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3.环境保护挑战
传统能源生产和消费方式引起的污染物排放已使我国生态环境不堪重负。二氧化硫、氮氧化物、可吸入颗粒物等排放对空气、水体、土壤造成了十分严重的环境污染。2012年,我国酸雨区面积占到国土面积的12.2%。如按欧盟标准,我国95%左右的城市空气质量不达标。2013年以来,严重雾霾天气的覆盖范围越来越广、发生频度越来越高、持续时间越来越长。除了大气污染以外,水污染、土壤污染、地面塌陷、水土流失等问题也日趋突出,发达国家200多年工业化进程中分阶段出现的环境问题正在我国集中出现。生态环境问题已经成为整个社会最重要,最迫切需要解决的问题之一。
为解决传统能源生产利用方式带来的环境保护问题,有两种途径可供选择:一是加快去煤化进程,转而发展天然气、核能、风能、太阳能,大幅提高清洁能源、可再生能源比重;二是立足国情,坚持煤炭主体能源地位不动摇,着力推进煤炭清洁高效利用。从安全保障和经济性考虑,采取第一种路径——盲目的“去煤化”存在诸多问题。而随着煤炭绿色开采技术、超低排放燃煤发电等技术攻关和示范工程建设取得重大进展,采取第二种路径——“煤炭清洁高效利用”能够大幅减少对生态环境的影响,超低排放燃煤电厂可以达到天然气电厂污染物排放限值。此外,通过发展煤制油、煤制天然气等现代煤化工项目还可实现大规模油气替代,提高我国能源供应安全程度。
三种煤炭清洁高效利用方式的对比分析
目前较为成熟的煤炭清洁高效利用方式有三种,即“煤炭发电”“煤制油品”“煤制天然气”。三种方式的能效、成本、耗水及环保排放、安全性等存在一定差异。下面以不同煤炭清洁高效利用方式在交通领域的应用为例,即“煤炭—电力—电动车”“煤炭—油品—燃油车”“煤炭—天然气—燃气车”进行逐一比较分析。
1.能效比较
我们将煤炭运输、转化、输配环节、发动机效率等各个环节的能效汇总,得到不同转化路线的煤基能源产品全生命周期能效,从研究结果来看,“煤炭—电力—电动车”方案的总能效(28.6%)高于“煤炭—油品—燃油车”(19.2%)和“煤炭—天然气—燃气车”(13.3%)方案,分别是后两者的1.49倍、2.15倍。也即,1吨标准煤通过“煤炭—电力—电动车”可使车辆行驶3627公里,通过“煤炭—油品—燃油车”仅可行驶2434公里,通过“煤炭—天然气—燃气车”仅可行驶1693公里。因此,“煤炭—电力—电动车”的能源转化效率最高。
2.不同车辆运营成本对比
油品售价按7.72元/升、天然气按3.1元/标方、电价按0.68元/度分别测算,燃油大巴运营成本最高52.41万元/年,压缩天然气(CNG)大巴运营成本次之35.56万元/年,电动大巴运营成本最低仅35.2万元/年。此外,随着我国天然气市场化步伐加快,价格逐年上涨将成为必然趋势。国家发改委宣布自2014年9月1日起将非居民用存量气价每米提高0.4元。此次调整是为了达成2015年存量气价与增量气价并轨、分步理顺存量气价格目标而迈出的第二步。而另一方面,我国正在推进新一轮电力体制改革,未来发电厂将可能直接面向用户售电,电网仅收取过网费。目前多数发电企业的度电成本在0.4元/度以下,过网费按0.1元/度测算,售电价仅0.5元/度,较我们测算电价0.68元/度下降0.18元/度,年运营成本可再节省1.8万元。因此,“煤炭—电力—电动车”运营成本最具竞争力。
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