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绿煤诱惑

2012-02-08 09:06:15 国家财经周刊   作者: 刘丽丽  

“煤炭是最便宜和最安全的发电方法,坦率地说,如果我们说自己不愿意接触煤,这就是不道德”,世界银行世界发展报告2010气候变化主管Marianne Fay如是说。

长期以来,洁净、绿色和煤炭,似乎从不搭界。

沿用已久的粗放采掘和燃烧模式,使世人产生一个误区,认为挖煤燃煤造成的环境难题根本无解;人类要拯救环境,必须在未来彻底放弃煤炭经济。事实上,煤炭的采掘、选洗、运输、转化和利用,每一环节,都孕育着巨大的绿色商机。

早在1985年,美国和加拿大为了解决两国跨境酸雨问题,率先提出了“洁净煤”概念。此后,人们将旨在减少污染、提高效率的煤炭加工、燃烧、转化和污染控制等新技术,统称为洁净煤技术(Clean Coal Technology,简称CCT)。

按照中国工程院院士、能源专家倪维斗的说法,“社会节能、总量控制、发展可再生能源都是实现低碳经济的道路,但最后必须要落实到煤的清洁利用上”,倪维斗院士认为,“煤的清洁利用也属于新能源”。

资料显示,CCT主要涉及4个领域,即煤炭加工、煤炭高效洁净燃烧、煤炭转化、污染排放控制与废弃物处理,其中包含水煤浆技术、煤炭气化技术、脱硫技术等14项专业技术。

中国的CCT研究,起步得并不晚。

早在1995年8月,中国就成立了以国家计委为组长单位,国家科委、国家经贸委为副组长单位,煤炭部、电力部、内贸部、机械部、化工部、建设部、冶金部、中科院、国家教委和国家环保局等为成员单位的“国家洁净煤技术推广规划领导小组”;

1997年,国务院还批准了《中国洁净煤技术九五计划和2010年发展纲要》(以下简称《纲要》),成为中国发展洁净煤产业的纲领性文件;

2006年,煤的高效洁净利用技术作为先进能源技术,进入了《我国应掌握自主知识产权的关键技术和产品目录》;

2009年3月,推进洁净煤技术产业化和核电、风电、光伏等清洁能源一道,被列为多个部委负责落实《政府工作报告》的重点工作……

但是,业内人士指出,国家煤炭工业部1998年被撤销之后,诸多相关职能被分解到多个部门,这造成CCT推广应用没有一个统一的领导机构,致使《纲要》等多年被悬空;而且,这些政策表述都过于粗泛,缺乏细则配套。

于是,《纲要》发布了15年,中国煤炭消耗从每年10亿吨狂增至34亿吨,而煤炭产业的诸多环节却依然令人难堪:

经过多轮关停和资源整合,采掘落后的房柱式采煤依然和技术先进的综采并存,导致煤炭整体回采率在30%~40%间,大大低于国家规定的75%,六七成的宝贵资源被废弃在地下;发达国家原煤洗选率100%,中国则一直不足一半,中国铁路每天用宝贵的运力,拉着大量矸石和中煤奔跑……

直至2009年年底,洁净煤的概念,却突然在中国开始炙手可热。彼时,密集出台的产业振兴规划,才开始涉及该领域。

目前,CCT已成为世界各国解决未来环境问题的主导技术之一,技术制高点争夺十分激烈,业界大佬GE、壳牌、西门子、三菱等全球巨头,在煤化工和清洁煤发电领域,占尽风骚。

榜样的孤独

在中国屈指可数的CCT成绩单上,位于天津滨海新区的华能绿色煤电示范电站工程,算是不多的亮点之一。

全世界生产的煤炭,多数用来发电,中国发电用煤亦占煤炭总产量的53%。在全球应对气候变化、大力推行节能减排的背景下,发电行业均在探索绿色煤电之路。

最近几年,我国在火电行业实行“上大压小”,2011年全国平均煤耗降低为330克标准煤/度,已低于美国350克/度电的标准;但依然高于日德。

华能集团提供的资料称,天津绿色煤电示范电站建成后,发电煤耗仅为255.19克/度;全厂热效率为48%,供电效率为41%,排放接近天然气电站水平,将成为“国内最环保的煤基电站”。

