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洁净煤发电是职业调整首要方向

编辑:冯银厂     文章来源:中国环境报     浏览次数:786     发布时间:2014-01-20

我国煤炭消费量占总动力消费量的70%左右,并且这样的动力结构短时期内无法改变。有关科研表明,与煤炭使用有关的排放已经成为我国大气污染的首要来源之一。如何高效、清洁地利用煤炭资源,做到煤炭合理使用的文章,将是有用改善大气污染情况的关键所在。本版特约请专家撰写相干文章,以期对读者有所借鉴。

  ●燃烧同样量的煤炭,生活消费的SO2排放量要远远高于电力职业的排放量,生活燃煤SO2排放约为电力燃煤排放的6.25倍。生活煤炭消费排放对地面SO2环境浓度的贡献约为电力职业排放贡献率的3倍。
  ●此刻仅有的天然气除了城市居民用外,有些还用于替代城市除污水平高的大型燃煤设施用煤,甚至替代电煤。而城乡结合部、城市周边区域大量的小型或民用燃煤设备还在使用。从环境效益来讲这种天然气使用方向值得商榷。
  ●由于强制性动力煤用煤准则缺位,我国至今做不到为不同用煤设备供应性质不同的、可满足设计请求的动力煤产品。许多企业一直使用原煤,而不愿意使用洗选煤。这不但增补了煤炭的运输量、使用量,也大幅增补了除污设施的负荷,从而增大排污量。
  ●燃煤污染防治的根本出路是增补清洁动力的供给,有用实行动力结构的调整,降低煤炭消费量的增长速度,实施煤炭消费总量控制。
  ●科研表明,天然气替代民用燃煤的环境效益(SO2环境浓度削减量)巨大,平均约为天然气替代发电燃煤环境效益的26倍。煤炭难以清洁利用的职业应作为天然气等清洁动力替代燃煤的首要方向,能够高效利用煤炭的火电职业应禁止使用天然气。
  煤炭的使用是影响我国环境空气质量的首要因素。煤炭的开采、加工、运输、使用等过程都会带来大气污染物排放,造成污染。科研表明:影响我国环境空气质量的首要污染物PM2.5中,除了一线城市,大多数城市燃煤对环境空气中PM2.5的直接贡献达到20%左右,同时,二次硫酸盐和二次硝酸盐等的贡献达到30%左右。而二次硫酸盐首要来自于燃煤排放的SO2的化学转化以及脱硫过程中生成的硫酸盐或亚硫酸盐等的夹带排放。二次硝酸盐由NOX转化而来,燃煤行动和机动车尾气是NOX的两大来源。
  京津冀及周边区域是我国城市空气污染最重的区域之一。除了自然条件与我国南方城市相比有明显差距外,此区域燃煤量大是大气污染重的重要原因。以2018年为例,此区域各省市燃煤量分别约为:北京0.2亿吨、天津0.5亿吨、河北3.0亿吨、山东4.0亿吨、山西3.6亿吨、内蒙古3.4亿吨。合计达14.7亿吨,占全国全年燃煤量的40%。
  此刻,我国煤炭消费量占总动力消费量的70%左右,且煤炭消费量呈逐年快速上升趋势。2018年我国煤炭消费总量约37亿吨,已占到全球消费量的50%。在可预见的未来,我国以煤炭为主的动力消费结构还难以产生根本性改变。因此,如何在实行煤炭消费总量控制的前提下,高效、清洁地利用煤炭资源,做到煤炭如何使用的文章,将是有用改善大气污染情况的关键所在。
  当前煤炭资源高效清洁利用中存在的首要问题
  (一)煤炭消费结构不合理
  在我国的燃煤结构中,煤电职业耗煤量比例及采用先进煤炭发电技艺的比例过低。此刻我国发电燃煤占49%,其它产业燃煤占46%,民用燃煤占5%。发电职业煤炭消耗量占煤炭总消耗量的比例远低于发达国家(美国94%、欧盟81%)。
  非电力职业燃煤用户在我国量大面广,尤其是民用燃煤设施数量极其庞大,这么多的、小的燃煤用户不能集合治理,同时很难有有用的、能够稳固连续运转的除污设施实行治理,导致因燃煤造成的污染十分严重。
