决不能否定煤炭在我国能源中的重要地位

时间:2022-07-12 09:13:59

决不能否定煤炭在我国能源中的重要地位

去年以来,我在北京、山西、上海等地与煤炭、能源、科技界一些专家、学者讨论交谈中,大家对北京等地提出的“去煤化”观点,进行了讨论。大家一致认为:“去煤化”观点不符合我国富煤、贫油、少气的资源禀赋和国情,这种提法既不现实,也不科学。作为中国的基础能源,煤炭行业需要革命,但不应“革煤炭的命”,中国解决能源问题主要是把煤炭挖好、用好、管好,如何使煤炭洁净化是重点,而不是完全“去煤化”,也根本去不了。到2050年,化石能源仍然是(世界)能源构成的基础,煤炭仍将长期发挥作用。这是2013年底召开的第22届世界能源大会,对2050年作出的十点判断之一。一致认同煤炭在经济发展中的重要性,2014年国际能源署的报告也指出,全球煤炭需求有增无减,预计到2019年将达到创纪录的90亿吨。

党的十以来,党中央为改善生态环境,从根本上解决环境污染问题,采取了一系列战略决策和具体举措,推动经济发展方式转变、产业结构转型、能源结构调整、防霾治霾、绿色发展及能源生产和消费革命的探索实践,取得了明显成效,并赢得了社会各界好评。然而,一些地方少数领导同志以防霾治霾为由,提出了“去煤化”并采取“一刀切”的作法,使与煤沾边的产业,无一不受到影响,其中影响最大的是煤电两大产业。作为一名采煤工程师,在煤矿工作25年的老矿工,一直以煤电是光明使者为荣。过去60多年我国发展都是靠煤炭撑起来的,现在和未来相当长一个时期内,仍将是我国的主力能源,如今却被贬得一无是处,实在令我难以接受。

煤炭燃烧过程中产生的环境污染是严重的,但是,燃煤大中电厂这些年来通过超低排放的技术改造,排污状况已明显改观,采用“超低排放技术”已让煤电致霾走向治霾(如:北京高井、高碑店、国华一热、京能热电四家燃煤电厂,采用的是全世界上最严格的排放标准,烟尘、二氧化硫、氮氧化物三项大气污染物年排放总量仅占全市总排放量的2.5%,而上缴排污费却占到了全市的20%多,让某些媒体和社会上某些人误认为燃煤电厂排污超过20%,这完全是一种误解)。散烧煤造成的污染是燃煤电厂排污的十倍以上,才是防霾治霾重点,我们目前也完全有能力通过技改来解决。一些地方忽视国情和煤电发展现状,搞“去煤化”的作法,不但不现实,也很不科学,必须引起足够重视。否则,我国的能源生产和消费革命有可能走入新的困境。我们应该立足我国国情抓实煤电治霾、推进绿色发展,决不能否定煤炭在我国能源中的重要地位,简单搞“去煤化”。为此,我通过调查研究并综合有关专家学者建议,提出如下报告。

一、煤电在中国具有不可替代性

通过学习和领会2014年6月13日在主持召开中央财经领导小组第六次会议(研究我国能源安全战略)发表的重要讲话,让我们明确,党中央对推动能源供给革命的诠释是:“推动能源供给革命,建立多元供给体系。立足国内多元供应保安全,大力推进煤炭清洁高效利用,着力发展非煤能源,形成煤、油、气、核、新能源、可再生能源多轮驱动的能源供应体系,同步加强能源输配网络和储备设施建设。”主张在能源领域建立多元供应体系,并没有排斥煤炭的意思。煤炭是我国能源领域中,立足于国内的一种能源,也是多元化能源供应中的重要组成部分,可以起到保证国内能源安全、平抑能源价格的重要作用。一方面要大力推动煤炭清洁高效利用,另一方面着力发展非煤能源。其中,非煤能源的含义应比非化石能源广泛,它应当包括清洁高效利用石油、天然气在内。的这一论断,是建立在中国最新的电力科技成就的基础上的。调研中,大家对此充分认同并大力推崇。

