煤炭的清洁高效利用已成为中国经济的热点之一。那么,煤炭应“洁”在哪?“高”在哪?2016年8月30日至9月2日,参加“煤炭大讲堂走进山东暨2016中国煤炭清洁高效利用高峰论坛”的各路专家,在会上谈了各自的看法。
首推煤化工
中国煤炭工业协会副会长彭建勋认为,从历史数据看,“十五”期间,我国能源消费量增长12.29%,其中,煤炭消费量增长13.59%。但“十一五”和“十二五”期间,能源消耗量、煤炭消费量均出现下降,分别降至6.68%、7.5%、3.6%和2.6%。尤其2015年,中国能源需求仅比上年增长0.98%,煤炭消费量同比则大幅下降3.7%。
2016年1—7月,中国煤炭消费量继续大幅萎缩,同比负增长4%。这些都表明,煤炭行业目前不仅受困于产能严重过剩,还因排放多、污染重而受到消费者抵制和政策打压。突破口在哪儿?一是坚定不移淘汰落后产能、缓解供需矛盾;二是通过技术进步和加强管理,实现从煤炭开采、储运、使用全生命周期的清洁化、绿色化、低碳化,使煤炭清洁利用与排放水平达到甚至超过石油天然气的排放标准,并借助低廉的价格优势,稳定传统市场,抢占新兴市场,实现转型脱困。
在明确了煤炭清洁高效利用的重要性、必要性与紧迫性的同时,专家们一致认为,煤炭清洁高效利用的方向应是着力发展现代煤化工、超低排放发电、高效煤粉锅炉集中共热,以及洁净型煤与兰炭替代散烧煤。
中煤集团煤化工研究院院长徐振刚、兖矿集团有限公司总工程师孟祥军看好现代煤化工对煤炭清洁高效利用的贡献。
徐振刚表示,中煤集团原本是一家单一煤炭开采销售的能源型企业,2007年通过兼并重组地方煤化工企业进军煤化工行业,先后建成并投产了一系列重大示范项目。这些项目的运营结果表明:煤化工尤其现代煤化工,不仅能够实现煤炭的清洁高效利用,具有显著的经济环保与节能减排效果,而且能够产生可观的经济效益。
以中煤陕西榆林能源化工有限公司年产180万吨甲醇、60万吨甲醇制烯烃项目为例。该项目于2011年8月开工建设,2014年7月打通全流程并产出合格产品,当年即生产聚烯烃产品17.39万吨,实现销售收入14.87亿元,形成试车收益4亿元;2015年,生产聚烯烃68万吨,实现利润12亿元;今年1—7月,生产聚烯烃41.04万吨,实现销售收入29.6亿元,实现利润6亿多元。2015年,受煤炭价格持续大幅下跌、市场需求疲软等诸多因素影响,中煤集团煤炭板块大幅亏损,但在煤化工板块贡献15.03亿元利润支撑下,企业整体效益好于大多数煤炭企业。今年上半年,得益于煤炭价格恢复性上涨和煤化工板块的良好表现,中煤集团成功扭亏为盈,成为利润增长最快的能源企业之一。
兖矿集团有限公司总工程师孟祥军说,兖矿集团采用自有技术上马的榆林100万吨/年煤间接液化项目,是世界单体规模最大的制油工业化示范工程,其能耗、资源转化率、能源利用效率与污染物排放等指标,均处于行业先进水平。正在开发的4000吨/日投煤量的煤气化技术装备一旦投用,将成为世界规模最大的气化炉,对提升煤化工企业能效水平、降低煤化工项目投资强度、提升煤化工项目盈利能力和清洁生产水平,都将发挥更大作用。“虽然煤化工近几年饱受争议,但由于其项目规模大,安全环保设施配套齐全,对“三废”能够深度综合处理并资源化利用。因此,在现有技术条件下,煤化工,尤其现代煤化工依然是煤炭清洁高效利用的最佳路径之一,应给予鼓励并适度发展。”孟祥军说。
完善燃煤发电
据会上介绍,燃煤发电是当前我国煤炭最大的消费领域,其用煤量约占我国煤炭消费总量的54%。近年来,我国通过上大压小、提高热电联产机组比重、优化煤电装机结构、推广节能技术和劣质煤清洁高效利用技术等手段,取得了显著效果。截至2014年,全国电站锅炉脱硫装机比例接近100%,其中烟气脱硫装机比例91.5%;煤电机组脱硝比例82.5%;脱硫石膏、粉煤灰综合利用率分别达到72%和68%;每千瓦时煤电发电耗水量和废水排放量分别降至2千克和0.2千克。采用“高低位分轴布置的汽轮发电机组”设计技术建设的上海外高桥第三发电公司超临界机组,年平均能耗水平仅为276克/千瓦时,机组额定净效率超过46.5%(含脱硫、脱硝),二氧化硫、氮氧化物、烟尘排放浓度长期分别低于20毫克/立方米、20毫克/立方米和15毫克/立方米,优于最严格的排放标准,被称为世界上最清洁的火电厂。
