。”
他說,在環保要求越來越高的情況下,中國解決能源問題主要還是把煤的事情辦好,而不是完全“去煤化”。“去不了,我國現在平均每年消費煤炭約38億噸,在這種情況下,很多人倡導‘以氣代煤’,我們也希望多用天然氣以改變能源結構,但氣源在哪里?氣的儲量有多少?我國提出一個目標——到2020年當年,要消費利用3500億立方米的天然氣,折合成標準煤的熱量,才兩三億噸標準煤。”
倪維斗院士認為,如果完全依賴天然氣,海上運輸出問題,對能源安全影響巨大;另外,和周邊關系要注意協調,萬一發生戰爭,可能對運輸管線轟炸、破壞,所以引進天然氣要有限度。“到冬天天然氣可能不夠用,很多人就想讓大量的‘煤制氣’上馬,我不太贊成。煤通過化學方式制取天然氣,但天然氣里的碳比較少,很多碳都白白變成二氧化碳釋放掉。大家都以用天然氣為榮,所以有大量企業做煤制氣,國家也批了不少項目,很多都沒做成,做成的也多是虧本,成本太高。”
3月22日,中國工程院院士、中國能源學會會長倪維斗教授在家接受《環境與生活》雜志記者采訪。
資源稟賦決定不能“去煤化”
“我們總說法國核電比例大,但它國家小,電量總量需求不像我們這么高,我國目前年需求電量約5萬億度,將來若需要千萬億度,要靠核電很難滿足這些需求。當下煤電占總發電量的比例約80%,水電約百分之十幾,風電就百分之二三。水電是比例最大的可再生能源,但可開發資源在逐步減少。當下能替代煤炭的能源是有限的。”
倪維斗強調,煤在相當長的一段時期,仍然是我國的主力能源,關鍵是怎么用好,中國的資源稟賦決定了不可能完全去除煤的使用。
該打屁股的是散煤利用
煤電屬于集中使用煤炭,污染控制近幾年取得不小的進展,“打屁股得打在散煤的利用上”。
他用數據加以闡釋:全國約有70萬臺工業小鍋爐,還有各種窯爐,加上農村普遍的炊事和采暖用煤,散煤利用量約50%,而這50%所引起的污染,要比煤電所產生的污染多得多。“中國電力企業聯合會的統計是,大電廠燒煤發電所引起的污染占煤利用產生污染的2%,主要是散燒煤這部分要下大力氣。中國有那么多農村人口,什么便宜用什么,煤很便宜,所以絕大多數農戶燒煤,且多是次煤、高含硫煤等。”
他說,政府在想辦法管制,但牽涉農民的經濟負擔問題,比如買散煤是300塊錢一噸,而好的煤炭得800塊錢一噸,買不起。“國家準備貼錢給農民搞好煤炭的利用,污染可能有所減少,但這需要大量資金投入,還在計算中。如果解決不好這個問題,將來的污染就是農村包圍城市。”
在倪維斗看來,煤炭的清潔高效利用就是針對大部分散煤進行整治,以電能來替代散煤燃燒。
終極之道:用電能替代燒散煤
在倪維斗院士看來,煤炭的清潔利用就是針對大部分散煤進行整治,終極之道是“大力發展清潔煤發電,以電能來替代散煤燃燒。”雖然電價不那么高,但大面積替代使用后總價比燒散煤高,“所以需要降低電價,鼓勵大量燒散煤的地方以電替代燒散煤,如燒飯用電不用灶、采暖用電不燒炕。”
他強調,這些亟需技術進步。“例如,燒電爐子取暖,從能量轉化來說并不合理,1度電用于燒電爐子,滿打滿算差不多是發出860大卡的熱量,而這860大卡是前面花了2000多大卡的熱量換來的。把煤炭變成高級能源電能,再把它簡單轉化成低級的熱來采暖肯定不行的,得靠熱泵技術來提高能效,而熱泵需要一定技術水平,如需要壓縮機、膨脹機等,目前這方面的研究也在進行中。”
“我國用50%的煤發電,而德國、美國這方面的比例比我們高得多,德國大約80%,美國約90%,它們的煤主要是用來發電,再把電高效利用到生活中,有效控制污染。我們將來要將煤高效低污染轉化成電的比例提高,使電在各方面替代其他能源。”倪老說,電能占終端能源消費的比重代表電力替代煤炭、石油、天然氣等其他能源的程度,是衡量一個國家終端能源消費結構和電氣化程度的重要指標。電目前在全國終端能源消費中的利用比例只有22%,至少應該增加到30%或50%。
上海外高橋第三發電廠被國際能源署稱為“世界上最清潔的火電廠”,發電煤耗為276克/千瓦時。
小鍋爐也有辦法燒好
另外,倪老談到,市面上關于煤炭“近零排放”的說法很多,但并不確切,這只是相對以前粗放的燒煤情況而言,并非絕對的不排放。“當下,集中用煤排放的二氧化硫、氧化氮、細顆粒物,靠排放尾氣的收集處理,經過脫硫、脫硝、除塵裝置,已經能控制為和燒天然氣排放的水平相當,但最大挑戰是二氧化碳排放量,這是燃料的天性決定的。煤的主要成分是碳,排出的二氧化碳也多,燒一噸煤能產生2.7噸的二氧化碳,燒天然氣(CH4)排放的碳就相對少得多。”但他強調,當前的清潔煤技術可以使其傳統污染物的排放量,低于目前天然氣燃燒排放量的國家標準。
“洗煤”也是煤清潔利用的方式之一,就是在煤礦將粗煤經過水洗,洗去一些灰分、硫,比較容易,但也會增加成本,“關鍵是供應鏈下游的電廠愿不愿意買”。很多電廠寧愿采用價格便宜的粗煤,能少花點錢就少花點。“大家會慢慢地開始接受洗過的煤,因為國家對燃煤排放的標準會越來越嚴格,后處理成本也會增加,前端的煤干凈一點,燃燒后處理的成本也就沒那么大壓力了。企業也在盤算,到底是用洗煤劃算,還是加強后處理劃算。”
大型鍋爐的效率可以達到95%以上,煤燃燒釋放的能量有95%是被利用起來的。而工業小鍋爐平均效率只有65%~70%,“燒出來的灰都黑乎乎的,其實是炭沒燃燒完全”,所以小鍋爐燒煤是空氣的主要污染源之一,但倪老認為,“小鍋爐也是有辦法燒好的”,不能一棍子打死。他說,大家都在動腦筋,市面上出現了一種“水煤漿”技術,將65%左右的煤粉與34%的水和少量添加劑混合制備成液體,可以像油一樣泵送、霧化、儲運,并可直接用于各種鍋爐、窯爐的燃燒。這種技術使煤炭燃燒比較充分,污染排放也不很高,成本也可接受。(撰文:葉曉婷 季天也 編輯:胡仲濤)
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