我国的煤电与我国的能源革命戚戚相关,我国是一个能源以煤为主的国家,相应的发电能源也是以煤为主的,我国发电装机容量中60%是煤电,发电量中70%是煤电。煤电真要像发达国家那样用别的电源来替代,是一件非同小可的事情。我国煤电行业下决心着力解决燃煤发电的污染问题,发达国家没有做到的事,我国正在探索,力求努力做到。我国在煤电脱硫、脱氢、除尘等方面通过努力,已经实现了污染物近零排放和超低排放,可以做到比天然气发电排放的污染物还要好,现在我国煤电行业正在努力解决CO2减排的问题。因此,大家一致认为,所说的大力推动煤炭清洁高效利用,就是要使煤炭发电能和天然气发电一样清洁高效,能和风能、太阳能一样清洁高效,而且可以保证国家的能源安全和获得廉价能源,这是完全正确的战略决策。

从另一方面看,我国煤电的规模很大。2014年末装机容量8.25亿kW,年发电量3.9万亿kW・h,要想用非化石能源替代在短时间内难以实现。我国火电(除使用煤炭原料的)已开发3亿kW,从可开发的资源量来讲,最多只能再开发1亿kW。我国核电专家认为,“中国核电装机宜控制在1.5亿kW左右,最多不要超过2亿kW,而且要稳妥把握建设节奏。”这就是说,核电最好控制在2亿kW(当然这仅仅是专家建议),所以非化石能源电力中两种条件比较好的资源数量有限,在短期内不可能替代煤电。同时,由于风电、太阳能光伏发电的间歇性,在储能问题解决之前,风电和太阳能光伏发电还需要依靠煤电和气电作为调峰、调频和备用电源,所以也不可能完全替代煤电。由此可见,气电和煤电在我国今后相当长的时间内,还依然有存在的必要,甚至煤电还应有所发展。

我国煤电已接近零排放,超低排放,超临界、超超临界机组发展迅速,使煤耗年年下降。我国煤电不仅为非化石能源发展提供了辅助服务保障,而且为能源安全、电力安全提供了保障,也为维持世界最低电价提供了保障。我国煤炭实现清洁高效利用使我国能源的低碳绿色发展成为现实,尤其是煤电可实现环保、安全、廉价三者同时具备的最佳效果。据中国电力联合会的统计显示,目前,全国6000千瓦及以上电厂供电标准煤耗为318克/千瓦时。国际上发电节能最先进的国家丹麦为286.08克,美国为300.08克每度。未来通过提高机组准入门槛、改造现役机组、淘汰落后机组,并继续推动技术攻关,供电煤耗下降仍有空间。如:上海外高桥第三发电有限公司煤耗为276.02克,超过国际最先进的节能国家近10克,比国内电厂节煤达40克以上。烟尘、二氧化硫和氮氧化物三大污染物每立方米排放分别达到8毫克、18毫克和 17毫克,山西国际能源(格盟国际)集团瑞光热电厂超低排放改造后三大污染物排放分别达到0.6毫克、17毫克和12毫克,都远低于国家发改委、环保部、能源局三部委制定的《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014―2020年)》中,要求火电厂燃煤锅炉大气污染物排放浓度,达到燃气轮机组排放限制,即烟尘、二氧化硫、氮氧化物指标分别小于5毫克/标立方米、35毫克/标立方米、50毫克/标立方米。

同时,燃煤发电超低排放改造的经济效益明显。目前,我国燃煤发电上网电价一般为0.3―0.4元/千瓦时,远低于天然气发电0.8元/千瓦时左右的上网电价。超低排放改造后,用煤发电达到同样的排放甚至更低,成本仅为天然气发电的一半。据相关测算,燃煤机组改造完成后,每年可节约原煤约1亿吨,减少二氧化碳排放1.8亿吨,电力行业主要污染物排放总量可降低60%左右。随着2015年12月9日国家发改委、环保部和国家能源局《关于实行燃煤电厂超低排放电价支持政策有关问题的通知》的,全国不少燃煤电厂已加快超低排放改造的步伐。据了解,目前,全国已完成超低排放改造的煤电机组近1亿千瓦,占煤电装机十分之一,正在进行改造的超过8000万千瓦。初步测算,到2020年我国燃煤电厂超低排放改造任务完成后,电力行业二氧化硫、氮氧化物、烟粉尘等主要污染物排放可分别下降59.2%、61%和57.1%,我国燃煤电厂大气污染物的排放水平将达到全世界最好水平。

