導(dǎo)讀:面臨日漸嚴峻的大氣環(huán)境污染,霧霾的侵襲,大力推進煤炭地下氣化(UCG)技術(shù)在中國的產(chǎn)業(yè)化,可謂是能夠有效解決污染主要原因、有深遠戰(zhàn)略意義的舉措。我國正大力推進煤炭地下氣化技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的進程。
治霾首先控制燃煤污染
中國的能源戰(zhàn)略始終強調(diào)要改變能源結(jié)構(gòu)、降低煤炭在一次能源消耗中的比重。然而煤在一次能源中比重在65%以上的現(xiàn)實始終都無法改變,2013年煤在我國一次能源中比重仍為66%。國家*投資研究所專家岳國強在論壇上表示,2012年我國煤電占比達到了近80%,而發(fā)達國家這一比例低于50%,以煤為主能源消耗是造成空氣污染的重要原因之一。
去年*發(fā)布《大氣污染防治行動計劃》,提出大氣污染防治的10條措施,包括降低煤在一次能源中的比重、壓縮鋼鐵高耗能高污染的產(chǎn)能等。應(yīng)該講,這些措施是有益的也是必要的,但受制于國情以及經(jīng)濟發(fā)展水平,這些措施減排的潛力有限。特別是對于解決“煤老大”這一大氣主要污染源缺乏有效辦法。
2000—2013年,我國煤產(chǎn)量由12.99億噸增加到36.89億噸,加上煤炭凈進口,煤消耗年均增長2億多噸。雖然近三年煤在一次能源中的比重以每年約1%的速度緩慢下降,但2013年煤在我國一次能源中仍占66%。在相當(dāng)長的時期內(nèi),很難有低成本的新能源實現(xiàn)對煤炭的大規(guī)模替代,這是我國的現(xiàn)實國情。
從長遠看,可再生能源無疑是世界能源的發(fā)展趨勢,但可再生能源存在的高成本、性能不穩(wěn)定等弱點短期內(nèi)難以克服。不論國內(nèi)還是國外,可再生能源的發(fā)展目前都離不開政府補貼。推進可再生能源的戰(zhàn)略,是用高成本能源替代低成本能源,實質(zhì)上是用化石能源的盈利去補貼可再生能源的虧損。發(fā)展可再生能源應(yīng)量力而行,過多的投入并不合算;改變傳統(tǒng)采煤、燒煤的用煤方式,對于解決我國能源、環(huán)境問題是更為迫切和現(xiàn)實的選擇。
煤地下氣化(UCG)技術(shù)的發(fā)展及優(yōu)勢
在采煤、燒煤的清潔方式中,目前可供選擇的有煤制油,煤地面氣化、煤地下氣化(UCG)三種,其中后者的效果為理想。
煤地下氣化對解決煤炭開采和燃燒帶來的污染問題意義非常突出。該技術(shù)通過將煤炭在地下進行不完全燃燒,把煤變?yōu)楦鍧?、更方便使用、具有較高熱量的人工煤制氣。同時,煤地下氣化燃燒產(chǎn)生的有害氣體可集中處理、變廢為寶,燃燒形成固體廢物留在地下,遠離地表人類活動場所,避免煤矸石、粉煤灰占地等污染,從而徹底地清除了煤這個大的污染源。消除由地下采煤帶來的一切礦難,徹底解決煤炭生產(chǎn)的安全問題。
相對于傳統(tǒng)煤炭開采,煤炭地下氣化技術(shù)安全系數(shù)高。這項技術(shù)采用化學(xué)方式采煤,工人較少下井甚至不下井,能有效避免傳統(tǒng)采煤帶來的多重災(zāi)害,減少礦難和礦工職業(yè)病的發(fā)生,提高煤炭生產(chǎn)的安全系數(shù)。
此外,煤炭地下燃燒后的灰渣留在地下,采用充填技術(shù)后,可減少地表下沉,無固定物質(zhì)排放。同時,地下氣化產(chǎn)生的煤氣可以集中凈化,避免對大氣和地下水造成污染。
UCG技術(shù)的優(yōu)勢主要包括幾個方面:一是環(huán)境污染小,以發(fā)電為例,對避免地面燃煤發(fā)電帶來的空氣污染、廢水污染和煤粉灰污染以及由此引發(fā)的霧霾、酸雨的效果明顯;UCG技術(shù)直接將大量煤開采帶來的煤矸石等廢棄物留在地下。二是資源利用效率高,傳統(tǒng)的采煤方式有“采一丟二”乃至“采一丟四”的說法,而煤的地下氣化能夠使以往無法或難以開采的煤和質(zhì)量較低的煤充分利用,還能夠?qū)崿F(xiàn)廢棄礦井的再利用。三是碳減排*,通過UCG與碳的俘獲與儲存(CCS)等技術(shù)結(jié)合,可使二氧化碳排放量顯著減少。