  我国《2018年动力统计年鉴》显示,生活消费燃烧每万吨煤炭约排放350吨的SO2,而电力职业每万吨煤排放SO2约为56吨。也就是说,燃烧同样量的煤炭,生活消费的SO2排放量要远远高于电力职业的排放量,生活燃煤SO2排放约为电力燃煤排放的6.25倍。生活煤炭消费排放对地面SO2环境浓度的贡献约为电力职业排放贡献率的3倍。
  我国北方城市在采暖期空气污染明显重于非采暖期。科研表明,与非采暖期相比,采暖期北方城市单位面积上燃煤量增补1倍,环境空气中典型燃煤污染物SO2的浓度是非采暖期的3~4倍。除了气象条件等因素外,其根本原因是采暖期增补的取暖用燃煤带来的大气污染物排放。
  另外,在煤电职业中,采用煤炭先进发电技艺的比例比较低。高效、洁净的超超临界发电技艺供电煤耗约270~280克/千瓦时。我国燃煤机组平均供电煤耗约330克/千瓦时,但此刻使用先进发电技艺的装机容量仅占火电机组装机容量的6.2%。若我国采用煤炭先进发电技艺的装机容量得到大幅提高,那么每年将节约大量的煤炭消耗。
  可以说,燃煤会造成污染,但燃煤结构的不合理是燃煤污染加重的首要原因。
  (二)天然气替代煤炭的整体布局和调整方向有待优化
  作为重要的清洁动力,天然气使用的分配在以中心城区为主的基础上,没有很好地兼顾到周边区域,同时,其替代何种类型的燃煤还缺乏科学严刻的请求。
  治理燃煤造成的大气污染,调整动力结构,以清洁动力替代燃煤是行之有用的方法之一。此刻,我国清洁动力使用比例很低,天然气作为重要的清洁动力在我国动力消费结构中仅占不到5%,与世界平均水平24%相差甚远。在天然气资源极其紧缺的情况下,我国天然气资源的分配首要集合在大城市的中心城区。
  以北京为例,2018年北京市天然气使用量已达到92亿立方米,但北京的环境空气污染依然较重。科研表明,北京周边地区对其环境空气污染有着明显的影响,这就像木桶效应,某一局部的环境空气质量除了自身采纳有用的控制办法,很大程度上也取决于其所在区域的情况。可以设想,如果92亿立方米天然气有一局部用于北京周边污染较重的燃煤设施的煤炭替代,实际的环境效益将会更明显。
  另一方面的问题是,此刻仅有的天然气除了城市居民用外,有些还用于替代城市除污水平高的大型燃煤设施用煤,甚至替代电煤。而在城乡结合部、城市周边区域,大量的小型或民用燃煤设备还在使用。河北省2018年民用耗煤量达到1949万吨,民用天然气仅9亿立方米,与北京相比差距甚远。从环境效益来讲这种天然气使用方向值得商榷。
  (三)缺乏煤炭清洁高效利用的强制性法规和机制
  清洁煤的利用缺少强制性用煤准则,同时科学、有用的电力分配不力,造成煤炭资源的浪费。
  我国虽然已有多项法律和政策激励发扬动力煤洗选,但是此类政策中没有经济优惠和强制性请求,没有形成优质煤优价市场和用户强制使用洗选煤的有用机制,动力煤洗选发扬速度与希翼相差很远。比如2018年我国动力原煤产量约为23亿吨,而入选量不到8亿吨,动力煤入选率仅为35%。由于强制性动力煤用煤准则缺位,我国至今做不到为不同用煤设备供应性质不同的、可满足设计请求的动力煤产品。许多企业一直使用原煤,而不愿意使用洗选煤。这不但增补煤炭的运输量、使用量,也大幅增补除污设施的负荷,从而增大排污量。
  在电力调度方面,电力企业出于自身利益的考虑,在地区电力供需不平衡情况下,无法实行有用的电力分配,造成煤炭产地的火电企业的电力难以上网,却要把煤炭运到几百公里以外的火电企业去发电。这不仅消耗大量的动力,还会造成大面积的高速公路堵塞,同时运输过程中也会带来大量污染,明显降低了煤炭的使用效率。
  有关燃煤污染防治的创议
