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5)民用散煤污染治理正在积极推进,洁净型煤、消烟兰炭、生物质成型等清洁燃料逐步普及,新型炉具灶具不断出现,以液化气、太阳能、电能、生物质气代煤工作在大力发展。
中国城乡居民散煤消费总量1.6亿t左右,虽然占比很小,但是炉灶低端原始、烟气低空直排、不具备治理净化条件,而且用户数量庞大、单户用量小,使用非常分散,经济承受力较差,监督管理十分困难,是中国煤炭清洁高效利用最难啃的一块硬骨头,需要因地制宜、多策多方式并举。
随着中国东部省区民用散煤治理力度加大,政府财政补贴的支持,近2年来,民用散煤清洁化治理逐步得到重视,新型节能减排炉灶、固硫洁净型煤、消烟型兰炭、优质无烟煤、生物质成型燃料等正在推广使用,特别是河北、山东等省区进展较大。具备条件的地区大力推广小风电、太阳能、液化气、电力、生物质气(沼气)等清洁优质可再生能源代煤工作。
目前中国沼气用户4200多万,各类沼气工程10万余处,年产沼气158亿m3以上,替代2500多万t标煤,减排CO2达6000多万t,洁净型煤(含兰炭)产销量3000余万t。“煤改电”、“煤改气”工作在大力发展。中国民用散煤治理的根本出路是实施清洁能源品种替代。
4、适应煤炭供给侧结构性改革的清洁高效利用发展思路
中国经济发展进入“新常态”。随着产业转型、结构调整的逐步推进,生态环境保护和污染治理标准逐步提高,能源供应品种多元化的发展、能源消费方式的变革,都将促使中国煤炭直接消费快速接近“峰值”,煤炭产能过剩的局面或将经常反复出现,倒逼煤炭供给侧结构性改革加速发展,“做好存量、提高质量、增加品种、增加清洁性、减少碳输出”,将是煤炭、煤电、煤化工行业未来发展的主旋律。煤炭的“高碳”秉性不可更改,集约化生产、集中使用、集中转化、集中治理是未来煤炭清洁高效利用的主要方向。
目前,中国煤炭清洁高效利用的技术路线和途径已经明确,并为大量推广应用所验证,只要认真实施,不要假打,从技术层面就已经基本能够解决煤炭消费的污染问题。但是,科学追求无止境,随着技术的不断进步,还会出现更高效、更清洁的煤炭消费利用方式和途径,未来中国煤炭清洁高效利用继续发展的方向主要有如下几个方面。
1)继续开展超洁净排放燃煤发电技术的研发和推广应用。
发电是中国未来煤炭消费的最主要方向,未来电煤占比可能提高到80%以上,所以燃煤超洁净发电是未来首选的发展方向。目前推广的超低排放发电技术,粉尘和污废水已经趋于“零排放”,未来要力争SO2、SO3、NOx、汞及其化合物和其他有害污染物也趋于“零排放”,实现法定污染物完全“零排放”的超洁净燃煤发电,彻底解决燃煤发电的大气、水污染问题。
2)加大富氧和纯氧燃煤发电技术的研发。
为了消除NOx产生和减轻烟气净化负担,提高发电能效,为碳捕捉创造条件,随着大型空分技术和装备的不断进步,高富氧或纯氧燃煤发电技术已经具备基础条件,需要加大新型锅炉及材料等的研究开发。
3)继续有序推进现代煤化工清洁高效转化的发展。
现代煤化工技术是对煤炭进行彻底清洁化的又一好办法。通过现代煤化工技术,传统认为的煤中有毒有害杂质都可以得到很好地资源化利用,同时煤炭被化工转化为各种高品质、优质能源品种和化工原材料产品,实现了产品多元化和经济价值的大幅度提高,既弥补了市场紧缺油气产品,又使煤炭得到充分、清洁化、高质高效利用。现代煤化工排放的是高浓度CO2,节省了碳捕捉环节,使碳循环利用和碳无害化封存等减碳行动成本大大降低。