英國、歐盟、加拿大、澳大利亞等都把UCG和CCS、制氫相結(jié)合,作為煤炭使用的未來方向。四是方式安全,UCG可實現(xiàn)井下無人、無大型設(shè)備生產(chǎn),大大減輕了工人勞動強度,徹底消除了礦難。五是應(yīng)用范圍更廣泛,UCG產(chǎn)出的合成氣除可直接作為能源用于發(fā)電外,還可以分餾為氫氣、一氧化碳、甲烷等,成為更清潔的能源或化工原料。它還將顯著降低氫燃料電池的成本,促進電動汽車的發(fā)展。此外,UCG生產(chǎn)的合成氣運輸方便,將大大減少煤炭運輸隊運力的占用,降低運輸成本,減少運輸中的碳排放。
推進煤地下氣化(UCG)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的建議
雖然煤地下氣化具有可控性、穩(wěn)定性和持續(xù)性等諸多優(yōu)勢,發(fā)電成本低于傳統(tǒng)煤電,但我國在推動煤地下氣化發(fā)展上支持力度還不夠,投入過少,導(dǎo)致研究開發(fā)進展相當(dāng)緩慢,至今尚未實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。“國家對UCG研發(fā)項目的經(jīng)費支持力度,僅在千萬元人民幣級的水平。對于工業(yè)性試驗更是缺乏必要的政策支持,基本上要由企業(yè)自己來承擔(dān)各種成本和風(fēng)險。這種狀況亟待改變,”鄭玉歆說。
UCG技術(shù)對于我國環(huán)境治理及能源改善有著重要的戰(zhàn)略意義,亟須盡快實現(xiàn)UCG技術(shù)在我國的產(chǎn)業(yè)化。
,對我國的能源發(fā)展戰(zhàn)略進行適當(dāng)調(diào)整。目前,我國能源發(fā)展的戰(zhàn)略重點過多地放在控制煤的用量及新能源對煤炭的替代上,對煤的清潔、使用的重視明顯不夠。從中國基本國情出發(fā),能源戰(zhàn)略有必要由過度向新能源傾斜,調(diào)整為更多地向改變煤炭開采、使用方式上傾斜,使中國盡快走上“綠煤”之路。為此,應(yīng)將推進和推廣UCG技術(shù)的應(yīng)用上升到戰(zhàn)略高度,盡快制定UCG發(fā)展規(guī)劃,并將其列入國家相關(guān)規(guī)劃中。
第二,積極發(fā)揮政府推動UCG產(chǎn)業(yè)化的組織協(xié)調(diào)作用。UCG是一項大型綜合系統(tǒng)工程,需要煤炭、石油、地質(zhì)和水文地質(zhì)、化工、環(huán)保、電力、機械、設(shè)備等多專業(yè)的綜合技術(shù)能力的支撐,這需要發(fā)揮政府協(xié)調(diào)各方面力量的作用。同時,UCG產(chǎn)業(yè)化尚存在一些亟待解決的技術(shù)方面的問題,諸如對水環(huán)境的影響,運行的連續(xù)性、穩(wěn)定性等,應(yīng)由國家調(diào)動資源、集中優(yōu)勢兵力、組織聯(lián)合攻關(guān)盡快加以解決。
第三,設(shè)立發(fā)展UCG專項資金。我國有可以應(yīng)用UCG技術(shù)的現(xiàn)成資源與礦山,實現(xiàn)UCG產(chǎn)業(yè)化的條件十分有利。但產(chǎn)業(yè)化需要大量的投入,僅靠企業(yè)的力量遠遠不夠,國家的扶植*。我國煤礦分布很廣,情況復(fù)雜,而目前UCG的研究力量還比較薄弱,工業(yè)試驗的范圍也太小。UCG的產(chǎn)業(yè)化受到人力、物力及財力等多方面的制約。建議建立專項資金用于支持UCG項目,同時通過政策優(yōu)惠引導(dǎo)民間資本的投入。近,從*到霧霾嚴重地區(qū)的各級政府都制定了要投巨資治理霧霾的計劃,可把這些資金盡量多地投入到UCG項目,以使這些資金真正發(fā)揮效益。
第四,盡快出臺一些鼓勵UCG發(fā)展的政策??梢钥紤]像當(dāng)年推動可再生能源發(fā)展那樣出臺一些帶有一定強制性的政策。如,限制固體煤的產(chǎn)量,對地下氣化采煤則不加限制、限制蒸汽輪機的使用,對燃氣輪機不加限制等。此外,推進UCG必須積極而穩(wěn)妥。項目應(yīng)事先得到充分的論證(特別是選址尤為關(guān)鍵),防止一擁而上,保證UCG產(chǎn)業(yè)化在我國的有序加速開展。