二、煤火电与其他能源发电成本比较

当前,我国在火电技术方面己具备独立设计制造600℃超超临界机组的能力,机组发电效率可超过45%,己达到了国际先进水平。比如:国内最现代化的燃煤电厂――浙江台州的华能玉环电厂及上海外高桥第三电厂,能源效率分别达到了45%和46%,上海外高桥第三电厂成为世界上能源效率最高的燃煤电厂。根据统计数据显示,国内火电单位平均造价,包含超低排放新建或改造等环保投入,大致在3700元/千瓦左右,除略高于气电之外,单位造价明显低于水电、核电、风电和光电,成本优势明显。

核电投资巨大、固定成本高(包括折旧、贷款利息、退役基金)、变动成本较低(其中燃料费、乏燃料基金占总成本的约25%),已建成投产的二代改进型核电机组,单位造价达到1.3万元/千瓦,正在建设三代核电机组在1.6―2万元/千瓦之间。

气电效率高,具有较好的调峰性能,尽管燃气轮机单位造价大约为2800元/千瓦,但由于燃气价格较高,使其发电成本远高于水电、核电和燃煤发电,是煤炭发电成本的2―3倍,目前发电企业多靠补贴存活。

水电目前造价上升,除了物价、人工材料费用的上涨因素,移民搬迁、土地补偿、附带基础设施修缮等也进一步抬高了水电造价和发电成本,达到15000元/千瓦。

风电年发电利用小时较低,一般在1500―1700小时之间,较低的利用小时抬高了单位发电成本,达到9300元/千瓦。

光电系统庞大、占地面积广、光电转换率低、投入资金量大、不能24小时发电。以国内某10MW光伏电站项目为例,其建设总成本为21146.6万元,发电成本高达2.1万元/千瓦。其运行中基本没有污染,但生产制造过程中相对具有较大的污染。

目前,我国陆上风力平准度电成本为每兆瓦时77美元,比燃气的113美元便宜,但比煤炭发电的44美元贵,太阳能光伏则是109美元。单位运营成本上,水电、核电、风电普遍低于0.10元/千瓦时,火电居中,达到0.19元/千瓦时,气电最贵,达到0.52元/千瓦时,火电平均总成本保持在0.28元/千瓦时,具有其他能源发电所不具备的综合成本优势。(见表1)

除明确以上煤火电的综合成本优势外,我们还应明确核电的安全问题和水电、风电、光电的储能问题。发达国家所遭遇的核泄漏和核废料处理等难题,必须引起足够重视,毕竟现阶段科技水平只能使核电 “可以做到安全”,还不等于“已经做到安全”。目前全世界443座核反应堆已积累了36万吨致命的高放射性核废料(致命放射性污染可持续10万年以上),而且还在以每年1.2万吨的速度增长。目前全世界没有一个国家找到了绝对安全、永久处理高放射性核废料的方法。核电站的退役周期漫长且成本非常昂贵,核威胁时刻存在。此外,在风电、光电储能问题解决之前,还需煤电和气电作为调峰、调频和备用电源,在我国煤电是最好、最便宜的配套电源。另据了解,用蓄电池作为配套电源每千瓦要投资四五万元,是煤电投资的10倍;寿命仅5年,为煤电的1/6;损耗为30%,煤电则不存在损耗。

三、散烧煤是煤炭燃烧污染的重点

占我国煤炭使用量“半壁江山”的散烧煤(主要指工业锅炉和生活散烧用煤),使用效率远低于大型燃煤电厂,燃烧污染物的排放是燃煤电厂污染排放的十倍以上。目前,散烧煤的污染不仅没有得到有效治理,其污染物的排放标准,还远低于燃煤电厂。由于散烧煤的“散”,也一直是环保部门的监管难题,要对数以万计的各种锅炉实施监控,有些力不从心。亟需集中全社会力量,共同攻克这一防霾治霾的难点和重点。