发电行业有句行话,叫“10克煤耗,一代技术”,即度电每降10克煤耗,简直堪比登天。根据规划,我国准备在2020年将平均煤耗降低至320克/度。该项目采取的CCT是“整体煤气化联合循环”(Integrated Gasif ication Combined Cycle,简称IGCC),其在1997年的《纲要》中早有表述。

所谓IGCC,就是先将煤炭气化后燃烧,驱动燃气轮机发电,其尾气通过余热锅炉生产蒸汽驱动汽轮机发电,使燃气发电与蒸汽发电联合起来,其发电效率可达到45%以上;配套相关设备后,IGCC除可更有效脱硫和脱氮外,还可高效捕捉二氧化碳(即CCS)。

华能的天津IGCC,是国家“十一五”863计划重大项目,于2009年5月通过核准,同年7月开工建设,是国内首台25万千瓦级的IGCC机组,采用了华能自主研发的2000吨/天级两段式干煤粉气化炉。

好事多磨,该电站的首台机组原计划2011年内建成;但据知情人士透露,该示范项目2011年12月调试期间发生不明爆炸,未有人员伤亡。

记者从其它渠道获悉,该事故是由空分装置压缩机质量问题所引发,并非电厂核心设备气化炉的故障。“还在调试,估计今年三、四月份可能会试运行”,华能集团一高管向《财经国家周刊》记者透露。

“任何化工厂都会经过一段时间的调试,调试过程会发现并处理遇到的一些问题”,煤科总院煤化工分院洁净煤技术研究所所长吴立新认为,“一些波折都是正常的”。

然而,IGCC技术的成熟度,并非受到质疑最多的地方。资料显示,IGCC电厂的造价高达16000元/kw,约为普通燃煤电厂的4倍。

“投资大,经济性较差”,中电联一位专家人士告诉《财经国家周刊》记者,IGCC虽然具有较高效率和环境友好的优点,但“在运营、维护经济性及可靠性等方面还具有许多不确定性”,“没有国家支持和电价政策倾斜,注定是赔钱买卖”。

2007年时,全世界曾规划建设2500万千瓦的IGCC电厂,但后来大多偃旗息鼓;目前,全世界以煤为原料的IGCC电厂只有6座。 “具体还要看技术发展情况,现在只有这一个项目”,华能天津项目一负责人称,“IGCC的成本,现在还不好说,未来难以预期;目前只有一边摸索一边解决问题”。

吴立新认为,随着全球气候变化压力及技术进步,IGCC和常规粉煤电站的竞争力会逐渐显现,“如果把碳排放政策考虑进去的话,普遍认为IGCC还是很有前途”。

业界认为,“IGCC+CCS”组合的综合效率、经济性、环境排放都要优于“粉煤电站+CCS”。吴立新称,各国也都在做这方面的规划和研究。IGCC要想在经济上有竞争力,需要进一步优化技术、严格排放法规和出台激励政策。

“IGCC电站应该是作为技术储备来发展的”,华能一内部人士告诉《财经国家周刊》记者,这是“基于对未来中国发电技术的整体展望”。

吴立新等人认为,目前正在推广的“超超临界”等先进火电技术,才是代表着中国火电的主流发展方向,“不管是温室气体还是常规的污染物,提高了效率,用的煤少了,自然就减排了”。

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煤化工热潮

尽管中国在CCT高端研发上建树不多,但相关的一种项目却是鳞次栉比,这就是著名的煤化工产业——洁净煤技术的第三部分“转化”,近几年因一哄而上,导致国家发改委不得不数次对其紧急叫停。

早在2006年,《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006~2020年)》发布,把煤的液化及多联产技术列入“能源领域需要优先发展的技术主题”。此后,诸多煤炭资源省份以此为名,纷纷把煤化工作为煤炭深加工、实现高附加值的手段;有的地方政府甚至明确要求,原煤必须在省内进行“转化”。

