煤炭與新能源如何和諧共生

　　當前，我國的能源消費總量位居世界第一，持續和高速增長的能源消費導致的能源危機與環境安全問題日益凸顯，新能源開發與利用成為解決這些問題的重要措施和途徑。但是，由于以風能、太陽能等組成的新能源與以化石能源為主的傳統能源之間存在很大的特征差異，如何實現它們的“和諧共生”成為促進我國能源可持續發展亟須解決的問題。初春時節，本刊記者來到被譽為電力(行情專區)行業的“黃埔軍校”——華北電力大學，采訪了“973”首席科學家、副校長楊勇平教授。

　　新能源時代，煤炭責任重大

　　“能源電力發展即將進入一個嶄新時代，進入由過度依賴化石能源，發展為化石能源與新能源并存、傳統能源清潔高效利用與新能源開發和利用并存的新時期。”在說明來意后，楊勇平向來訪的記者一語道破。

　　在我國以煤為基礎的能源格局下，火電仍是未來一段時期的主力電源。2012年，全國發電裝機容量突破11億千瓦，其中火力發電突破8億千瓦，而燃煤發電占火力發電的92%。但是，火電在消耗大量煤炭的同時，又產生大量污染物，影響環境。“因此，火力發電行業在節約資源、保護環境、應對氣候變化、建設美麗中國的艱巨任務中使命光榮，責任重大。”楊勇平說。

　　為此，國家加快火電機組結構調整步伐，采取“上大壓小”的策略，相繼上馬一批大機組，淘汰了大量能耗高、污染重的小火電機組，使得全國火電平均煤耗大幅下降。2001年，發一度電需要380多克標煤，2012年年底降到了326克，煤耗降低了近60克，每年節省3億噸標煤，少排放CO2達到7億-8億噸。節能減排效果非常顯著。

　　“經過這些年的科技創新發展，我國火力發電技術已經進入世界領先行列。”楊勇平對記者說，其中單機容量100萬千瓦的機組目前超過60臺，每度電的煤耗更降至280克，中國已成為世界上火力發電單機容量最大、參數和效率最高的國家。

　　2011年，國家環保部頒布了新的《火電廠大氣污染排放標準》，規定二氧化硫和氮氧化物都要限制在100mg/m3以內，大幅收緊污染物的排放限值。相較于“十一五”期間電力行業減排注重“脫硫”的重點，“十二五”期間“脫硝”成為燃煤電企減排的工作重點。目前，我國80%的火電機組配備了脫硫裝置，1/3的火電機組配備了脫硝裝置，火電廠污染物的排放控制取得了顯著的效果。“因此，我國的燃煤發電無論是效率還是排放標準都處在一個很高的水平。”楊勇平說。

　　煤炭的“綠色利用”需要算總賬

　　煤炭作為一次能源，其利用方式主要有兩種。一是直接燃燒發電或供熱。但是隨之帶來的污染也是比較嚴重的，處理這些污染物，需要經過脫硫、脫硝、降低CO2排放等途徑加以解決，這些設備和處理環節都要投入巨資。“我建議煤炭最好能夠集中利用，進行規模化處理，污染也容易控制，分散式的利用不利于環保。”楊勇平直言不諱。

　　第二種方式是通過將煤炭轉化為化工產品，如醇類燃料、醚類、烯烴、天然氣、石油(行情專區)以及固體燃料等，再加以二次利用。楊勇平認為：“其實，煤炭本身是一個天然的燃料，通過轉化雖然可以生產出一些副產品，但同樣會產生能量損失，消耗水資源及污染等一系列問題。實現黑色煤炭的‘綠色利用’，需要計算成本、效率以及環保的總賬，綜合(行情專區)考慮。”

　　為提高煤炭的利用效率和降低排放污染，我國已經開始研究潔凈煤的發電技術，通過煤炭的清潔高效轉化，實現高碳能源的低碳利用。“這實際上就是煤炭的多聯產，包括神華和天津華能集團都在做示范基地。”楊勇平解釋說，煤炭通過氣化，成為中低熱值煤氣，經過凈化，除去煤氣中的硫化物、氮化物、粉塵等污染物，變為清潔的氣體燃料，然后送入燃氣輪機的燃燒室燃燒。“這種綜合利用方式我們術語叫整體煤氣化(行情股吧買賣點)聯合循環(IGCC)，效率高、污染物排放低、易于捕獲CO2。但這項技術在我國只有十來年的時間，推廣最大的障礙就是成本。盡管IGCC因為前期空氣分離要消耗大量的電，系統復雜，有些設備還需要進口，造價差不多是普通燃煤蒸汽輪機的兩倍還多，其效率還低于普通的操作聯建機組。但是IGCC不能單從發電角度上來看，更需要從環保的角度來看，考慮到CO2捕獲，IGCC的優勢就顯現出來了。不過，這種工藝流程的推廣還需要一個過程。”

　　燃煤發電與新能源發電“兩手都要抓”

　　近幾十年來，我國的新能源發展勢頭迅猛。但與傳統能源相比，新能源的比重仍然力單勢薄。目前核電、風電、太陽能等，所有這些新能源加起來都達不到10%。遠水解不了近渴。因此，楊勇平認為，未來相當長一段時間，能源發展需要“兩手都要抓、兩手都要硬”，要站在國家發展戰略的高度，探索形成適合于中國國情的新的能源生產和消費方式。

　　一方面，要大力發展新能源。新能源發電受困于其間歇性、隨機性等特性，因此在技術上要有新的突破和創新，做好包括產業規劃在內的整體規劃，力爭做到經濟、高效、低成本，增強安全性與穩定性，才能與傳統能源形成有效的競爭力，避免類似棄風現象的發生。

　　另一方面，要把每年30多億噸煤炭清潔、高效地利用好。楊勇平向記者打了個比喻：“煤炭既是‘主力部隊’，又像‘機動部隊’，能以其穩定可靠持續的供電能力，可控可調的屬性，來彌補新能源的不足，更多地接納、利用新能源。沒有可控的傳統化石能源的互補，規模化利用間歇性風能太陽能是不現實的。”目前，國家電(行情專區)網公司正在建設的哈鄭特高壓直流工程，探索的就是煤電、風電打捆外送的道路，這一嘗試正是對多能源互補的有力詮釋。