我國清潔燃煤技術實現突破，供熱供暖鍋爐加速升級
煤炭也能燒出低排放（美麗中國·關注清潔能源（上））
制圖：張芳曼
編者按：我國是能源消費大國。習近平總書記指出，“發展清潔能源，是改善能源結構、保障能源安全、推進生態文明建設的重要任務。”當前打好污染防治攻堅戰，要堅持源頭防治，如：調整能源結構，減少煤炭消費，增加清潔能源使用。
我國煤炭消費量約占全球一半，能源結構正由煤炭為主向多元化轉變。本版推出“美麗中國·關注清潔能源”系列報道，聚焦煤炭減量化及清潔利用，同時關注風力發電、光伏發電等面臨的問題及其對策，今日推出上篇。
外表黑乎乎，燒起來冒出嗆鼻的氣味——這是大多數人對煤炭的第一印象。然而，你知道嗎，如果應用了現代先進技術，煤炭也能燒得挺干凈。
與國家排放標準相比，二氧化硫、氮氧化物、顆粒物排放分別降低83%、50%、67%——今年1月的國家科技獎勵大會上，“燃煤機組超低排放關鍵技術研發及應用”獲得國家技術發明獎一等獎，這是我國煤炭清潔利用邁出的大步子。
以煤為主的能源結構短期內難改變，應推動煤清潔高效利用
據統計，2017年我國能源消費總量44.9億噸標準煤，其中煤炭消費占能源消費總量的60.4%，比上年下降1.6個百分點。“中國的煤炭消費量約占全球一半，再加上此前利用方式粗放，大量煤炭分散燃燒帶來了高排放。”國家發改委能源研究所研究員韓文科說。
中國煤炭加工利用協會理事長張紹強認為，“清潔利用和規模化燃用是當前改善大氣質量行之有效的方法”。
不少專家認為，煤炭減量化是清潔高效利用的前置任務，否則污染物排放濃度再低，總量依然龐大。從趨勢看，煤炭減量化以及清潔能源替代正穩步推進，兩年來我國煤炭去產能超過5億噸，2017年非化石能源占全國能源生產總量的17.6%，比2012年提高6.4個百分點。
雖然煤炭在一次能源中的比重呈下降趨勢，但在中短期主體能源地位較難改變，實現煤炭轉型發展是我國能源轉型發展的立足點。
“大力發展清潔能源我們有共識，但遠水解不了近渴。一方面，在我國化石能源已探明儲量中，煤炭占94%以上，石油和天然氣僅占6%左右，二者對外依存度較高，不考慮品種的使用差異，消費成本也比煤炭高不少；另一方面，風電、光伏等新能源的穩定性、可控性有待提升，至少短期內要大比例替代煤炭還比較難，不能立竿見影。”張紹強認為，應該科學有序降低煤炭消費比重，推動煤炭清潔高效利用。
我國煤電機組污染物排放控制指標處于世界領先水平
生產側而言，煤炭清潔高效利用邁出實質步伐。煤炭質量更優，2017年我國原煤入選率為70.2%，同比提高1.3個百分點；資源綜合利用推進，2017年全國煤矸石綜合利用處置率達67.3%。
目前，我國煤炭消費主要分布在燃煤發電、冶金煉焦、煤化工、鍋爐用煤（含建材窯爐和供熱供暖）、民用散煤幾個方面，用煤量分別約占煤炭消費總量的50%、17.5%、6.8%、20%和不足6%。
“其中發電用煤占比大，但消費集中、污染物控制和減排力度大。”張紹強說，我國已經突破大型燃煤超低排放發電技術，燃煤電廠大氣污染物排放達到甚至優于國家天然氣發電排放標準，即煙塵不高于5毫克每立方米、二氧化硫不高于35毫克每立方米、氮氧化物不高于50毫克每立方米。那么，成本會不會很高呢？張紹強介紹，“所增加的發電成本大概2—3分每千瓦時，新增成本不足10%，比燃氣發電成本低。”
國家能源局有關負責人介紹，截至2017年三季度末，京津冀、河南等多地已提前1—2年完成全部具備條件機組的超低排放改造任務，全國累計完成煤電超低排放改造6.4億千瓦以上，提前完成2020年改造5.8億千瓦的目標；新建煤電機組全部為超低排放，我國煤電機組污染物排放控制指標已處于世界領先水平。
