解决煤炭不能“呼吸”的痛——发展煤的清洁高效利用

文 _ 本刊记者 戴丽

由于雾霾天气的频繁出现，煤炭成为了众矢之的。然而煤炭作为我国的主体能源，为保证我国的经济发展和人们正常生产生活需要，我们又不得不大量使用煤炭，煤炭成为我国不能“呼吸”的痛。

煤炭科学技术研究院煤化工分院副院长陈贵锋认为，在内在要求和外部压力下，煤炭高效清洁利用是煤炭工业健康发展的必然选择和唯一出路。要减少煤炭对大气的污染，需做到三点：一是终端用户少用煤，即加大煤炭清洁转化；二是终端用户用好煤，即提高煤炭质量；三是终端用煤设备必须清洁高效。

终端用户少用煤

陈贵锋表示，为减少燃煤带来的大气污染，严格控制用煤总量是非常必要的，但同时更重要的是需明确一个概念，是需严格控制终端用户用煤量，而不是盲目地拒绝使用煤。

煤炭将在相当长时间内占我国能源主导地位

面对最近两年我国大面积频繁的雾霾天气，我国多地展开大气颗粒物源解析，寻找雾霾“元凶”。据了解，北京是最早公布颗粒物源解析的城市，今年4月公布的结果显示，北京PM2.5本地排放源以机动车、燃煤、工业生产、扬尘为主，分别占比31.1%、22.4%、18.1%和14.3%。天津PM2.5中扬尘、燃煤、机动车、工业生产为分别贡献30%、27%、20%、17%。石家庄虽然尚未公布颗粒物源解析结果，但业内普遍认为，工业燃煤是其本地排放的主要颗粒物源。不可否认，我国大气污染与大量使用燃煤有着直接的关系。

陈贵锋告诉记者，目前我国每年煤炭生产总量占全世界的47.4%，而煤炭消费量占全世界的50.3%。陈贵锋说，我国巨大的煤炭消耗量与我国能源资源禀赋特点息息相关，我国化石能源资源中，煤炭约占94%，而油和气等加起来才约占6%，资源禀赋决定了煤炭在我国能源中的主导地位。

陈贵锋说，由于我国“富煤、少油、缺气”，因此我国大量使用油和气目前是不现实的，我国的能源资源结构决定我国不得不大量使用煤炭的现实。目前，我国用能中，煤炭占67%左右，虽然我国在大力推广和发展新能源、可再生能源等，今后煤炭比例会逐渐下降，但是据预测，未来20年内，我国煤炭使用比例仍将超过50%，将长期占据主导地位。新能源、可再生能源、油气等不管是从经济的角度还是资源供应的角度，都还无法满足我国巨大的用能需求，煤炭替换需要一个漫长的过程。在这种不得不大量使用煤炭的条件下，煤炭的清洁利用就成为现实需求，同时也成为行业发展趋势。

严格控制终端用户用煤

为治理雾霾、减少PM2.5排放，严格限煤已经成为众多省市治霾的主要措施和方法。曾经作为中国主力能源的“黑金”，如今因为雾霾的出现却变得如此“不受欢迎”。国家和不少地区都提出了减煤目标。

国务院出台的《关于大气污染防治行动计划的通知》明确，到2017年煤炭占中国能源比重要减少到65%以下，煤炭消费总量实现负增长。

《北京2013-2017年清洁空气行动计划重点任务分解》也提出，要加快压减燃煤工作，到2015年，燃煤总量比2012年削减800万吨；优质能源消费比重提高到85%以上。到2017年，燃煤总量比2012年削减1300万吨，控制在1000万吨以内；优质能源消费比重提高到90%以上，煤炭占能源消费比重下降到10%以下。

陈贵锋认为，我国煤炭消费总量超过全球总量的一半，煤炭使用比例越高，能源环境压力就大，来自其他国家的舆论和攻击就越多。同时，为治理我国严重的大气污染，我国确实必须严格控制用煤总量。但是控制总量时，不能盲目地追求绝对下降，而是需明确一个概念，就是严格控制终端用煤量。他解释道，直接用煤会向大气排放大量污染物，而如果将煤转化为油品、天然气等再进行利用，那么情形就会变得不一样，将会大幅度降低燃煤污染。

要减少终端用煤，最重要的就是要加强煤炭清洁转化，提高煤炭清洁转化的比重。目前，我国已开展了煤制油、煤制天然气、煤制醇醚燃料、煤制烯烃等为代表的现代煤化工先进工艺技术工程示范，并取得一系列关键技术突破，基本具备商业化运行能力。德国在上世纪80年代每平方公里煤炭消费强度接近今天的京津冀地区，环境却治理得很好，而我国作为最大的煤炭消费国，完全有能力实现煤炭高效利用技术，提高煤炭附加值，减少终端用煤量。