有专家估算,按照全国每年20亿吨发电用煤计算,如果全国电厂都按照上海外高桥第三发电公司的标准进行节能改造,每年可节省6000万吨标煤,减少80%的大气污染物排放,火电对大气环境的影响几乎可以忽略不计。对此,陕西煤业化工新型能源有限公司总经理方刚表示:“落实煤炭分质分级利用理念、通过物理加工耦合技术,以高效煤粉锅炉为载体替代中小燃煤锅炉,以洁净兰炭或型煤替代民用散烧煤,是提升我国煤炭清洁高效利用水平、减少煤烟型污染的重要抓手。”
彭建勋表示,经过几年的努力,我国燃煤发电领域已经基本完成了对高耗能、高排放锅炉的淘汰和脱硫脱硝与除尘改造,新建电站全部配套了先进的环保节能设施,整个行业的节能减排与污染物排放治理均取得了显著效果,但节能减排的潜力和空间已经不大。
与传统煤化工相比,现代煤化工的节能减排、资源高效利用的特点也很明显,但受技术短板、水资源短缺、碳减排压力增大、投资大、低油价下项目经济性差等因素制约,短期内难以大规模发展,对提高我国煤炭清洁高效利用水平的贡献十分有限。
但推广高效煤粉锅炉及洁净兰炭与型煤则不然,一方面,目前全国兰炭产能达8000万吨/年,正在建设的还有3000余万吨;型煤产能近几年迅速扩张;高效煤粉锅炉发展迅猛;洁净煤粉产能不断释放,这些都为推广高效煤粉锅炉和洁净兰炭、型煤提供了原料与物质保障。
另一方面,从一些试点地区的结果看,推广高效煤粉锅炉和洁净兰炭、型煤对当地治污减霾能收到立竿见影的效果,地方政府的积极性较高。第三,相比电厂节能升级改造和建设现代煤化工项目,推广高效煤粉锅炉和洁净兰炭与型煤资金投入少,无论生产企业、经销商还是地方政府都能够承受。
改造传统锅炉
高效煤粉锅炉表现的节能减排效果也被中煤科工清洁能源股份公司(简称中煤科工)董事长孙庆彬提供的数据证明。据了解,中煤科工开发的高效煤粉锅炉已经在全国投用500台,这些锅炉比传统锅炉节煤30%~50%,节电15%~20%,节约用地50%~60%,减少用工40%~50%;锅炉烟气中,粉尘小于等于20毫克/立方米,二氧化硫小于等于50毫克/立方米,氮氧化物小于等于150毫克/立方米,全部达到甚至优于天然气锅炉排放标准。
据方刚介绍,2014年,陕西煤业化工新型能源有限公司建成并运营了咸阳纺织工业园110蒸吨/小时高效煤粉锅炉集中供热项目,该项目所用的燃料煤粉,是神木优质洗选末煤经科学配方和专用磨机加工而成的粒径20~75微米的超细煤粉。由于煤粒直径小,比表面积大,与空气接触充分,将其喷入锅炉炉膛后,能够在低于1000摄氏度的情况下快速充分燃烧,不仅大幅提高了煤粉的燃尽率和锅炉热效率,还减少了氮氧化物的生成。加之煤粉本身低硫、低灰,建设锅炉时又增加了锅炉烟气脱硫脱硝除尘设施,最终实现了工业燃煤锅炉排放的革命性突破。经咸阳市环境监测站对该项目锅炉排放情况检测:其颗粒物、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别只有13.9毫克/立方米、28.3毫克/立方米和22.5毫克/立方米,不仅远低于“史上最严锅炉排放标准”——GB13271-2014《锅炉大气污染物排放标准》中规定的燃煤锅炉大气污染物排放限值,甚至低于该标准中要求最严格的“重点地区燃气锅炉大气物污染物特别排放限值”。煤粉燃尽率和锅炉热效率分别超过98%和90%,较传统链条式锅炉分别提高30%和25%,节煤30%以上。