中国现代煤化工技术虽然进展很快,但成长时间还很短,前期首台(套)示范项目暴露的问题还需要尽快解决和完善提高,煤化工能效提高、水耗降低、污染物尤其是污废水减排等还有大量的工作要做,需要进一步加大科技攻关力度,早日为中国煤炭清洁高效利用闯出一条全新的更加完美的道路。
4)抓紧开展CO2高效低成本分离捕捉、固化和循环利用技术研究。
对以煤炭作为优势能源矿产和主要能源的国家,开展CO2增量的消减工作是一项长期的任务。虽然目前人类还没有寻找到经济可行、一劳永逸的碳封存技术方向和碳循环使用途径,但是无论未来CO2如何循环利用或碳封存,CO2捕捉都是前置环节,无论是改变使用方式(纯氧燃烧)或对现有空气助燃方式的分离提纯,都是必须抓紧开展攻关研究的内容。
煤炭本身源于古代植物,是很好的碳固化方式,今天人类把煤炭开采出来并加以利用,是把已经固化的碳再次释放到大气环境中,必然产生碳增量和冗余,需要加大力度开展碳固化技术的研发攻关,以实现碳平衡。其中大兴植树造林是很好的天然碳固化(碳汇)措施,还有利于生态改善。碳埋藏也是未来发展的一个方向,当然最好方式是直接进行碳的循环利用,既有经济效益也有生态环境效益,但是由于利用总量有限,需要拓展新的利用领域。矿化发电、化工转化、微藻制油、植被碳浓相促生长等都是已经出现的新方向,只要坚持不懈,依靠科技创新,人类一定能找到可承受的碳固化途径,彻底解决碳排放冗余加重“温室效应”的隐忧。
5、结论
能源是人类社会赖以生存和发展的基础条件。随着经济社会的不断发展,还需要大量的能源,预计中国能源需求的“峰值”在60亿t标煤左右。通过提高能效和产业结构转型可以减缓能源消费强度和增速,但毕竟是有限度的,而且不宜以降低人类生活舒适水平为代价,生产和生活对能源的需求是刚性需求,必须得到保障。
在目前所能获得的所有能源品种中,无论是传统的化石能源还是现有的清洁能源和可再生能源,都存在各自的问题,大规模的太阳能光伏发电和风力发电,效率低、占地大、投资巨大、稳定性差,将给中国土地、生态带来严重的负担和损害,并不只是碳排放少就一好百好。化石能源的资源保障能力和经济性、可控性、稳定性无疑最高,化石能源的其他污染物治理从技术层面已经基本可以做到“近零排放”。
CO2并不是人类的大敌。地球大气生物圈的CO2处于动态平衡的过程中,只有打破平衡的那部分增量才需要额外的控制。“温室效应”是一个极其缓慢的过程,其真实的不利效应可能要数十年或者上百年以后才会有所显现,相信人类未来的智慧完全有能力应对“温室效应”危害问题,这不是“急之火燎、立竿见影”的事。
煤炭是中国优势资源,储量最丰富、性价比最高、生产能力最大、可以实现清洁高效利用,这已毋庸置疑,不可轻言放弃,徒增大量的能源消费成本,降低国家能源安全保障能力,削弱中国产品的价格优势和竞争力。在中国人均碳排放还很低的情况下,煤炭消费所产生的碳排放增量部分,可以通过提高能效以减少消费,通过碳中和、碳置换、碳循环利用等综合措施加以抵消。
煤炭工业为了自身的稳定和可持续发展,必须强力介入煤炭消费侧的清洁高效利用工作,逐步将单一的煤炭开采企业转变为“优质商品煤+高品质油气+精细化学品+清洁电力+廉价热力+利废建材”为一体的现代清洁能源综合体。否则由于消费侧的不清洁、不科学的煤炭消费利用方式引起的污染而总会让煤炭生产企业“背黑锅”,制约煤炭行业的可持续发展。对煤炭“妖魔化”,故意夸大其词、牵强附会、以讹传讹,不切实际、不科学、不理智的宣传误导,会害民误国。脚踏实地认真做好煤炭清洁高效利用这篇大文章,才是切合中国国情的明智选择。
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