能源生产消费革命或带热清洁煤技术

                    中国能源报 2014-07-07

                      日前,中央财经领导小组召开第六次会议,研究我国能源安全战略。中共中央总书记、国家主席、中央军委主席、中央财经领导小组组长习近平发表重要讲话指出, 要推动能源生产和消费革命,建立多元供应体系。立足国内多元供应保安全,大力推进煤炭清洁高效利用,着力发展非煤能源,形成煤、油、气、核、新能源、可再生能源多轮驱动的能源供应体系,同步加强能源输配网络和储备设施建设。立足我国国情,紧跟国际能源技术革命新趋势,以绿色低碳为方向,分类推动技术创新、产业创新、商业模式创新,并同其他领域高新技术紧密结合,把能源技术及其关联产业培育成带动我国产业升级的新增长点。
                      业内人士在解读上述中央精神时表示,煤炭清洁高效利用将是能源供给革命的重要组成部分,清洁煤技术及市场有望进入发展快车道。
                      以煤为主的能源格局短期难变
                      煤炭是我国工业化进程中的基础性能源,长期以来,煤炭在我国一次能源生产与消费结构中占70%左右。数据显示,2012年,煤炭提供了电力燃料的75%、钢铁用能的85%、建材用能的71%、化工用能的40%。从消费结构上看,电力用煤占52.9%,钢铁用煤占15.3%,建材用煤占16.1%,化工用煤占6.6%,其他用煤占9.1%。
                      国家发改委能源研究所副所长戴彦德推算,以2013年我国总的能源消耗总量37.1亿吨标准煤为基准,到2050年,我国的能源消耗总量起码要控制在65亿吨标准煤以内,形成煤炭、油和气、核电等多种能源共存的格局。即使做出很大努力,煤炭的绝对年消耗量也难以减下去。
                      业内人士告诉记者,煤炭长期大规模开发利用也带来了一系列问题。一是煤炭资源开发条件变差。我国53%的煤炭资源埋深在1000米以下,褐煤和低变质程度烟煤占55%,优质煤炭资源逐年减少,开发重心逐步向西部转移;二是煤炭科学产能比重较低。满足安全、高效、绿色开采条件的科学产能仅占1/3,这也是煤矿事故频发的主要原因;三是煤炭输配不合理,煤炭调运形势紧张;四是煤炭利用效率低。发电及供热平均综合利用效率仅为40%左右,比发达国家低10个百分点。
                      尤为紧迫的是,煤炭属于高碳能源,我国又以碳排放系数最高的煤炭为主,污染十分严重。有统计显示,在主要污染物排放中,燃煤排放的二氧化硫占90%,氮氧化物占75%,总悬浮颗粒物占60%。同时,每年还要排放数亿吨废渣,重金属超过2万吨,对人体危害很大。燃煤带来的严重环境污染,必须引起重视。
                      山西蓝天集团董事长郎凤娥近年来一直致力于推进洁净燃煤技术设备在中国的推广应用。她表示,我国有数十万台落后的工业窑炉、民用取暖炉仍在使用,其燃尽率仅为60%左右,比燃尽率达到98%的煤粉锅炉低得多,对煤炭的利用效率很低。
                      清洁高效用煤是唯一出路
                      中国工程院院士、中国工程院重大咨询项目《中国煤炭清洁高效可持续开发利用战略研究》主持人谢克昌表示,对我国来说,现实的问题在于,什么能源替代煤炭?煤以外的其他能源,从长远看都可以用,但就近、中期看,难以担当起主体重任。石油和天然气受储量短缺和引进的困扰,风能、太阳能缺乏持续有效性和实用性,水能的地域和生态局限性明显,核能面临着原料供应和废料处理问题……因此,未来一段时间,甚至更长远看,煤炭仍将是我国主体和基础能源,虽然比例会有所下降。
                      业内预计,未来20年,煤炭在我国能源消费结构中仍将长期占据主体地位,在石油、天然气、核电充分开发的情况下,2030年煤炭占一次能源消费比重仍在50%以上,消费量将达45亿吨左右。谢克昌认为,煤的清洁高效利用是唯一出路,应加快推进煤炭产业由资金和资源推动转向以技术创新驱动为主。
                      《中国煤炭清洁高效可持续开发利用战略研究》报告指出,到2020年,煤炭科学开发模式基本形成,清洁高效的煤炭消费模式初步建立,煤炭清洁高效开发利用水平明显提高,与煤炭相关的环境污染问题得到明显控制,煤炭清洁高效利用技术支撑体系得到明显加强,初步形成煤炭可持续发展的局面;到2030年,全面形成煤炭科学开发模式和清洁高效的煤炭消费模式,煤炭清洁高效利用技术达到国际先进水平,形成我国特色的煤炭清洁高效利用体系,全面形成煤炭可持续发展的局面。
                      谢克昌表示,在国家能源局列出的低碳能源技术中,化石能源清洁高效利用技术排在第一位,这主要指的就是煤炭的清洁高效利用,包括煤的安全、高效、绿色开采,煤利用前的预处理,煤利用中的污染控制与净化,煤清洁高效发电和化学转化等诸多环节。
                      中国工程院院士、神华集团有限公司董事长张玉卓认为,煤炭利用要实现 四大转变 ,其中重要一点就是煤炭由高碳粗放型开发利用向近零排放的清洁高效利用转变。具体内容包括实现烟尘、SO2、NOx、汞等多种污染物的联合脱除,在工艺过程中捕捉高浓度CO2用于驱油驱气和埋藏处理,以及将伴生资源、废弃物或污染物资源化综合循环利用,如煤炭中的铝、镓、锗、铀、硫等资源的高效综合利用。
