中國工程院描繪煤炭利用路線圖

 近期，煤炭價(jià)格暴跌。有評(píng)論稱，其跌幅已經(jīng)直逼2008年金融危機(jī)時(shí)期。然而，價(jià)格下跌卻難抑國內(nèi)煤炭開發(fā)熱潮。

究其原因，企業(yè)的底氣來源于煤炭在我國能源版圖中的主導(dǎo)地位。按照現(xiàn)在的能源需求計(jì)算，到2030年，我國的煤炭消費(fèi)量可能將達(dá)到45億噸以上。

然而，根據(jù)中國工程院的研究數(shù)據(jù)，屆時(shí)，在更嚴(yán)格的污染物排放約束下，按現(xiàn)有技術(shù)和排放強(qiáng)度，煤炭消費(fèi)量需要控制在20億噸以下。

那么，這25億噸的鴻溝該如何填補(bǔ)？煤炭工業(yè)未來何在？“煤炭時(shí)代”能維持到何時(shí)？

近日，中國工程院2011年重大咨詢項(xiàng)目《中國煤炭清潔高效可持續(xù)開發(fā)利用戰(zhàn)略研究》基本完成，給出了未來我國煤炭清潔利用的技術(shù)路線圖。

如何彌補(bǔ)25億噸差距

“解決25億噸差距的途徑是依托技術(shù)進(jìn)步，大幅度降低單位能耗的排放強(qiáng)度。”該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、中國工程院副院長謝克昌院士告訴《中國科學(xué)報(bào)》記者。

據(jù)悉，為了探尋一條清潔、高效、可持續(xù)開發(fā)利用煤炭的新道路，中國工程院自2011年2月啟動(dòng)了該項(xiàng)目，參加人員包括30位院士在內(nèi)的共405位專家，代表了我國煤炭研究領(lǐng)域的最高水平，對(duì)煤炭利用開展了全產(chǎn)業(yè)鏈、全生命周期分析。

目前，我國已進(jìn)入低品質(zhì)煤資源的開發(fā)時(shí)期，低品質(zhì)煤占全部煤炭資源的40%，尤其是褐煤含水量高，難以大規(guī)模開發(fā)利用。

因此，項(xiàng)目組建議引入“潔配度”概念，將煤炭分為不同等級(jí)，強(qiáng)化煤炭的分質(zhì)、分級(jí)利用。據(jù)介紹，目前我國商品煤潔配度為33%，而美國可達(dá)71%。

項(xiàng)目組建議制定潔配度準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格限制不達(dá)標(biāo)煤炭交易，推進(jìn)煤炭全面提質(zhì)，并提出到2020年將潔配度提高到52%、2030年提升到58%的目標(biāo)。據(jù)此粗略估計(jì)，到2020年我國可節(jié)煤4億噸。

而在先進(jìn)發(fā)電技術(shù)方面，雖然我國部分技術(shù)國際領(lǐng)先，但整體技術(shù)更新相對(duì)滯后。項(xiàng)目組認(rèn)為，超（超）臨界、整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)（IGCC）和分級(jí)轉(zhuǎn)化是未來方向。

具體建議是，繼續(xù)增加超（超）臨界機(jī)組比重；將IGCC與多聯(lián)產(chǎn)，碳捕獲、利用與封存（CCUS）等綜合考慮，在2020年前建設(shè)多座示范工程；開發(fā)大規(guī)模分級(jí)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)示范，在改造老電廠與新建大電廠中推廣；在熱負(fù)荷連續(xù)穩(wěn)定地區(qū)加快建設(shè)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組等。

而在煤化工方面，我國新型煤化工處于示范階段，傳統(tǒng)煤化工仍是主流，例如，2010年傳統(tǒng)煉焦用煤在煤化工總煤耗中達(dá)到82%。項(xiàng)目組建議調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，優(yōu)先發(fā)展現(xiàn)代煤化工，到2020年將現(xiàn)代煤化工的比例由目前的4%提高到30%；同時(shí)提高集中度，逐步實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化升級(jí)，在2020年前建設(shè)能效更高的煤基多聯(lián)產(chǎn)工業(yè)示范項(xiàng)目。

“氣化用煤會(huì)成為未來煤炭清潔轉(zhuǎn)化利用的重要方向。”謝克昌說。

找準(zhǔn)輸煤輸電平衡點(diǎn)

我國煤炭資源分布不均、煤水逆向。

數(shù)據(jù)顯示，內(nèi)蒙古煤炭地質(zhì)資源量占26%，而水資源僅占1.6%；山西煤炭地質(zhì)資源量占12%，水資源僅占0.4%；新疆煤炭地質(zhì)資源量占40%，水資源占3.1%。煤炭運(yùn)輸呈現(xiàn)大規(guī)?！拔髅簴|運(yùn)、南煤北運(yùn)”的格局，生產(chǎn)與消費(fèi)中心距離不斷加大，全國鐵路運(yùn)煤量占全國貨運(yùn)量的比例超過50%。

同時(shí)，原煤供給粗放化趨勢加大，2010年我國原煤入選率只有51%，而世界主要產(chǎn)煤國家均在80%以上，動(dòng)力煤入選率僅35%，遠(yuǎn)低于國外70%的平均水平。