在煤炭主产区建立大型煤基清洁能源转化基地

目前，发展煤制气、煤制油等煤化工也受到一些非议，认为其自身就对环境产生很大的影响，浪费并污染大量的水资源。陈贵锋告诉记者，其实这个矛盾是可以解决的，很重要的一点就是在大规模煤炭生产区建立大型煤基清洁能源转化基地，在煤炭生产基地就把很大部分煤转化成油品、天然气、电力以及化工品等，然后再由电网、管道、铁路等运送出去。

陈贵锋说，我国煤炭主产区主要集中在西部地区，西北人员稀少，环境容量相对较大，因此在产煤区进行转化所产生的污染影响范围相对较小。且大型煤基能源清洁转化形成规模化以后，能够实现多联产，延长产业链，更好地集中处理污染物，降低成本。如煤中硫，通过煤炭清洁转化变成硫磺，极大减少燃煤产生的二氧化硫污染。

同时，由于我国煤炭主要集中在西部，煤炭东输运距长、运力紧张，而转化成油品和电力等以后，能够减轻运输压力，因此在产煤区建立大型煤基清洁能源转化基地是现实的选择。

陈贵锋同时说道，在产煤区建立大型煤化工基地，目前最大的难题就是水的问题，这对于煤的清洁转化是一个非常大的制约因素。

水的问题主要来自于两个方面，一是西北产煤区水资源缺乏，水的来源和供应很难；二是煤化工产生的污水如何处理。陈贵锋说要解决这两个问题，首先就是要大力发展煤炭转化的节水技术，降低水的消耗。他说，目前通过技术和工艺优化，节水30%是能够实现的，进行技术攻关，节水50%也可以达到。节水措施跟上以后，煤的清洁转化发展空间会更大。

另外就是污水处理问题，陈贵锋说，其实污水处理也不是难题，是能够解决的。南非是个缺水国家，建设了一个大型煤制油项目，每年生产油品数量在700万吨左右（我国目前最大煤制油规模也就100万吨），采取了严格的污水处理措施，污水处理得非常干净。

陈贵锋认为，我国治理水污染关键在于必须树立起环境成本意识，我们一直把水污染处理的成本考虑得太低，认为处理一吨煤化工污水仅需两三元钱，如果成本只能维持在这个低层面，那么污水处理技术和效果都很难得到提高。而如果按污水处理成本每吨20～50元去规划，煤转化污水治理措施就会很完善，从事污水处理技术研发的企业就会有积极性进行高端技术研发，放开去做，污水处理难题也将得到彻底的解决。环境治理是需要成本的，随着生态文明建设观念的加强，不清洁的煤炭转化是没有出路的，今后在环境成本方面的阻力会越来越小。

陈贵锋指出，在环境和节能方面，低成本都不是好事，反而会产生很多危害。能源价格、资源价格等如果过低，就会产生极大的浪费。价格提高以后，反倒会提高节约意识，与经济利益直接挂钩时效果是立竿见影的。再比如说，环境违法行为，如果处罚明显低于治理成本，环境状况不会有很好的转变，产业技术也不会有很大突破。当前提高污染排放成本，已经有些效果。因此环境成本意识必须树立。

另外，污水处理技术的提高也不是难事，据陈贵锋介绍，目前煤炭科学研究技术研究院等正在研发相关技术，即针对煤化工污水如何高效处理，先解决高浓度有机污水有机物分离问题，提高煤化工污水的可生化性，然后和现有先进技术结合，实现污水资源化利用。这项技术成本可能要高于常规技术，但是能解决问题。

因此，在大型煤炭产区建立煤基清洁能源转化基地，不仅能充分利用优势的煤炭资源，而且能大量减少终端用户直接燃煤产生的污染，这是十分必要，也是现实可行的。

终端用户用好煤

与国外煤炭质量相比，我国的煤炭灰分较高，硫分差不多，目前我国终端用煤质量远远不如国外。

我国亟需提高煤炭消费质量，缓解煤炭工业发展和环境保护之间的矛盾。

发展直销模式减少中间环节

陈贵锋说，我国一方面是需要大力发展煤炭清洁转化，另一方面还有一部分煤不可避免的要走向终端利用，那么这部分煤就必须进行清洁加工，提高煤炭质量。

陈贵锋告诉记者，其实目前我国煤炭洗选技术是先进的，且规模很大，有的洗选厂甚至能达到年处理两三千万吨原煤的能力。按理说，通过洗选，煤炭中的灰分、硫分等有害物质能够显著减少和脱除，供应市场的煤炭应该都是高质量的清洁煤。然而，很多时候情况却并非如此：煤炭在出厂时，经过洗选分类分成各个等级，如精煤、中煤等，而在中间环节，由于利益驱使，可能中间商以次充好，把煤矸石之类的掺杂到精煤中间，这就直接导致给用户的煤炭质量下降。