治霾首先控制燃煤污染
中國的能源戰(zhàn)略始終強調(diào)要改變能源結(jié)構(gòu)、降低煤炭在一次能源消耗中的比重。然而煤在一次能源中比重在65%以上的現(xiàn)實始終都無法改變,2013年煤在我國一次能源中比重仍為66%。國家*投資研究所專家岳國強在論壇上表示,2012年我國煤電占比達到了近80%,而發(fā)達國家這一比例低于50%,以煤為主能源消耗是造成空氣污染的重要原因之一。
去年*發(fā)布《大氣污染防治行動計劃》,提出大氣污染防治的10條措施,包括降低煤在一次能源中的比重、壓縮鋼鐵高耗能高污染的產(chǎn)能等。應(yīng)該講,這些措施是有益的也是必要的,但受制于國情以及經(jīng)濟發(fā)展水平,這些措施減排的潛力有限。特別是對于解決“煤老大”這一大氣主要污染源缺乏有效辦法。
2000—2013年,我國煤產(chǎn)量由12.99億噸增加到36.89億噸,加上煤炭凈進口,煤消耗年均增長2億多噸。雖然近三年煤在一次能源中的比重以每年約1%的速度緩慢下降,但2013年煤在我國一次能源中仍占66%。在相當(dāng)長的時期內(nèi),很難有低成本的新能源實現(xiàn)對煤炭的大規(guī)模替代,這是我國的現(xiàn)實國情。
從長遠看,可再生能源無疑是世界能源的發(fā)展趨勢,但可再生能源存在的高成本、性能不穩(wěn)定等弱點短期內(nèi)難以克服。不論國內(nèi)還是國外,可再生能源的發(fā)展目前都離不開政府補貼。推進可再生能源的戰(zhàn)略,是用高成本能源替代低成本能源,實質(zhì)上是用化石能源的盈利去補貼可再生能源的虧損。發(fā)展可再生能源應(yīng)量力而行,過多的投入并不合算;改變傳統(tǒng)采煤、燒煤的用煤方式,對于解決我國能源、環(huán)境問題是更為迫切和現(xiàn)實的選擇。
煤地下氣化(UCG)技術(shù)的發(fā)展及優(yōu)勢
在采煤、燒煤的清潔方式中,目前可供選擇的有煤制油,煤地面氣化、煤地下氣化(UCG)三種,其中后者的效果為理想。
煤地下氣化對解決煤炭開采和燃燒帶來的污染問題意義非常突出。該技術(shù)通過將煤炭在地下進行不完全燃燒,把煤變?yōu)楦鍧?、更方便使用、具有較高熱量的人工煤制氣。同時,煤地下氣化燃燒產(chǎn)生的有害氣體可集中處理、變廢為寶,燃燒形成固體廢物留在地下,遠離地表人類活動場所,避免煤矸石、粉煤灰占地等污染,從而徹底地清除了煤這個大的污染源。消除由地下采煤帶來的一切礦難,徹底解決煤炭生產(chǎn)的安全問題。
相對于傳統(tǒng)煤炭開采,煤炭地下氣化技術(shù)安全系數(shù)高。這項技術(shù)采用化學(xué)方式采煤,工人較少下井甚至不下井,能有效避免傳統(tǒng)采煤帶來的多重災(zāi)害,減少礦難和礦工職業(yè)病的發(fā)生,提高煤炭生產(chǎn)的安全系數(shù)。
此外,煤炭地下燃燒后的灰渣留在地下,采用充填技術(shù)后,可減少地表下沉,無固定物質(zhì)排放。同時,地下氣化產(chǎn)生的煤氣可以集中凈化,避免對大氣和地下水造成污染。
UCG技術(shù)的優(yōu)勢主要包括幾個方面:一是環(huán)境污染小,以發(fā)電為例,對避免地面燃煤發(fā)電帶來的空氣污染、廢水污染和煤粉灰污染以及由此引發(fā)的霧霾、酸雨的效果明顯;UCG技術(shù)直接將大量煤開采帶來的煤矸石等廢棄物留在地下。二是資源利用效率高,傳統(tǒng)的采煤方式有“采一丟二”乃至“采一丟四”的說法,而煤的地下氣化能夠使以往無法或難以開采的煤和質(zhì)量較低的煤充分利用,還能夠?qū)崿F(xiàn)廢棄礦井的再利用。三是碳減排*,通過UCG與碳的俘獲與儲存(CCS)等技術(shù)結(jié)合,可使二氧化碳排放量顯著減少。英國、歐盟、加拿大、澳大利亞等都把UCG和CCS、制氫相結(jié)合,作為煤炭使用的未來方向。四是方式安全,UCG可實現(xiàn)井下無人、無大型設(shè)備生產(chǎn),大大減輕了工人勞動強度,徹底消除了礦難。五是應(yīng)用范圍更廣泛,UCG產(chǎn)出的合成氣除可直接作為能源用于發(fā)電外,還可以分餾為氫氣、一氧化碳、甲烷等,成為更清潔的能源或化工原料。它還將顯著降低氫燃料電池的成本,促進電動汽車的發(fā)展。此外,UCG生產(chǎn)的合成氣運輸方便,將大大減少煤炭運輸隊運力的占用,降低運輸成本,減少運輸中的碳排放。