除了超低排放工程，煤電領域節能改造、靈活性改造也在加快推進。“截至2017年三季度末，全國累計完成煤電節能改造5.3億千瓦；此外，我們還著重實施熱電解耦改造和純凝煤電機組深度調峰改造，最大限度發揮煤電機組調峰能力，為新能源發電騰出空間。比如遼寧省部分煤電機組實施靈活性改造后，2017年新能源棄風率下降6個百分點。”國家能源局有關負責人舉例。
煤炭深加工方面，我國工藝國產化水平提高，部分關鍵技術領跑國際，以煤為原料可以生產出超清潔柴油、天然氣等。據中國環境科學研究院完成的整車運行和臺架實驗，煤制清潔柴油與國五標準柴油相比，可使尾氣中排放的一氧化碳、細顆粒物、氮氧化物和碳氫化合物分別降低24%、49%、12%和34%。不過在韓文科看來：“煤化工可以發展，但規模應當適度有序，尤其要在生態環境可承受的范圍內。”
散煤治理是難點，將堅持散煤減量替代與清潔化替代并舉
總的來說，燃煤發電、冶金煉焦、煤化工三個煤炭消費領域能大規模集中利用，污染物控制逐步向好。目前真正難操作、難監管的主要是大量散煤，主要包括工業領域中的小鍋爐和小窯爐散燒煤、民用生活散煤等。通常這些散煤都是分散采購，流通環節混亂難監管，煤的灰分和硫分含量高；分散使用、燃燒過程效率低；大多數為直燃直排，脫硫、脫硝等設施幾乎為空白。
據不完全統計，我國燃煤供熱供暖工業鍋爐近48萬臺，各種窯爐約13萬臺，年耗煤約7.5億噸。“鍋爐效率低、污染物控制設施簡陋，大量供熱鍋爐因季節性因素負荷變化較大，實際燃燒效率、鍋爐熱效率平均比國際先進水平低15%—20%，導致煙塵排放超過全國排放總量的40%，二氧化硫排放量占全國排放總量的35%以上，成為嚴重的大氣污染物排放源。”張紹強介紹。
他認為，10蒸噸每小時以下的小鍋爐由于過度分散、爐型老舊、容量小等，不宜再進行改造，應加快淘汰進程，支持整合更換；20蒸噸每小時以上等級的工業鍋爐與電站鍋爐相似，配套煙氣凈化措施后同樣可以實現超低排放。
“現在有新型煤粉型工業鍋爐燃燒效率在90%以上，單是節能一項就比老舊鏈條爐提高30個百分點以上。但目前推廣存在一定困難，這與違規成本過低、監管不到位有關，但也受一些地區‘一刀切’去煤化影響，有的地方還要求大中型熱電機組也必須換成燃氣發電，不管是不是實現超低排放，導致企業技術研發和應用積極性不高，這就值得商榷了。相關部門可以將排放標準提高到與燃氣機組一致，誰優誰劣可以對比，超出了標準，再關停淘汰都沒問題。”張紹強建議。
民用散煤消費總量每年在2億噸左右，其中超九成用于北方農村冬季取暖。雖然民用散煤占比小，但大部分爐灶原始、使用分散、用戶經濟承受能力不高，算得上煤炭清潔高效利用一塊難啃的“硬骨頭”。國家能源局有關負責人表示，將堅持散煤減量替代與清潔化替代并舉、疏堵結合，通過落實優質煤源、建設潔凈煤配送中心、推廣應用潔凈煤和型煤、先進民用爐具、加強監管等措施，解決民用散煤清潔化利用問題。
中國能源研究會常務副理事長周大地認為，清潔高效的同時，也應該向低碳努力，“煤炭的高碳性沒辦法改變，當前重點是清潔高效，但不是說低碳就放棄了。”日前召開的國家能源工作會議提出，要抓緊研究實驗碳捕集及應用技術，爭取早日實現突破，使煤電發展更加符合清潔低碳安全高效的要求。
“統籌推進煤炭清潔高效利用是2018年能源工作重點任務之一，我們將在控制煤炭消費總量的基礎上，著力提高電煤在煤炭消費中的比重，爭取到‘十三五’末，電煤比重提高到55%左右，30萬千瓦級以及具備條件的燃煤機組全部實現超低排放。”國家能源局有關負責人說。（記者 丁怡婷）
