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《中国煤化工》
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探寻煤炭绿色发展下一个“黄金期”
作者: | 来源:国家煤化工网 | 时间:2018-07-25

  今年5月18日至19日召开的全国生态环境保护大会上,习近平总书记提出了推进生态文明建设的六项重要原则,表明当前到了我国有条件有能力解决生态环境突出问题的窗口期。

  如何在窗口期实现煤炭产业转型、实现煤炭绿色生态发展,是当下行业关注的重点。

  7月13日,在首届中国煤炭绿色生态发展论坛上,来自经济学界、金融行业、煤炭行业的专家和学者,共同探讨供给侧改革、新经贸形势、蓝天保卫战等背景下煤炭行业的发展和转型。

  “中国国情决定了‘非常之局’,其中基础能源供给‘以煤为主’,且可预见很长时间段内无法改变。”华夏新供给经济学研究院首席经济学家贾康指出,“‘非常之局’需要‘非常之策’进行破解。要支持中国现代化发展,必须立足国情。中央强调,供给侧结构性改革是构建现代化经济体系的主线。煤炭行业自身可以从煤电产能布局、煤炭清洁化开发和使用、煤化工升级发展、‘三去一降一补’等三方面进行优化。”

  煤炭清洁发展为能源转型关键一环

  预计到2030年,我国煤炭消费量仍占一次能源消费总量的55%左右

  党的十八以来,习近平总书记对生态环境保护做出多次指示,“生态环境是关系党的使命宗旨的重大政治问题,也是关系民生的重大社会问题”。全国生态环境保护大会强调,要围绕调整经济结构和能源结构等重点,培育壮大环保产业、循环经济。

  “学术界已基本形成一个鲜明的结论:资源禀赋之下,中国国情决定了一个‘非常之局’,在可以预见的相当长的一段时间里,我们依然不得不‘以煤为主’地来解决中国的能源供应问题。”贾康指出。

  据统计,煤炭在中国的主体能源地位相当长时期内难以改变。煤炭长期占一次能源消费总量的70%左右,预计到2030年,我国煤炭消费量仍占一次能源消费总量的55%左右。

  贾康感慨,这个“非常之局”挑战的严峻程度是不言而喻的,“全球找不到另外一个经济体可以跟中国来做这种对比”。

  中国煤炭加工利用协会理事长张绍强指出,与石油天然气相比,煤炭是目前中国自然能源资源中消费价格最低廉、使用最便捷、运输储存最方便安全、生产成本最低、勘探基建投入最少、资源最丰富最有保障的能源品种。

  在能源转型的过程中,煤炭清洁发展,建立绿色生态,实现行业转型升级,是能源转型的关键一环。除了生态发展的要求,寻求绿色发展、结构转型,也是煤炭行业自身应对经济大环境变化的立身之本。

  “支撑中国过去四十年高速增长的重大需求,现在已经达到或过了峰值。”国家发改委学术委研究员张燕生说,“过去三大投资需求,包括基础设施投资、房地产投资、制造业投资都已过峰值。”

  在张燕生看来,中国所面临的重要挑战之一是如何适应外商投资所需要的新浪潮。“2005年之前,外资到中国来是成本驱动型,来了是拿中国低成本的劳动力和资源。2012年之前,外资到中国来是市场驱动型,是拿市场来的。而2020年以后,到中国来的是高技术制造、高技术服务的外资,70%都是服务业。在这种环境下,他们对投资环境和绿色生态等方面的要求,跟过去四十年是完全不一样的。我们的民间投资下一步也将形成新的要求。”

  张燕生分析,供给侧结构性改革将是煤炭行业未来发展的新动力。他在调研中发现:“现在的中国经济,不管从地域上区分,还是从行业区分,都能看到一个变化,如果是已发生供给侧结构性改革,其产生的结构性转换,那么其增长潜力就非常强,如果还处于旧的增长模式中,就会发现已经达到增长的极限。”

  煤炭清洁高效利用已成趋势

  未来电煤占比可达六成到八成,此外,提高煤化工清洁转化比重、工业窑炉烟气净化、生活用煤清洁化替代等也将是行业努力的重点

  目前,中国煤炭的使用方式和消费领域可分为六大构成,分别为燃煤发电、炼焦和喷吹、煤化工转化、建材耗煤、民用煤、其他零散用煤。其中,电煤占比最高,以19.6亿吨约占煤炭消费量一半以上。

  “真正目前还处于失控状态的,主要是散煤,其消费总量为7.5亿吨到8亿吨。”张绍强说,“散煤治理也是近期清洁供暖和蓝天保卫战的关注重点。”