推進煤地下氣化(UCG)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的建議
雖然煤地下氣化具有可控性、穩(wěn)定性和持續(xù)性等諸多優(yōu)勢,發(fā)電成本低于傳統(tǒng)煤電,但我國在推動煤地下氣化發(fā)展上支持力度還不夠,投入過少,導(dǎo)致研究開發(fā)進展相當(dāng)緩慢,至今尚未實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。“國家對UCG研發(fā)項目的經(jīng)費支持力度,僅在千萬元人民幣級的水平。對于工業(yè)性試驗更是缺乏必要的政策支持,基本上要由企業(yè)自己來承擔(dān)各種成本和風(fēng)險。這種狀況亟待改變,”鄭玉歆說。
UCG技術(shù)對于我國環(huán)境治理及能源改善有著重要的戰(zhàn)略意義,亟須盡快實現(xiàn)UCG技術(shù)在我國的產(chǎn)業(yè)化。
,對我國的能源發(fā)展戰(zhàn)略進行適當(dāng)調(diào)整。目前,我國能源發(fā)展的戰(zhàn)略重點過多地放在控制煤的用量及新能源對煤炭的替代上,對煤的清潔、使用的重視明顯不夠。從中國基本國情出發(fā),能源戰(zhàn)略有必要由過度向新能源傾斜,調(diào)整為更多地向改變煤炭開采、使用方式上傾斜,使中國盡快走上“綠煤”之路。為此,應(yīng)將推進和推廣UCG技術(shù)的應(yīng)用上升到戰(zhàn)略高度,盡快制定UCG發(fā)展規(guī)劃,并將其列入國家相關(guān)規(guī)劃中。
第二,積極發(fā)揮政府推動UCG產(chǎn)業(yè)化的組織協(xié)調(diào)作用。UCG是一項大型綜合系統(tǒng)工程,需要煤炭、石油、地質(zhì)和水文地質(zhì)、化工、環(huán)保、電力、機械、設(shè)備等多專業(yè)的綜合技術(shù)能力的支撐,這需要發(fā)揮政府協(xié)調(diào)各方面力量的作用。同時,UCG產(chǎn)業(yè)化尚存在一些亟待解決的技術(shù)方面的問題,諸如對水環(huán)境的影響,運行的連續(xù)性、穩(wěn)定性等,應(yīng)由國家調(diào)動資源、集中優(yōu)勢兵力、組織聯(lián)合攻關(guān)盡快加以解決。
第三,設(shè)立發(fā)展UCG專項資金。我國有可以應(yīng)用UCG技術(shù)的現(xiàn)成資源與礦山,實現(xiàn)UCG產(chǎn)業(yè)化的條件十分有利。但產(chǎn)業(yè)化需要大量的投入,僅靠企業(yè)的力量遠遠不夠,國家的扶植*。我國煤礦分布很廣,情況復(fù)雜,而目前UCG的研究力量還比較薄弱,工業(yè)試驗的范圍也太小。UCG的產(chǎn)業(yè)化受到人力、物力及財力等多方面的制約。建議建立專項資金用于支持UCG項目,同時通過政策優(yōu)惠引導(dǎo)民間資本的投入。近,從*到霧霾嚴重地區(qū)的各級政府都制定了要投巨資治理霧霾的計劃,可把這些資金盡量多地投入到UCG項目,以使這些資金真正發(fā)揮效益。
第四,盡快出臺一些鼓勵UCG發(fā)展的政策??梢钥紤]像當(dāng)年推動可再生能源發(fā)展那樣出臺一些帶有一定強制性的政策。如,限制固體煤的產(chǎn)量,對地下氣化采煤則不加限制、限制蒸汽輪機的使用,對燃氣輪機不加限制等。此外,推進UCG必須積極而穩(wěn)妥。項目應(yīng)事先得到充分的論證(特別是選址尤為關(guān)鍵),防止一擁而上,保證UCG產(chǎn)業(yè)化在我國的有序加速開展。
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