吴立新告诉记者,一方面前几年诸多煤炭企业积累了一些资金,但投资渠道缺乏,进入发电领域审批严格,“煤化工有一个口子,大家都想把钱往里面砸”。

纵览中国的煤化工项目,无非仍是液化和气化两种路径,依然是1997年《纲要》的内容。

其中的煤炭液化,即所谓的煤制油,又分直接液化和间接液化两种。直接液化好理解,其以神华集团在鄂尔多斯的煤直接液化项目为代表,其技术拥有完全自主知识产权;

间接液化即先将煤炭气化、后再液化。中科院山西煤化所开发了具有自主产权的间接液化(煤基合成油)成套技术,并与内蒙古伊泰集团、神华集团、山西潞安、徐矿集团和连顺能源等共同投资组成了“中科合成油技术有限公司”。

在鄂尔多斯市准格尔旗大路煤化工基地,中科院山西煤化所和伊泰集团合作建设了16~18万吨/年的煤间接液化工业示范项目,主要产品为柴油、石脑油、LPG及少量硫磺。据称,其所产油品既可直接加入柴油车油箱中,也可作为调和油,使普通柴油变为优质柴油。

“煤相当于粗粮,油相当于精加工的细粮。社会进步了,不能只吃粗粮了,要吃细粮,所以就把煤变成油和气”,煤科总院煤化工分院副院长陈亚飞说,“现在电厂烧煤,是因为缺少油和气”。

有媒体称,“十二五”期间,神华集团在清洁煤技术开发和产业化方面的总投资,将会超过2000亿元。

但是,2008年国家发改委一纸命令,除神华直接液化项目以及神华与南非沙索合作的宁东煤炭间接液化项目外,其余的所有煤制油项目均被叫停,煤制油自此处于一种被压制状态。

事实上,对于煤制油,反对声一直不断。诸多专家认为,其不过是“更多的能源换取更少的能源”。

煤制油的单耗,为3-5吨煤出1吨油,采用直接法工艺,煤的热能利用率为47.6%,而间接法的热能利用率仅为28.6%,已经大大低于普通火电能量利用率,即有 70%以上的热能在煤变油过程中白白消耗掉,这还不含煤在开采、运输以及煤制油过程的各种成本消耗。

“煤制油经不经济,和国际油价密切相关”,一名能源分析师告诉《财经国家周刊》记者,“假设5吨煤出1吨油,500元一吨煤,煤才2500元;而1吨油价值六七千元”,“据说神华的直接液化项目,是3吨多煤出1吨油”。

“现在煤制油的主要目标,还是做石油的替代”,能源界有关人士对《财经国家周刊》记者表示,煤制油主要是做技术储备,中国少油富煤,石油对外依赖度高达近六成,如果波斯湾形势有变,能源保障就成问题,“成本不是第一考虑因素,更多的是战略考虑”。

相对于煤制油的高损耗,业界人士更加看好煤制气。业界公认,其技术上没有任何障碍,比煤制油成熟,是煤炭利用中能效利用率较高的方式之一,可达60%左右。

相较对煤制油的谨慎,国家对煤制气的态度则是“优先发展”。

然而在2010年,国家发改委也收紧了煤制气项目的审批权,要求各级地方政府在国家出台明确的产业政策前,“不得擅自核准或备案煤制气及配套项目”。

记者了解到,高层收紧煤制气的原因,是某些煤炭资源地区在上马项目时,技术路线参差不齐,普遍忽视水资源配套和相关管线建设,副产品二氧化碳、硫化物和含酚废水处理措施缺乏。

2011年4月12日,国家发改委又发布《关于规范煤化工产业有序发展的通知》,对煤化工领域各细分行业做出严格限制,表明项目审批将更加收紧。

道道紧箍咒,却未让有关企业和地方政府的煤化工热情消退,特别是在天然气价改的涨价利好刺激下。

据不完全统计,截至2010年12月,共有近30个煤制天然气项目处于计划、前期工作或建设阶段,这些项目若全部建成,到2015年和2020年,将先后实现每年440.5亿和1268亿立方米的产能。须知,我国2011年天然气表观消费量仅为1300亿立方米.