                      陕西煤业化工集团有限责任公司副总经理尚建选也表示,一味地进行煤炭生产、消费的总量控制并非根本解决之道,只有高效清洁低碳转化的利用方式才会使煤炭行业产生革命性变化,分质转化则是清洁高效利用的最佳途径。
                      清洁燃煤技术项目受热捧
                      据了解,清洁煤利用相关项目正在全国多省市落地生根。
                      不久前,广西防城港市政府与河南龙成集团有限公司建立长期战略合作关系,并就煤清洁高效综合利用一体化项目签订《战略合作框架协议》。据称,年处理2000万吨煤清洁高效综合利用一体化项目建成后,可使低变质煤综合燃烧效率提高48%以上,实现年销售收入300 多亿元。实现环保效益、经济效益、社会效益多赢。
                      在辽宁沈阳,新型高效煤粉工业锅炉已让人们体会到了实实在在的好处。
                      据沈阳城市公用集团董事长孙连政介绍,沈阳城市公用集团作为全国第二大的供热企业,面临着锅炉热效率低,环境污染大等问题。他们尝试了包括水源热泵、天然气等各种方式,最终认定新型高效煤粉工业锅炉作为未来节能减排的主导方式。
                       从2013年开始,与山西蓝天集团进行合作,在全国率先大规模地推广和应用新型高效煤粉锅炉技术,取代传统低效率、高污染的技术。去年我们一共投入4.7亿元,新建和扩建了八座热源,总容量达到了590MW,通过这种颠覆传统供热方式的技术革命,取得了很好的阶段性成果。 孙连政向记者表示。
                      山西蓝天集团总裁郎鹏德表示,工业锅炉是整体节能领域里面重点排放的大户,燃煤工业锅炉是重中之重,经测算,燃煤工业锅炉热效率若提高25%,每年可以节煤2亿吨,减排效果非常显著。
                      目前,由山西蓝天集团研发的新型高效煤粉工业锅炉,正在乌鲁木齐市、兰州市、沈阳市进行试点,其实测数据显示:与传统燃煤锅炉相比,这种锅炉节能35%以上,各项污染物排放浓度均低于国家标准,满足严格的环保要求。
                      新型高效煤粉工业锅炉技术已成熟
                      业内人士告诉记者,新型高效煤粉工业锅炉技术是一种以 煤粉燃烧技术 为核心的先进工业锅炉换代技术,应用该项技术可有效提高燃煤工业锅炉燃烧效率,降低运行成本,获得显著的节能减排效果,推广新型高效煤粉工业锅炉系统,是实施洁净煤战略的有机组成部分之一,更是提高煤炭洁净高效利用的有效手段之一。
                      早在2006年,国家发改委的《关于印发 十一五 十大重点节能工程实施意见的通知》,就明确提出推动燃煤工业锅炉改造。此后,新型高效煤粉工业锅炉系统技术入选国家发改委《国家重点节能技术推广目录(第三批)》、 煤粉工业锅炉清洁燃烧及烟气污染控制技术入选环保部《2012年国家鼓励发展的环境保护技术目录》。国务院在《节能减排 十二五 规划》中则进一步明确:要实施燃煤锅炉和锅炉房系统节能改造,提高锅炉热效率和运行管理水平。
                      中国神华煤制油化工有限公司研究员杜铭华介绍说,新型高效煤粉工业锅炉-污染物脱除成套技术包括新型高效煤粉工业锅炉与污染物控制技术。所开发的新型高效煤粉工业锅炉系统包括煤粉储存、稳定送粉、小空间煤粉高效燃烧、锅炉本体、高效除尘、自动控制等核心关键技术,已形成2.8MW—91MW热水工业锅炉和4t/h—220t/h蒸汽工业锅炉等系列技术及成套产品。与新型高效煤粉工业锅炉配套的污染物控制技术主要包括 燃前煤质测控及污染物脱除 、 低氮燃烧及燃烧中脱硫 、 布袋除尘器除尘和脱硫 、 尾部烟气脱硫 等。
                      随着国家节能减排的逐步推进,限制污染物最高浓度排放指标也不断严格,因此,如何实现煤粉工业锅炉高效燃烧、污染物达标排放是煤粉工业锅炉的技术发展重点。而新型高效煤粉工业锅炉采用煤粉悬浮燃烧的方式,通过对煤种选择(包括热值、挥发分、水分、灰分等)、制粉、燃烧器、炉膛结构、一、二次风控制等影响因素的研究,实现了锅炉燃烧高效率,配套布袋除尘器、尾部脱硫,污染物控制水平较传统层燃锅炉有显著的提高。
                      杜铭华透露,通过技术研究和实际运行,新型高效煤粉工业锅炉可达到以下技术性能指标:煤粉燃尽率不小于98%,锅炉运行热效率达到88%,与目前使用的层燃锅炉比较,平均节煤率不小于30%。经过污染物控制和脱除等先进技术,使烟尘≤30mg/Nm3,SO2浓度≤100mg/Nm3,NOx浓度≤200mg/Nm3;排放水平接近或达到燃油、燃气锅炉指标。
                      郎凤娥告诉记者,随着中央提出推动能源生产和消费革命,立足于我国能源禀赋状况的煤炭清洁高效利用必将迎来发展的黄金期,诸如新型高效煤粉工业锅炉技术等清洁燃煤技术及设备必定会受到市场更大的认可。

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