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煤炭与新能源如何和谐共生

2020-04-29 05:21煤炭能源 人已围观

简介纪律审查调查当前,我国的能源消费总量位居世界第一,持续和高速增长的能源消费导致的能源危机与环境安全问题日益凸显,新能源开发与利用成为解决这些问题的重要措施和途径。但是,由于以...

  当前,我国的能源消费总量位居世界第一,持续和高速增长的能源消费导致的能源危机与环境安全问题日益凸显,新能源开发与利用成为解决这些问题的重要措施和途径。但是,由于以风能、太阳能等组成的新能源与以化石能源为主的传统能源之间存在很大的特征差异,如何实现它们的“和谐共生”成为促进我国能源可持续发展亟须解决的问题。初春时节,本刊记者来到被誉为行业的“黄埔军校”华北电力大学,采访了“973”首席科学家、副校长杨勇平教授。

  “能源电力发展即将进入一个崭新时代,进入由过度依赖化石能源,发展为化石能源与新能源并存、传统能源清洁高效利用与新能源开发和利用并存的新时期。”在说明来意后,杨勇平向来访的记者一语道破。

  在我国以煤为基础的能源格局下,火电仍是未来一段时期的主力电源。2012年,全国发电装机容量突破11亿千瓦,其中火力发电突破8亿千瓦,而燃煤发电占火力发电的92%。但是,火电在消耗大量煤炭的同时,又产生大量污染物,影响环境。“因此,火力发电行业在节约资源、保护环境、应对气候变化、建设美丽中国的艰巨任务中使命光荣,责任重大。”杨勇平说。

  为此,国家加快火电机组结构调整步伐,采取“上大压小”的策略,相继上马一批大机组,淘汰了大量能耗高、污染重的小火电机组,使得全国火电平均煤耗大幅下降。2001年,发一度电需要380多克标煤,2012年年底降到了326克,煤耗降低了近60克,每年节省3亿吨标煤,少排放CO2达到7亿-8亿吨。节能减排效果非常显著。

  “经过这些年的科技创新发展,我国火力发电技术已经进入世界领先行列。”杨勇平对记者说,其中单机容量100万千瓦的机组目前超过60台,每度电的煤耗更降至280克,中国已成为世界上火力发电单机容量最大、参数和效率最高的国家。

  2011年,国家环保部颁布了新的《火电厂大气污染排放标准》,规定二氧化硫和氮氧化物都要限制在100mg/m3以内,大幅收紧污染物的排放限值。相较于“十一五”期间电力行业减排注重“脱硫”的重点,“十二五”期间“脱硝”成为燃煤电企减排的工作重点。目前,我国80%的火电机组配备了脱硫装置,1/3的火电机组配备了脱硝装置,火电厂污染物的排放控制取得了显著的效果。“因此,我国的燃煤发电无论是效率还是排放标准都处在一个很高的水平。”杨勇平说。

  煤炭作为一次能源,其利用方式主要有两种。一是直接燃烧发电或供热。但是随之带来的污染也是比较严重的,处理这些污染物,需要经过脱硫、脱硝、降低CO2排放等途径加以解决,这些设备和处理环节都要投入巨资。“我建议煤炭最好能够集中利用,进行规模化处理,污染也容易控制,分散式的利用不利于环保。”杨勇平直言不讳。

  第二种方式是通过将煤炭转化为化工产品,如醇类燃料、醚类、烯烃、天然气、石油以及固体燃料等,再加以二次利用。杨勇平认为:“其实,煤炭本身是一个天然的燃料,通过转化虽然可以生产出一些副产品,但同样会产生能量损失,消耗水资源及污染等一系列问题。实现黑色煤炭的绿色利用,需要计算成本、效率以及环保的总账,综合考虑。”

  为提高煤炭的利用效率和降低排放污染,我国已经开始研究洁净煤的发电技术,通过煤炭的清洁高效转化,实现高碳能源的低碳利用。“这实际上就是煤炭的多联产,包括神华和天津华能集团都在做示范基地。”杨勇平解释说,煤炭通过气化,成为中低热值煤气,经过净化,除去煤气中的硫化物、氮化物、粉尘等污染物,变为清洁的气体燃料,然后送入燃气轮机的燃烧室燃烧。“这种综合利用方式我们术语叫整体煤气化联合循环(IGCC),效率高、污染物排放低、易于捕获CO2。但这项技术在我国只有十来年的时间,推广最大的障碍就是成本。尽管IGCC因为前期空气分离要消耗大量的电,系统复杂,有些设备还需要进口,造价差不多是普通燃煤蒸汽轮机的两倍还多,其效率还低于普通的操作联建机组。但是IGCC不能单从发电角度上来看,更需要从环保的角度来看,考虑到CO2捕获,IGCC的优势就显现出来了。不过,这种工艺流程的推广还需要一个过程。”

  近几十年来,我国的新能源发展势头迅猛。但与传统能源相比,新能源的比重仍然力单势薄。纪律审查调查目前核电、风电、太阳能等,所有这些新能源加起来都达不到10%。远水解不了近渴。因此,杨勇平认为,未来相当长一段时间,能源发展需要“两手都要抓、两手都要硬”,要站在国家发展战略的高度,探索形成适合于中国国情的新的能源生产和消费方式。

  一方面,要大力发展新能源。新能源发电受困于其间歇性、随机性等特性,因此在技术上要有新的突破和创新,做好包括产业规划在内的整体规划,力争做到经济、高效、低成本,增强安全性与稳定性,才能与传统能源形成有效的竞争力,避免类似弃风现象的发生。

  另一方面,要把每年30多亿吨煤炭清洁、高效地利用好。杨勇平向记者打了个比喻:“煤炭既是主力部队,又像机动部队,能以其稳定可靠持续的供电能力,可控可调的属性,来弥补新能源的不足,更多地接纳、利用新能源。没有可控的传统化石能源的互补,规模化利用间歇性风能太阳能是不现实的。”目前,国家电网公司正在建设的哈郑特高压直流工程,探索的就是煤电、风电打捆外送的道路,这一尝试正是对多能源互补的有力诠释。

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