  据介绍,目前煤炭利用中除尘效率已经实现高达99.7%,最好可达到99.9%。而经过超低排放改造,燃煤电厂二氧化硫已降到非常低,氮氧化物也类似。随着技术的发展,民用散煤挥发性有机化合物逃逸问题也能得到有效解决。

  以煤电为例,目前已完成节能升级和超低排放改造的机组装机达5.8亿千瓦,已占六成装机容量。此外,我国已经突破大型燃煤超低排放发电技术,实现燃煤电厂大气污染物排放达到国家天然气发电大气污染物排放限值标准。国家已经明确要求,到2020年所有燃煤电厂必须达到超低排放发电,并且要求所有新建电厂煤耗必须达到每千瓦时300克标准煤,所有现役电厂煤耗达到每千瓦时310标准煤。在此基础上,目前已有超洁净燃煤电厂示范运行,即在现行超低排放标准的基础上,进一步实现SO3 ≤5mg/Nm3、Hg及其氧化物≤3 μg/Nm3、污废水零排放。

  绿色煤电真正意义上的实现,意味着煤炭的利用中至少六成能得到高效清洁利用。与天然气发电机组相比,燃煤超低排放发电排放值相差不大,甚至部分机组可以做到优于天然气发电。

  而原煤清洁化、工业锅炉及窑炉改造升级、焦炭和兰炭绿色升级、现代煤化工发展等工作一直在推动中,并取得一定成果,其经济性和可操作性也逐步得到市场认可。“从技术层面看,我们已经全面达到跟天然气一样排放标准。接下来是进一步推广。”张绍强表示。

  民用散煤使用上,通过“好煤+好炉”,也能大大减少其大气污染物排放。

  “现行的使用方式导致大气污染是客观存在,要全面贯彻落实北方清洁供暖,就必须转变煤炭利用方式,如果全面实现清洁高效利用,就完全可以控制煤炭消费对大气的污染。因为煤炭是完全可以清洁化利用的,关键是看怎么利用和防治。”张绍强指出,“对实在难以有效治理的居民散煤用户,再采用相对清洁的能源进行替代才是科学、合理、可持续的。优质无烟煤、固硫抑尘型煤、兰炭等都是可行的选择,不一定只盯死在改气、改电一条道上。”

  对煤炭行业而言,未来清洁化途径也相对明确。据介绍,提高煤炭利用中的发电比重将是重要方向,未来电煤占比可达六成到八成。此外,提高煤化工清洁转化比重、工业窑炉烟气净化、生活用煤清洁化替代等也将是行业努力的重点。

  金融、技术加持煤炭绿色转型

  建立煤炭业的绿色金融标准体系,借助互联网平台与技术的力量,有望重塑煤炭行业生态

  贾康指出,市场为主导、公平竞争的优胜劣汰机制才是去产能的正道,行政命令“一刀切”压产量,实际保护了“落后产能”。他建议,煤炭产业结构优化,还需要进一步配套改革。其配套包括了全供应链上资源、能源的比价关系优化和价格形成机制的市场化攻坚(如电改),环境税体系建设(资源税、环境税、消费税、碳税等),财政为后盾的产业引导基金和重大项目攻关,财政补贴政策的合理运用。

  具体到金融层面,复旦大学绿色金融研究中心副主任李志青介绍了煤炭产业转型过程中可借助绿色金融的力量。

  绿色金融的官方定义为:为支持环境改善、应对气候变化和资源节约高效利用的经济活动,即对环保、节能、清洁能源、绿色交通、绿色建筑等领域的项目投融资、项目运营、风险管理等所提供的金融服务。

  “在中国,绿色金融并不排斥煤炭。”李志青介绍。据了解,燃煤电厂超低排放和节能改造、余热暖民等余热余压利用、燃煤锅炉节能环保提升改造、煤炭石油等能源的高效清洁化利用,都明确列在国内绿色债券发行指引中,得到绿色金融政策支持。

  在李志青看来,煤炭行业可以更好地在绿色金融中寻求空间,特别是煤炭行业拥有较好的企业环境信息披露基础,透明度高。

  “目前,国内绿色金融的‘绿色’认定没有统一标准,缺乏统一的环境绩效评估方法标准。在这样的窗口期,煤炭行业应该积极应对绿色金融的挑战和机遇,建立煤炭业的绿色金融标准体系。”李志青说。

  除了金融,技术之于煤炭行业转型也意义非凡。技术的进步是煤炭绿色生态发展的动力。

  陕西煤炭交易中心副总经理李锋贵介绍:“作为负责任的企业,我们在煤炭开采过程中也一直在提高回收率,主要在开采技术上进行突破。从2011年起,我们就开始研发大规模煤粉生产技术,现在已拥有全国最大的煤粉单体生产企业。”

