煤炭的清潔利用和治理霧霾到底什么關系?
盡管近期有關霧霾形成機理的分析更加多元,但是有關煤炭對此貢獻及治理方法的討論始終是熱門話題。我國的煤炭用途主要有三種,燃煤發電、鍋爐使用及散煤。有數據顯示,燃煤發電約占我國煤炭總消費量的50%,工業鍋爐約每年消耗煤炭8億噸,散煤使用每年為2億噸左右。
隨著國家對燃煤電廠排放的重視,目前我國燃煤電廠的超低排放已經走在了世界前列。按照部署,在2020年前,將對燃煤機組全面實施超低排放和節能改造,對落后產能和不符合相關強制性標準要求的堅決淘汰關停。雖然燃煤電廠在技術上已經可以實現超低排放,減少了污染物的排放,但是目前對工業鍋爐和散煤的治理并不盡如人意。
目前我國工業鍋爐的控制現狀是脫硫一體化占絕大多數,另外有些35噸以上的工業鍋爐采取了相對高端的方法,有的也安裝了工業除塵裝置。而散煤因其量大面廣難以監管而面臨著更加艱難的治理局面。因此,下一步我國燃煤污染治理應聚焦在工業鍋爐和散煤上。 對于工業鍋爐的治理,最主要的是要堅持分類施治。35噸以上的鍋爐應采取高端的控制措施,甚至向超低排放發展;25—35噸的中等規模的工業鍋爐要加強環保監管,進行排放和生產技術改造;對于高污染、高能耗的違法超標的20噸以下鍋爐應關停淘汰。分地區來看,京津冀地區的淘汰標準是20噸以下,其他地級市是10噸以下。淘汰之后,在京津冀周邊及東三省可采取清潔能源替代,增加集中供熱比例。
近年來相關部門對燃煤電廠與散煤都加強了治理,但是霧霾依然嚴重,所以下一步應加強鍋爐方面的監管,嚴格按照環保標準實施。散煤治理已經成為今年領域內的熱點。以北京為例,對農村散煤的治理,一是以電代煤,主要發展以熱泵為代表的采暖技術。二是推廣直熱式的電暖氣。三是補貼電價,經過市政府和縣政府的雙層補貼之后,農戶只花0.1元/度,整個冬季取暖每戶月用兩三千元。
農村散煤替代也存在諸多問題。農村基礎設施建設跟不上,規劃混亂,電力增容困難較多。同時,燃氣管道下鄉有難度,農村管道安全是大問題。此外,農村新的能源措施必須建立相應的維護機制,確保散煤使用不會反彈。對于散煤的治理,除了可以用清潔能源替代以外,煤炭的潔凈高效利用也是非常重要的方向。
硝酸鹽、硫酸鹽、氨及有機物是霧霾的主要人為源。相關數據顯示,我國氮氧化物和二氧化硫每年總的排放量約為4000萬噸,氨約在千萬噸量級,這些基本是形成霧霾的主要二次來源。在霧霾嚴重的北京地區,近年來二氧化硫的含量已經出現下降,但是與用煤有關的其他污染物仍然保持較高比例。
燃煤的使用對氮氧化物及氨的排放有很大關系,特別是氮氧化物的排放占大氣污染物比例越來越大。在北京,空氣污染物中硝酸鹽的比例已經超過硫酸鹽的比例。在河北部分地區,硝酸鹽的比例也已經很接近硫酸鹽的比例。這表明氮氧化物成為越來越重要的排放源,它可能對我們的顆粒物和霾造成影響。所以,氮氧化物的控制可能是下一步燃煤控制的關鍵。
目前我國的燃煤電廠在脫硫脫硝的過程中,氮氧化物的控制并沒有二氧化硫控制得效果好。從相關監測結果看,近年來京津冀和長三角地區的二氧化硫濃度一直在持續下降,一次排放的顆粒物或者一次排放的污染物是得到了一定的控制。但是一方面二氧化硫等的削減量尚不足夠,另一方面氮氧化物等污染物的排放量仍然很大,所以,盡管治理大氣污染的措施實施了很多,還是會發生霾或者重污染的天氣。此外,氨的排放在我國也一直沒有受到很好的控制。根據相關監測,氨的排放量和排放濃度經常比氮氧化物的濃度還高。而煤在脫銷過程中就會排放出來一部分氨氣。
自2014年我國煤炭消費量出現15年的持續增長之后的首次下降以來,關于煤炭消費峰值的討論越來越多。很多觀點認為,我國的煤炭消費峰值已經在2013年出現。盡管很多觀點認為我國煤炭消費峰值已經過去,但是部分機構對于我國煤炭需求趨勢的預測卻持積極態度。國際能源署在其發布的《煤炭市場中期報告2016》中預測,我國的煤炭需求將在2018年前下降,但是之后還是會略有回升。
我國煤炭工業協會公布的數據顯示,2016年上半年,我國的煤炭消費量下降4%左右,但是綜合前三季度來看,下降幅度卻是2.4%。這就意味著,今年下半年的幾個月,我國煤炭消費量比去年同期的消費量有所增多。雖然最新的數據尚未更新,不過很多業內人士認為,2017年我國煤炭消費量下降幅度平均下來應該是和前年數據差不多,在3%左右。
未來我國煤炭消費量的變化仍是不確定的。2017年,如果化解煤炭過剩產能的政策實施有力,煤炭仍將處于下行通道。但是國家為了穩經濟、保增長,穩就業,同時也試圖開拓一些渠道,會增加一些煤炭的消費量。另外,從長遠來看,目前我國的城鎮化率只有56%,而且還沒有真正達到西方城市化的水平,城鎮化的步伐也帶來了煤炭消費的不確定性。 目前我國的天然氣對外依存度已經達到30%,石油則超過了60%。從能源安全的角度考慮,煤炭在未來相當長的一段時期內仍將是我國最重要的一次能源。因此,煤炭的清潔高效開發利用是大方向。煤炭的潔凈燃燒非常重要,近幾年電力工業在燃煤上做了很大的貢獻,下一步將著重治理散煤和提高粉煤鍋爐的能源效率及減少排放。