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煤炭也能烧出低排放

我国突破大型燃煤超低排放发电技术,污染物排放控制指标世界领先

2018-4-18 10:48:10 来源:中国矿业报社 作者:丁怡婷

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2016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/立方米、二氧化硫不高于35毫克/立方米、氮氧化物不高于50毫克/立方米。那么,成本会不会很高呢?张绍强介绍称,“所增加的发电成本大概2~3分/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称,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说。

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显示,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。”张绍强介绍说。

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。□

网站编辑:宫莉

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