  互联网平台与技术为行业提供更广泛的想象空间,未来技术的发展将进一步重塑煤炭行业生态。

  “中国经济已开始一步步进入创新驱动的发展态势。仅从科研投入强度看,长三角2016年研发强度已经高于OECD(经济合作与发展组织)的平均水平(2.4),高于发达国家平均水平。设想一下,这个态势能持续十年,那么新煤炭产业发展所需要的一流基础研究能力、一流基础应用能力一定会出现,服务于行业的一流大学、一流研究院所、一流共性技术创新平台都将出现。”张燕生说。

  清洁用煤再进一步:用火箭“心脏”制造技术研制气化炉

  新华社供本报专电 为摆脱地心引力、征战星辰大海而研发的火箭技术,在地球上也有用武之地。中国这个煤炭消费大国正利用制造火箭“心脏”的技术更清洁高效地使用煤炭。

  “在中国,你每天吃的粮食所使用的化肥、穿的衣服、开的汽车上的许多非金属部件,以及衣食住行的许多方面都与煤化工息息相关。”航天长征化学工程股份有限公司副总经理朱玉营说。

  中国缺油、少气,煤炭资源相对丰富。清洁高效地利用煤炭资源对于保障国家能源安全、经济和社会可持续发展意义重大。

  专家介绍,我国目前煤炭利用方式主要有直接燃烧、炼焦和气化三种,其中煤炭的气化最为清洁,过程也最为复杂。然而,煤炭气化目前仅占中国煤炭消费总量的7%左右。煤气化是煤炭清洁高效转化的核心,可用于生产多种化工原料和清洁燃料。

  朱玉营解释说,煤气化就是把煤炭中的碳和氢转化为一氧化碳气体和氢气,然后再合成为化工产品。煤气化过程是在高温、高压下进行的,温度在1400摄氏度以上,产生的一氧化碳和氢气易燃易爆,要让整个转化过程安全、连续、稳定进行,就需要很多技术和装备做保障。

  21世纪初,中国的煤气化技术还十分落后,成为制约整个煤化工行业健康发展、困扰中国产能升级的一大因素。当时,我国主要依靠进口国外的煤气化技术,很多企业虽然实现了技术升级,但却因为投资成本高而赚不到钱。

  2003年前后,中国航天科技集团有限公司所属中国运载火箭技术研究院已经将国外煤气化技术的很多配套装备实现了国产化,只差关键的气化炉还未掌握。

  研究院的科研人员发现,煤气化所使用的气化炉跟液体火箭发动机研制所使用的技术及装备在原理上是相通的。他们便萌生了想法——依托液体火箭发动机的技术研制粉煤气化炉。

  朱玉营回忆说,在研发过程中,资金和技术都曾遇到过瓶颈。

  “我们第一台炉子就出过很严重的故障,一开始点不着火,后来点着了,运行一两个小时就停,最严重的一次故障还把炉子烧坏了。当时非常危险,一旦爆炸后果不堪设想。”朱玉营至今仍心有余悸。

  经过约5年的努力,航天煤气化炉终于研制成功。“由于我们的技术是高温气化工艺,煤炭转化过程中产生的有害气体、气化的污水和灰渣等固体排放物,都能得到很好的转化与回收,实现了煤炭清洁高效利用。”朱玉营说。

  例如,煤炭在燃烧利用过程中,会产生大量的大气污染物二氧化硫。“我们的技术可以把硫转化为硫化氢,并有硫化氢回收装置,99.5%以上的硫污染物都可以回收,并且粉尘排放也很少。”朱玉营说。

  他说,由于气化的温度在1400摄氏度以上,煤中的成分基本上都转化为小分子,长链烃类和芳香烃类的污染物几乎没有,气化过程中产生的污水处理起来工艺简单,容易达标排放或实现污水零排放,不会对环境产生大的负面影响。而在这样的高温下,煤里的灰渣烧成熔融状态,经水激冷后成为玻璃态,不会对环境产生有害影响。

  据介绍,目前航天长征化学工程股份有限公司已生产87台(套)气化炉,航天粉煤气化技术占据中国粉煤气化领域50%以上的市场,技术水平处于国际领先,获得美国、欧洲等国家和地区的海外专利授权共20余项。

  此外,航天科研人员还成功实现了褐煤的安全、清洁、高效转化。

  朱玉营介绍,今后将向褐煤储量丰富的地区重点推广褐煤气化技术,同时还将向印尼、澳大利亚等国家积极推介褐煤气化技术,为人类社会的能源安全,煤炭的清洁、高效利用做出更大的贡献。

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