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煤炭清洁高效利用需持续发力

来源:中国能源报   更新时间:2018-12-05 09:51:34    

  近日,中央环保督察组点名批评山西省太原市迎泽区禁煤“一刀切”,影响群众温暖过冬。虽属散煤使用、清洁取暖范围,但该事件让煤炭再次成为焦点。到底可不可以用煤,究竟怎么用煤,成为人们讨论的热点。

  “我必须再次强调,实现了清洁高效利用的煤炭就是清洁能源!”在日前召开的2018中国煤炭清洁高效利用大会院士论坛上,中国工程院院士、中国工程院原副院长谢克昌话音未落,会场便响起一片掌声。

  煤炭清洁高效利用在我国已经提倡多年,得到了国家政策的大力支持,并被列入“面向2030国家重大项目”。在取得了一系列实实在在成果、煤炭地位被“重新认可”的背景下,煤炭清洁高效利用的未来发展还面临哪些新问题?该如何突破?在当天的论坛上,6位院士从不同侧面,探讨了这些问题。

  2050年煤炭消费占比或仍高达40%

  中国工程院院士、中国科学院大连化学物理研究所所长刘中民认为,当前,我国能源发展面临着前所未有的挑战。一方面表现为能源安全形势严峻。富煤、少油、缺气是我国的能源特征,煤炭占绝对主导地位,油气供应则受制于人,2017年我国原油对外依存度已高达68%,天然气对外依存度也达到了39%;另一方面则是环境压力巨大。内部表现为大范围、高强度的雾霾天气倒逼能源结构转型,外部则表现为二氧化碳减排任务艰巨。按照《巴黎协定》,到2030年,我国单位国内生产总值二氧化碳排放量要比2005年下降60%—65%。

  那么,应对我国能源挑战,煤炭要扮演何种角色?

  “清洁、低碳、安全、高效是现代能源体系的主要特点。根据我国国情,‘清洁’通常是指化石能源,主要是煤炭的科学开发和清洁利用。”谢克昌表示。

  “‘煤炭消费替代’口号的科学性和现实性仍待商榷。”中国工程院院士、清华大学教授金涌表达了类似观点。他进一步表示,煤炭的利用必须坚持清洁、高效和低二氧化碳排放原则。

  实现能源革命,一方面要提升清洁能源比重,另一方面要做好煤炭清洁高效利用,这一观点得到了与会院士的一致赞同。与此同时,对于煤炭在未来能源消费中的占比,多位院士表达了不同看法。

  2017年4月,国家发改委和国家能源局印发《能源生产和消费革命战略(2016—2030)》,提出非化石能源消费比重要由2020年的15%提升至2030年的20%,到2050年则要进一步提升至50%。

  “最新数据显示,2017年我国非化石能源的消费比重为13.8%。要在2030年至2050年的20年间里实现非化石能源消费占比提升30%,除非有颠覆性技术出现,否则难以实现。”刘中民表示。

  谢克昌也指出,中国工程院和国外机构的战略研判均表明,到2030年化石能源在中外一次能源中占比都在80%左右,其中煤炭占中国一次能源结构的50%左右;到2050年,煤炭、油气和非化石能源消费比例为4:3:3。

  碳减排压力不容忽视

  “肩负重任”的煤炭要实现全产业链的清洁高效利用,还面临着哪些问题?

  多位院士认为,未来煤炭清洁高效利用仍面临着二氧化碳排放量增加和新鲜水消耗量增大的难题。尤其是二氧化碳减排压力,已经成为煤炭清洁高效利用及可持续发展的“紧箍咒”。

  相关数据显示,每吨标准煤化石燃料碳排放中,煤的碳排放系数最高,达到了2.6。按照规划规模,到2030年,作为煤炭清洁高效利用重要形式的煤化工的二氧化碳排放量或高达1.46亿吨。而另一方面,目前的碳捕捉技术效果都不十分理想。

  但是对于这一问题,谢克昌持乐观态度。他认为,随着我国能源革命的推进,能源结构不断完善、能源利用效率得到提高、能源消费总量有效控制,加之非化石能源经济性提升和规模化发展,以及化石能源特别是煤炭的清洁高效可持续开发利用,根据预测,我国可以实现对国际社会的碳减排承诺。

  “目前来看,我国低碳化过程中的重中之重是节能减排和提高能效。”谢克昌指出,根据2010年国际能源署(IEA)能源技术展望估算,2010年至2030年,通过节能可以减少碳排放总量的56.9%,而其他减排技术,如发展可再生能源仅能减排22.9%,碳捕集与封存(CCS)技术更是仅有10.18%的贡献。“假如我们的能效能够提升至世界平均水平,我国每年至少可以减少20亿吨标煤的能耗,相应减少的碳排放量可想而知。”

  “必须坚持巴黎协定共同但有区别的责任、公平以及各自能力的‘三原则’,确保我们国家的合理发展权。”谢克昌强调。

  创新技术仍待突破

  如何推动煤炭清洁高效利用更好发展?加快技术创新,推动煤炭由燃料向燃料与原料并重成为与会院士们的共识。

  “当前,我国能源系统中各系统相互独立,难以合并‘同类项’,整体效率不高,结构不合理,难以协同发展,除政策因素外,根本原因就在于缺乏联系各能源分系统的关键技术。”刘中民坦言。

  刘中民进一步表示,我国石油化工产业在资源禀赋、加工结构和技术创新等方面尚有不足,而推动煤炭由燃料向燃料与原料并重,发展现代煤化工可弥补这些不足,煤化工与石油化工产业应协调发展,形成新的更合理的产业结构。据悉,大连化物所已探索出煤合成气直接制烯烃的新路线,摒弃了传统合成路线中高耗能的水煤气变换过程,有望为煤炭清洁高效转化利用提供变革性技术。

  “即使传统煤化工的乙炔存在成本低、污染大、能耗高等问题,但通过技术创新也有出路。”金涌举例,通过技术创新,将氢等离子体与粉煤合成乙炔技术,可降低能耗35%,不排放废渣、废气,而且在此基础上可进一步深加工下游产品。

  中国科学院院士、西安交通大学教授郭烈锦则认为,在煤炭清洁高效利用技术创新中,探索“超临界水蒸煤”技术具有重大意义,由此延伸的煤炭超临界水气化制氢技术,能将煤炭化学能直接转化为氢能,可配套化工产品或发电多联产,不仅大大简化了工艺流程,从源头上消除硫化物、氮氧化物等污染物排放,而且能够提高能源转化效率。(记者 别凡)

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