据介绍,目前我国农村居民每年散烧煤用量约2亿吨,由于分布零散、所用煤质低劣、无任何环保治理措施、燃煤产生的烟尘、二氧化物、氮氧化物,以及其他有毒有害物质全部低空直排,造成的环境污染十分严重。
有关机构做过统计:目前我国中小锅炉和农村居民散烧煤用量合计每年约8亿吨,占全国煤炭总消费量比例不足20%,但其污染物排放却占到全国用煤污染的80%以上,成为北方冬季雾霾频现的祸首和煤炭清洁高效利用的最大障碍。若现有中小燃煤锅炉全部被高效煤粉锅炉替代;农村居民散烧煤全部改用清净兰炭或型煤,则污染物排放量可减少70%,年节煤超过1.8亿吨,不仅能够极大地改善环境大气质量,也将极大地提升我国煤炭使用效率和煤炭清洁高效利用水平。
发展洁净兰炭与型煤
会上,专家们还认为,就现实而言,应将推广洁净兰炭与型煤作为提升我国煤炭清洁高效利用的突破口,出台政策、加大支持力度并全力推动。
山东省淄博市煤炭工业局局长董以琦介绍,作为一个依托资源开发兴起的老工业城市,淄博市每年消耗煤炭超过4000万吨,由此引发的环境污染十分严重。为彻底改善大气环境质量,淄博市积极实施绿动力提升工程和散煤替代工程,率先出台了全国首部煤炭清洁利用地方法规标准,成立了由两位副市长任组长、11个市属职能部门负责人为成员的淄博市煤炭清洁利用领导小组,拿出4亿多元资金,用于储煤厂、配送站、节能灶具和传统锅炉改造,补贴洁净兰炭和型煤用户。
同时,组建由公安、工商、质检、交通运输等部门组成的联合执法检查组,严厉查处储运销售使用劣质散煤,坚决取缔淘汰落后链条式燃煤锅炉。经过两年的治理整顿,淄博市的环境质量明显改善。今年上半年,全市环境质量综合指数同比改善10.6%,改善幅度列山东省首位;二氧化硫、氮氧化物、PM10、PM2.5等主要染污物控制考核指标,财经纪律分别下降24.9%、7.5%、7.0%和13.5%。1—7月,全市环境空气质量良好天数96天,同比增加19天;蓝天数134天,同比增加33天。
山东省煤炭工业局局长、党组书记乔乃琛则透露:山东省煤炭消费量占全省一次能源消费的75%以上,占全国煤炭消费量的12%,是典型的耗煤大省。今年以来,山东省出台了《煤炭清洁高效利用及散煤清洁化治理工作意见》,明确了主要目标任务、责任分工,以及治理散煤的路线图和时间表,并配套出台了加快燃煤电厂超低排放、煤炭生产加工源头管控、加快现有燃煤集中供热锅炉超低排放和节能改造、加大集中供热热源和供热管网建设、鼓励使用洁净型煤或兰炭替代散煤等一系列制度和办法。现在,济南、淄博、济宁、聊城、菏泽、临沂等此前污染较重的市区,空气质量得到明显改善。
中煤科工董事长孙庆彬则就推广洁净兰炭与型煤提出了具体建议:一是对于城市建成区,应坚决取缔分散小燃烧锅炉,建设35蒸吨/小时以上的低氮高效煤粉锅炉集中供暖中心,等量替代原有的分散中小燃煤锅炉;二是对工业园区,应建设高效煤粉锅炉集中供汽中心或热电联产厂,替代原有的链条式燃煤锅炉;三是对郊区及村镇2蒸吨/小时及以下分散燃煤锅炉治理,要严格控制原料煤质量、建设清洁型煤、洁净块煤专供体系,将现有型煤生产企业和销售网络纳入专供体系,将优质煤首先供给中小锅炉和散烧煤用户,劣质煤用于电厂、化工、大型锅炉等具有集中处理功能的行业;四是出台对高效煤粉锅炉集中供热项目和洁净兰炭与型煤销售使用的补贴政策,引导社会力量,共同推动高效煤粉锅炉和洁净兰炭与型煤推广应用。
针对推动煤炭清洁高效利用过程中发现的问题,国家能源局原副局长吴吟建议,后期出台政策应更加注重支持洗选煤事业发展,从源头控制不洁净煤进入市场;在矿区、港口、用户集中区建设区域化、现代化煤炭储存、配煤、配送中心,为主要用户提供煤炭精细化加工、配送一条龙服务;在供热和燃气管网不能覆盖的地区,应加快推广高效节能环保煤粉锅炉;鼓励大型企业进入散煤治理领域,发展低阶煤提质、大规模生产运输及配送,加快完善民用燃煤及灶具标准化体系建设,全方位推动我国煤炭清洁高效利用进程。
原标题:【专家观点】煤炭应“洁”在哪“高”在哪