据国家发改委能源研究所的数据显示,目前我国尚在使用的工业燃煤小锅炉超过70万台(单体容量小,平均容量在8t/h[吨/小时]左右,10t/h以下燃煤小锅炉数量为42万台,占总数的2/3;排放贴近地面,对环境质量影响很大;锅炉的技术、主辅机不匹配,运行效率低),这些小锅炉一般是小的水泥厂、玻璃厂、钢厂等所拥有,在环保设备的使用方面,据调查了解,缺少相应资金支持。据计算,工业锅炉排放的烟尘和二氧化硫分别占到全国总排放量的41.6%和22.2%。70万台工业锅炉一年散烧约18亿吨煤,而散烧一吨煤排放的污染物是火电厂等大型锅炉处理后的10倍以上。也就是说,散烧18亿吨煤的排放量,相当于180亿吨以上电厂用煤燃烧产生的污染。这是煤炭燃烧造成污染的重点,也是治理工作的重中之重。

工业锅炉之所以产生这么多污染物,其中一个主要原因就是污染物的排放标准低。对比目前火电厂和工业锅炉主要污染物排放限值,可发现两者相差少则几倍,多则十几倍。如:小锅炉的二氧化硫排放限值是火电厂的18倍。目前的标准中,对于10t/h以下的锅炉在一类区的氮氧化物的排放限值没有限制。除了工业锅炉外,散烧煤的另一个大户居民用煤,特别是农民生活用煤,是造成空气污染的重要来源之一。由于中国的居民生活用煤没有系统的脱硫、脱硝、除尘,5000万吨家庭用煤的大气污染物排放总量将约等于10亿吨煤电产生的污染物。其中,更为关键的是,由于劣质煤性价比,农民使用的煤炭中很大部分是一些高硫、高灰分的劣质煤,这些劣质煤燃烧所产生的污染物则更多。

与燃煤电厂用煤相比,散烧煤的利用方式无论来自企业还是家庭,绝大多数没有采取除尘、脱硫、脱硝等环保措施,其污染物排放量大面广,确实给环保部门的监带来难度。同时,与我国煤炭利用集中度低有关。与其他国家相比,我国煤炭利用集中度较低。据公开资料显示,2014年我国煤炭产量达38.7亿吨,约占全球一半,但煤炭利用集中度却不足50%。全球平均煤炭利用集中度在60%左右,欧美日等发达国家达到90%以上。综合燃煤电厂超低排放改造后的治霾效果,提高我国煤炭的利用集中度,以煤电、燃气、燃油替代,改变散烧煤利用方式、控制其污染,应成为防霾治霾的关键选择。鉴于我国“富煤、贫油、少气”的资源禀赋和石油、天然气(已是最大进口国)对外依存度的日益增高,维护我国能源安全成为重中之重任务。若再用燃气、燃油替代如此数量众多的散烧煤,也不切实际。但若通过提高煤炭的利用集中度,以煤制气、煤制油作替代,完全可以实现的。尽管目前煤制气、煤制油的成本相对于现价燃气、燃油的成本高,可长远看,对我国是有利的。

综合整治燃煤工业锅炉、减少民用煤炭分散直接燃烧问题,以更多的煤电、煤制气、煤制油替代散烧煤,并普及到边远县城和城镇,这需要各级政府和相关部门做很多的工作,也需要一个较长的过程和较大的投资。目前,国务院《大气污染防治行动计划》的第一条,第一项就提出要综合整治燃煤锅炉,国家能源局印发的《煤炭清洁高效利用行动计划(2015―2020年)》也强调:加大民用散煤清洁化治理力度,减少煤炭分散直接燃烧。这些都需要集中社会力量、共同努力实现。随着我国新型城镇化的推进,以及现代农业发展带来的农村劳动力转移和分化(年轻农村劳动力已多转为城市农民工,向城市或城镇集中),实现集中供热、供气成为可能。专家们建议,大中城市应积极规划建设集中供热(北方)、集中供气(全国大中城市应部署集中供煤气,有条件的可供天然气)。首都北京完全有条件,实现居民用电取代烧煤。即使边远农村的农民,也可用洁净无烟煤块取代燃烧劣质散煤,少数地方也可逐步用电取代烧煤,通过这些替代降低污染。■

(作者为中国生产力学会首席顾问,曾任山西省委书记、湖南省委书记)

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