  燃煤污染防治的根本出路是增补清洁动力的供给,有用实行动力结构的调整,降低煤炭消费量的增长速度,实施煤炭消费总量控制。当前,在实施源头控制的前提下,面对我国燃煤量巨大的现实,提高煤炭使用效率,高效清洁利用煤炭资源,是当下改善燃煤污染的重要途径。
  (一)在确保电力职业大气污染物排放得到有用控制的前提下,优化煤炭消费结构,重视煤炭消费进一步向燃烧效率高、治污水平先进的电力职业集合,严刻控制低矮面源和生活源煤炭消耗量,提高煤电职业煤炭消费量的比例。
  在优化煤炭消费结构,增进煤炭消费向电力职业集合的同时,应注重电力职业煤炭的高效清洁利用技艺。我国洁净煤发电技艺的应用还十分有限。2018年,我国火电机组装机容量为819GW,其中国足球协会超级联赛超临界机组51GW,仅占6.2%。采用煤炭先进发电技艺是煤炭清洁利用的首要方面之一,也是清洁、高效利用丰富的煤炭资源,改善动力终端消费结构,有用减少煤炭消费引起大气污染的重要方面。因此,减少煤炭利用效率低的小火电机组,采用高效、洁净的先进煤电技艺是火电职业煤炭消费结构调整的首要方向。
  (二)煤炭难以清洁利用的职业应作为天然气等清洁动力替代燃煤的首要方向,能够高效利用煤炭的火电职业应禁止使用天然气。
  与煤炭相比,天然气具有转换效率高、环境代价低等诸多优势,积极开发和利用天然气资源已成为全世界动力产业的潮流。因此,天然气是动力结构调整中替代煤炭使用的首要动力。一方面我国动力结构中天然气使用量只占不足5%;另一方面受我国“少油气多煤炭”的资源禀赋制约,天然气资源总量有限。因此,合理利用和高效配置宝贵的天然气资源,对于减少燃煤造成的大气污染至关重要。
  科研表明,天然气替代民用燃煤的环境效益(SO2环境浓度削减量)巨大,平均约为天然气替代发电燃煤的环境效益的26倍。同时,我国《天然气利用政策》(2018年10月31日国家发改委第15号令)也明确将局部地区天然气发电列为限制类名目。因此天然气替代非电力燃煤应是动力结构调整的方向。
  在清洁动力分配方面应打破行政区划界限。在国家层面,应制定区域的清洁动力利用规划,使清洁动力用到最该用的区域和最该用的职业。以河北省为例,2018年煤炭消费量3亿吨,占京津冀地区的80%以上。河北每减少1%的煤炭消费,就需要增补15亿立方米天然气消耗才可以得到平衡。但是2018年河北天然气产量仅为13.36亿立方米,如果不能在国家层面合理地分配天然气资源,向急需的区域给予政策倾斜,短期内河北作为污染最重的区域,其动力结构的调整将十分困难。
  从大气污染问题的本身来讲,大气污染物的排放可以分行政区划,但排放到大气中的污染物在造成污染时却不或许按照行政区划,这也正是大气污染联防联控的意义所在。因此,如何打破行政区划,从全局出发,按照大气污染形成的规律分配相干资源,是协同应对大气污染的基础。
  (三)制定不同职业的强制性用煤准则,并出台针对煤炭洗选业或清洁煤使用职业的经济激励政策,提高洗选煤的利用比例。
  最近从各地出台的大气重污染的济急预案中,大家经常可以看到,请求燃煤企业尤其是燃煤电厂,要准备含硫量低、灰分少的优质煤,在济急预案发动时使用。这看似是一项不错的办法,但值得思考的问题是,这些燃煤企业是不是日常就应该按照设计请求用质量好一些的煤?制定相符合的强制性政策,提高煤炭的质量是有用改善燃煤污染的重要方面。
  另外,打破各大电力企业的利益保护,制定严刻的火电发电调度办法,在煤炭资源丰富的地区,煤炭利用效率高的火电企业能够优先、高负荷发电,也是燃煤污染控制的有用办法。
  (编辑系南开大学环境科学与工程学院教授、博士科研生导师)
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