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煤炭清洁高效利用与中国的碳减排战略

专题网友投稿2020-03-02A+A-

对钢铁、建材、造纸等高耗能行业及一些散煤用煤行业,实施一系列的节能减排措施,取得了较好的效果。我国传统化工用煤保持持续增长,近几年全国年炼焦用煤维持在近5亿吨,同时现代煤化工产业已经进入了快速发展时期。

我国用煤行业节能减排虽然已取得重要进展,但由于煤炭利用总量大,先进技术应用的比例相对较低,替代落后技术需要大量的投资和建设周期。在取得进步的同时,煤炭能源利用的能耗高、污染重问题仍然有待解决,工业能耗与国际先进水平相比还存在差距。由于煤炭产量增速高于原煤入选率的增速,大量低质的动力煤和褐煤被使用,严重降低了煤炭燃烧效率和煤炭转化使用效率。我国现在存有大量的亚临界机组,超临界、超超临界机组占燃煤发电装机容量的比例不到40%;先进的高效煤粉工业锅炉、水煤浆工业锅炉、低质原料型煤锅炉市场占有率不到20%。同时,我国每年有大量煤炭用于工业小锅炉和居民供暖,散烧煤问题依然严峻,燃烧效率低,污染物治理难度大,对环境影响很大。《工业领域煤炭清洁高效利用行动计划》指出,我国焦化、工业炉窑、煤化工、工业锅炉等重点用煤领域的煤炭利用问题十分突出,“一是能耗高、污染重,焦化、工业炉窑、煤化工、工业锅炉等主要用煤领域装备技术水平偏低,与国际先进水平相比存在较大差距;二是煤化工结构不合理,煤炭综合利用效率较低,部分产品存在产能过剩现象,产品附加值有待提高;三是煤炭利用产业融合度不高,大多数煤化工企业相对独立,与相关产业衔接不够,煤炭整体利用水平有待提升”。

加快推进煤炭清洁高效利用,对于促进我国煤炭行业绿色发展,减少大气污染物的产生和排放,改善大气环境质量,具有重要意义。在煤炭作为我国主体能源的前提条件下,切实转变煤炭的粗放发展方式、实现清洁高效利用是我国能源发展的主要任务,也是中国能源革命成功的重要标志。因而,要想根本性地扭转我国煤炭开发和利用过程中相关的污染物排放等问题,需要在体制机制、技术、管理等多个层面采取切实积极的应对措施。

2.煤炭清洁高效利用工程技术发展动态

煤炭清洁高效利用是包括煤炭洗选加工、煤炭高效洁净燃烧、煤炭气化、煤炭转化和污染控制等在内的工程技术体系,基本覆盖了从煤炭开发到利用的产业全过程。煤炭清洁高效利用涉及范围较广,所用的技术与多个行业、多个学科相交叉,是一项复杂的系统工程。长期以来,我国在煤炭清洁高效利用方面,针对煤炭热效率和污染物排放问题已经开展了大量卓有成效的研究工作。“十二五”时期,我国煤炭清洁高效转化与利用技术与产业已取得重要突破。

我国燃煤发电效率持续提升,已经具有世界上最先进的燃煤发电技术,百万千瓦超超临界燃煤机组最低供电煤耗达270克标煤/千瓦时左右。截至2013年年底,全国百万千瓦以上超超临界燃煤机组已投运63台,为世界最多。2013年,全国火电机组平均供电煤耗为321克标煤/千瓦时。对于百万千瓦级的大型火电厂而言,单位供电煤耗每降1克,节省的成本可以千万元计。例如,上海外高桥第三发电厂投产六年来,通过清洁燃煤技术创新,走出了一条独具特色的“绿电”之路,以287.44克标煤/千瓦时的较低煤耗量,实现了上海10%的电力供应,成为世界上发电效率最高、最清洁环保的火电厂。

我国煤炭利用污染物控制和资源回收利用正在稳步推进,以燃气烟气排放标准作为参考的超低排放取得突破性进展,已经成为燃煤发电污染物控制和治理的方向(中国工程科技发展战略研究院,2014)。例如,浙江能源集团嘉兴电厂三期7号与8号百万机组、神华国华舟山电厂4号机组、广州恒运9号机组等率先实现燃煤电厂的常规污染物超低排放。发展整体煤气化联合循环发电技术(IGCC,Integrated gasification Combined Cycle)是实现煤炭高效、近零排放发电的有效途径,我国首座自主开发、设计、制造并建设的IGCC示范工程项目——华能天津IGCC示范电站已投运,结果表明,粉尘和SO2排放浓度低于1mg/Nm3、NOx排放浓度低于50mg/Nm3,达到了天然气排放水平,发电效率比同容量常规发电技术高4~6个百分点。

煤炭转化方面,煤气化、煤直接及间接液化、煤制烯烃、煤制甲烷、煤基乙二醇等一批现代煤化工技术取得了重大突破,一批示范工程建设投产,并逐步进入商业化生产阶

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