在2012年1月11日召开的山西省十一届人代会六次会议上,山西省省长王君在《政府工作报告》中称,山西将大力发展煤基多联产、煤制烯烃、煤制天然气等现代煤化工项目,潞安集团180万吨煤基多联产、同煤集团40亿立方米煤制天然气、山西焦煤集团60万吨烯烃等是山西新兴产业的代表。

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当概念照进现实

“国外不景气、国内过热;国外小试、中试,国内引进、放大;国内外基本都是项目规划多、落实少,产能大、产量小;国内现阶段以技术储备为重,工业示范为主”,针对国内外煤化工现状,中国工程院副院长、煤化学工程专家谢克昌撰文称。

洁净煤概念,看起来很美;但现实却远比想象更复杂和残酷。

“一名推销员笑容满面地向观众推荐一款标有‘清洁煤炭’字样的‘空气清新剂’,随后画面一转,当位于郊区的一户人家使用这款清新剂时,瓶子里喷出的全是黑烟,熏得全家人不停地咳嗽”。

这是以黑色幽默著称的奥斯卡获奖导演乔尔?科恩(Joel Coen)和伊桑?科恩(Ethan Coen)兄弟执导的一个电视广告片,在这辑广告的结尾出现了一行字:“现实生活中,根本就没什么清洁煤”。

有人认为,这则广告,可以看做是煤炭行业与环保主义者就化石燃料在能源未来中的角色问题的争辩。

“现在主要是为了上项目,没有新意的话很难批,而不是真正从经济和技术上考虑”。一位煤炭业内人士指出,现在的清洁煤项目多是打着“循环经济”、“多联产”、“节能减排”之类的噱头,“99%都是包装出来的,没有几个能真正做到”。

比如目前“红得发紫”的CCS,“为了埋二氧化碳,又产生了很多二氧化碳”,陈亚飞这样评价。

“做这项工程,先需要把二氧化碳提纯到96%~99%,提纯成本巨大;埋入地下前,要打钻孔,还要远程输送……”陈亚飞反问,“你算一算,把二氧化碳埋下去,要消耗多少能源?这些耗能也要产生二氧化碳的”,“搞来搞去,在经济的角度来讲,就只是增加了一些投资”。

“洁净煤肯定是发展方向。这个是毫无疑问的。政府倡导是对的,但是不要强行倡导,反而会出问题”。

全球某环保NGO的气候与能源项目主任孙庆伟告诉《财经国家周刊》记者:“现有技术条件下,CCS会带来30%左右的额外能量消耗,相应地增加了煤炭消耗,使得单位能耗提高,煤的开采和运输上也增加了排放”。因此,孙庆伟认为,建立在高能耗和高成本基础上的CCS技术,在

中国大范围推广与应用是不可取的,“二氧化碳封存的安全性还没有解决,我国尚无法律法规规范碳封存的实施以及进行安全性监测”。

其它的清洁煤技术,也多多少少存在着“曲高和寡”的尴尬。

2002年,美国政府建立了“清洁煤能源计划”,大力推进清洁煤技术。但迄今为止,这一总共18个项目的计划,仅完成了3个,另有7个已经中止。

“给相关技术冠以一个绿色的名字,并不一定会减少环境问题”,孙庆伟认为,只要用煤,相关污染和二氧化碳排放等环境问题就无法解决,“规模越大,污染就越大”。只有减少对煤炭的依赖,才是解决问题的根本出路。

一些业内人士也认为,目前可再生能源技术,如风能和光伏已经成熟,应用可再生能源大规模替代化石能源;亦有专家认为,只有核能和水电,才是中国可以依赖的发电主力。

尤其是,目前中国已经成为世界上最大的二氧化碳排放国,在国际气候谈判中面临着巨大压力。

“未来是减少对煤炭依赖更有实际意义?还是维持现状,继续走洁净煤技术路线?抑或双管齐下?”中国电监会一官员称,“这确实是个大问题”。




责任编辑: 张磊

标签: 洁净煤 IGCC CCS

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