“低品質(zhì)煤大規(guī)模、長距離運(yùn)輸，既降低了煤炭利用效率也破壞了環(huán)境。煤炭開發(fā)戰(zhàn)略性西移是必然趨勢，優(yōu)化布局是當(dāng)務(wù)之急。”謝克昌指出。

對(duì)此，項(xiàng)目組建議，加快建設(shè)西部大型煤炭工業(yè)基地；在協(xié)調(diào)好水資源和生態(tài)環(huán)境的前提下適度地加大中部開發(fā)力度，而在東部則應(yīng)采取保護(hù)性限采措施，逐步實(shí)施東北老礦區(qū)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型。

輸煤輸電并舉是解決長距離輸送難題的關(guān)鍵。問題是輸煤、輸電的經(jīng)濟(jì)平衡點(diǎn)在哪里？

對(duì)此，項(xiàng)目組研究指出，平衡點(diǎn)應(yīng)在1800公里左右。例如，寧東—浙江輸電更經(jīng)濟(jì)，而內(nèi)蒙古—浙江則同時(shí)采取洗精煤輸煤與煤矸石輸電；山西、內(nèi)蒙古、寧夏實(shí)行精煤輸煤、洗中煤輸電效率較高；新疆離負(fù)荷中心較遠(yuǎn)，長遠(yuǎn)來看應(yīng)重點(diǎn)考慮輸煤，但近期也有必要發(fā)展遠(yuǎn)距離輸電。

我國目前輸煤、輸電比例嚴(yán)重失衡，2006年山西、陜西、蒙西地區(qū)輸煤比例在95%以上，輸電比例不足5%。項(xiàng)目組認(rèn)為，我國2020年輸煤輸電比例調(diào)整到5∶1~4∶1，同時(shí)應(yīng)將煤炭開發(fā)利用外部成本全部納入煤炭價(jià)格體系，完善煤電價(jià)格形成機(jī)制。

戰(zhàn)略規(guī)劃亟待出臺(tái)

對(duì)于燃煤導(dǎo)致的污染和溫室氣體排放壓力，謝克昌指出：“首先應(yīng)當(dāng)控制煤炭消費(fèi)總量?！?/span>

根據(jù)中國工程院的計(jì)算，考慮技術(shù)進(jìn)步和強(qiáng)化管理帶來的排放強(qiáng)度降低，允許最大煤炭消費(fèi)量為50億噸。但如果考慮未來碳排放約束，最大允許量應(yīng)大幅降低，若要突破該約束，應(yīng)加強(qiáng)CCUS技術(shù)儲(chǔ)備。此外，還應(yīng)從結(jié)構(gòu)、技術(shù)和管理三方面挖掘節(jié)能潛力，同時(shí)加大煤炭科學(xué)產(chǎn)能。

目前我國煤炭科學(xué)產(chǎn)能約為10億噸，僅占煤炭產(chǎn)量的1/3，而且主要集中于中東部。項(xiàng)目組建議制定科學(xué)產(chǎn)能標(biāo)準(zhǔn)體系，改造或淘汰不達(dá)標(biāo)礦井，由國家和企業(yè)共同投入，到2020年和2030年科學(xué)產(chǎn)能分別達(dá)到32億噸和39億噸以上。

為了落實(shí)煤炭消費(fèi)總量控制目標(biāo)，項(xiàng)目組建議組建能源部，從戰(zhàn)略層面提高國家對(duì)煤炭行業(yè)的統(tǒng)一管控能力，制定《我國煤炭高校清潔可持續(xù)開發(fā)利用戰(zhàn)略》，明確煤炭開發(fā)利用的思路與重點(diǎn)，出臺(tái)煤炭資源管理和保護(hù)政策，加強(qiáng)考核和監(jiān)管，對(duì)現(xiàn)代煤化工發(fā)展、新疆煤炭開發(fā)、金三角煤炭開發(fā)等一系列重大問題給出指導(dǎo)意見。

謝克昌認(rèn)為，應(yīng)鼓勵(lì)國內(nèi)煤炭企業(yè)積極參與國外資源開發(fā)和貿(mào)易，推動(dòng)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的現(xiàn)代煤化工技術(shù)輸出，在國外建設(shè)大型煤液化、煤氣化、煤制烯烴等基地，增加國內(nèi)產(chǎn)品供應(yīng)。

此外，還應(yīng)設(shè)立煤炭重大科技專項(xiàng)，全面加強(qiáng)先進(jìn)煤炭精細(xì)勘探、綠色開采、現(xiàn)代煤化工等戰(zhàn)略性技術(shù)科技攻關(guān)，強(qiáng)化系統(tǒng)集成，加快產(chǎn)業(yè)化。

“技術(shù)進(jìn)步是解決我國煤炭利用問題的關(guān)鍵。”謝克昌說，“煤炭的清潔、高效、可持續(xù)開發(fā)利用應(yīng)該是我國能源戰(zhàn)略的重中之重。唯有如此，才能擺脫以不足世界平均水平1/3的儲(chǔ)采比卻以大量消費(fèi)與嚴(yán)重污染苦苦支撐國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的困境，也才能夠給子孫后代留下足夠的化石能源資源?！?/span>

他還特別指出，“上述集項(xiàng)目組全體成員智慧和勞動(dòng)結(jié)晶的成果將在進(jìn)一步完善的基礎(chǔ)上盡快提供給全社會(huì)，以充分發(fā)揮工程院作為工程科技思想庫的作用”。