国家发展改革委近日发布的并将于9月1日开始实施的《煤炭经营监管办法》（以下简称《办法》）中明确，煤炭经营应取消不合理的中间环节；国家提倡有条件的煤矿企业直销，鼓励大型煤矿企业与耗煤量大的用户企业签订中长期直销合同。针对目前的大气污染问题，《办法》还明确，禁止煤炭经营主体销售或进口高灰分、高硫分劣质煤炭，以及向城市高污染燃料禁燃区等范围内单位或个人销售不符合规定标准的煤，同时对长途运输的煤炭质量也提出了明确的要求。

陈贵锋指出，《办法》中鼓励发展直销模式，取消不合理中间环节，这能在很大程度上解决煤炭质量出现在中间环节的问题。同时，《办法》对价格方面也有规定，以防止煤炭价格波动幅度过大，制约煤炭行业的健康发展和科技进步。

经过多年发展，煤炭贸易商环节暴露出很多问题。本身不需要有中间环节的地方，多出来的环节就容易出问题，比如滋生腐败，出现质量问题等。如果煤炭生产企业与用户直接对接，这些问题就不容易出现。发展直销模式将有利于我国煤炭质量的提高。

加强煤炭质量监管和考核

陈贵锋表示，为提高煤炭质量，除发展直销模式以外，还需规范中间环节和煤炭质量的监管。

我国一直致力于提高煤炭质量管理，2013年5月，国家能源局下发了《商品煤质量管理暂行办法(征求意见稿)》，对炼焦用商品煤和动力用商品煤的灰分、全硫分、全水分都有明确规定。特别是在“远距离运输和进口动力商品煤”上，提出热值不得低于19兆焦耳/千克(约为4544大卡)，硫含量不得高于1%，灰分不得高于25%。今年8月21日，中国煤炭工业协会副会长姜智敏在青岛举行的2014中国煤焦钢产业大会上表示，《商品煤质量管理办法》有望于近期出台，以有效提高煤炭质量，控制进口煤增长。

陈贵锋建议，煤炭销售商必须对煤炭质量按照标准进行标识，让用户知道自己购买煤炭的质量，这一点对于小用户尤其重要，小用户一般不具备煤炭方面的专业知识，如果煤炭质量没有标识，小用户就买不到需要的煤炭，也不清楚买到的煤炭是否掺杂使假。

其次，需要政府严格监管，销售的煤炭质量是否和标识的一致；是否能够满足地区或行业的要求，如北京禁止销售高灰分煤炭等。这样才能够把终端煤炭质量提升上去。

另外，姜智敏在2014中国煤焦钢产业大会上表示，要提高煤炭质量，需要不断地完善煤炭的考核机制，科学的考核机制能够促进行业的健康发展，同时也能加强行业的自律。未来煤炭企业将不能再单纯追求规模和产能，而需更加重视开采的成本效率，更加重视矿区的水资源、地表环境和生物多样化，开采质量好的煤，生产符合质量的煤，提供个性化的服务，煤炭企业需由生产者向服务商转变。只有这样，今后的产业布局才能不断优化，煤炭质量也才能得到不断的提升。另外，国际煤炭合作也需进一步加强，我国从煤炭资源开采的资金、技术、人才的管理经验在世界煤炭界是具有优势的，充分利用自身优势，不仅有利于为我国发展提供渠道，也有利于提升煤炭企业的竞争力。

终端用煤设备必须高效

为减少煤炭利用不合理带来的大气污染，除清洁化利用以外，高效利用也是重要手段之一，

必须做到终端用煤设备高效。

在发电和工业锅炉领域，煤炭的高效利用还有很大的提升空间。

对燃煤电厂进行技术改造

今年4月18日，李克强总理主持召开新一届国家能源委员会首次会议，明确要求促进煤炭集中高效利用代替粗放使用，保护大气环境。会议还明确提出了我国要新上一批高效、清洁的燃煤火电机组。

中国电力企业联合会数据显示，2010年中国平均供电煤耗为335克/千瓦时。而日本、欧洲等地区平均水平均远低于300克。据了解，其实我国并不缺乏燃煤电厂减煤“标杆”。比如上海外高桥第三发电厂在2013年100万千瓦的超超临界机组实现煤耗276克/千瓦时，在国际上已属顶尖。据了解，该发电厂比全国平均水平每千瓦时节约62克标准煤。这意味着，一年可节约煤68万吨，约合4.7亿元人民币。而且，除尘率达99.8%以上，脱硫效率达98%以上，脱硝效率达80%以上。除此之外，位于南京市郊的大唐南京发电厂也是技术升级改造实现节能减排的一个范例。该电厂已有百年历史，曾承担江苏省1/3的发电任务。2010年，该电厂投产两台660兆瓦超超临界燃煤机组，机组容量翻了两番，但单位电量二氧化硫排放量下降幅度高达80%，每年削减二氧化硫排放量2000多吨，每年可减少氮氧化物排放700多吨。

目前，我国已经很多省市和燃煤电厂都在进行推广煤炭的高效清洁利用。今年2月，山西省印发了关于围绕煤炭产业清洁安全低碳高效发展重点安排的科技攻关项目指南的通知。浙江省于今年5月22日出台了《浙江省统调燃煤发电机组新一轮脱硫脱硝及除尘改造管理考核办法》，明确提出激励政策“省统调燃煤发电机组当年可达到超低排放标准的，年初按超低排放机组平均容量预安排奖励年度发电计划200小时”。同时，国内部分燃煤电厂正在开展清洁燃煤发电技术改造建设，如浙江、上海等地开始筹划“近零排放”燃煤电厂等。

6月27日，国家能源局在全国范围选定了13台煤电机组作为环保改造示范项目。8月15日，作为国家能源局环保改造示范项目之一的神华国华三河电厂1号35万千瓦机组“近零排放”环保改造通过验收，这也是京津冀地区的首个“国家煤电机组环保改造示范项目”。据了解，今年年底，国家能源局将对所有示范改造机组的技术路线进行比较，择优向全国推广应用。业内专家表示，神华的“近零排放”煤电技术是解决能源环境问题的一大突破。三河电厂1号机组的环保改造已经具有相当高的水平，从技术上看是可行的，经济上的投资也是可以接受的，很有推广价值。

今年7月，环保部出台的号称“史上最严”的《火电厂大气污染物排放标准》开始执行，这意味着2012年之前建成的火电厂开始执行新版大气污染物排放标准。这个标准对火电厂排放限值提出了极为严苛的规定。大量落后机组亟待淘汰升级。业内人士表示，如果我国燃煤机组都进行“近零排放”环保技术改造，全国的粉尘排放量将降低95%、二氧化硫排放将降低94%、氮氧化物排放将降低92%，煤炭成为清洁能源便不再是梦想。

工业锅炉必须进行高效改造

陈贵锋告诉记者，在用煤设备方面，除燃煤电厂机组以外，目前最难解决的就是工业锅炉的问题。我国在用燃煤工业锅炉达46.7万台，总容量达178万蒸吨/小时，年消耗原煤约7亿吨，虽然消耗煤炭总量不及燃煤电站，但是单台锅炉容量小、分布广，对大气的污染程度却不比电力行业少，甚至还要更加严重。

陈贵锋介绍，我国工业锅炉在提高热效率方面最近几年虽然有很大的进步，但是还远远不够。目前我国绝大部分锅炉的热效率在60%～65%之间，而我们现在开发出的高效先进锅炉，热效率能够达到90%～92%，节能量非常大，可以达到40%，而且高效锅炉污染物的排放能够达到近天然气的排放标准。如果把传统锅炉全部替换为高效锅炉，那将极大提高节能量，降低污染排放物，提高空气质量。

但陈贵锋也说道，目前这种高效锅炉推广起来还有难度，因为节能成本的理念还没有建立起来。目前高效锅炉的投资就相当于普通锅炉的两三倍价格，通过节能，三年左右就能收回成本。尽管现在节能观念与以前相比有很大的提高，但是仍然还有很多人认为使用高效锅炉初期投资太高，而不愿意去替换。

对于锅炉用户来说，需要用长远的眼光看问题，去计算综合成本；对于锅炉生产企业来说，虽然高效锅炉成本很高，但是当今社会绝对不能总是以低价竞争取胜，生产低端产品导致高消耗、高污染，今后必须进行高投入，走高端路线，生产高效产品；而对政府层面来说，就需采取强有力的手段，进行监管执法，治理和保护环境首先一定是依靠政策而不是市场，当政策制定以后，依靠市场机制解决污染问题，政策引导、技术进步、市场竞争，效果才会更高效。

陈贵锋告诉记者，目前比较乐观的是，我国技术进步发展很快，只要国家有相关需求，技术研发就能很快跟上，这对我国治理环境是非常有利的，而目前关键就在于政策的到位和执行。煤炭作为主体能源支持我国经济的高速发展，但是煤炭一定要清洁化利用和高效利用。我国的煤炭高效转化利用技术，经过几年的发展取得了很大的进步和突破，可以为节能减排提供强力支撑，推动煤炭清洁高效利用目前时机已经成熟，关键在于政策的引导，同时也靠企业自觉按照国家的要求去落实。