郝宇:环境压力倒逼煤炭行业科技创新
2016-11-08   来源:中电新闻网  浏览次数:

  当前正是推动煤炭行业供给侧结构性改革的关键时期,如何实施科技创新,进而推动煤炭行业自身革命的课题也广受关注。本报记者近日采访了北京理工大学能源与环境政策研究中心副教授郝宇,请他就煤炭行业科技创新的重点方向及对行业带来的影响谈谈看法。

  技术基础薄弱制约煤炭产业发展

  中国电力报:当前的一个共识是,过去十几年煤炭消费的快速增长是造成环境污染的重要原因之一,您如何评价煤炭对环境造成的压力?

  郝宇:近年来,随着我国经济飞速发展,煤炭消费量急剧增长。表现在两方面:一方面,我国成为世界上煤炭消费量最大的国家。我国煤炭消费增长率自2000年以来均保持在7.8%以上的显著水平。另一方面,我国形成了以煤为主的能源消费结构。目前我国煤炭消费占一次能源消费的比重达到65%以上,高于全球平均水平的1倍以上。但是,煤炭需求激增和高煤炭投入发展方式引发了一系列问题。

  其中的首要问题便是环境和经济发展之间日益尖锐的矛盾。近几年来一系列的环境污染事件,如2012年初PM2.5及其形成的严重雾霾天气影响了我国东部大部分地区,不仅严重威胁广大人民群众的身体健康,也损害我国可持续发展。这引起了国际社会的广泛关注,并且对我国的国际形象造成了负面影响。而根据研究,PM2.5的一个主要来源正是煤炭燃烧。

  中国电力报:煤炭的开发、洗选及使用环节都存在诸多问题,您能分析一下产生这些问题背后的经济、技术原因吗?

  郝宇:在煤炭资源开发过程中,存在的问题主要是煤炭供给能力比较差、资源浪费等情况时有发生,同时事故出现的概率也比较高;煤炭洗选方面存在的问题主要是对煤炭洗选的重视程度不够,缺乏政策扶持和资金投入,环保意识不强;煤炭利用过程中问题频出,具体表现在结构不合理、增长方式粗放、科技水平低、事故多发、资源浪费严重、环境治理滞后、历史遗留问题较多等方面。

  这些问题的背后有着复杂的经济、技术问题。除去一些宏观调控政策不合理、机制不健全的因素,从经济运行方面看,由于煤炭价格与其他能源品种相比处于较低水平,特别是原矿和精矿等初级产品价格比价长期以来处于较低水平,使得当前我国煤炭工业仍处于大量浪费和粗放开发、低效利用、效益低下的状况,不符合循环经济大发展要求。在技术方面,我国煤炭产业技术基础薄弱,安全投入不足,严重制约了煤炭产业的发展。具体表现为技术人才短缺、煤矿技术装备与工艺落后、集约化生产程度低、资源回收率低、安全保障程度低、研发与自主创新能力不足等。

  延长产业链增加上下游融合度

  中国电力报:煤炭对环境带来的污染主要集中在消费侧,《“十三五”国家科技创新规划》也重点提及要加强煤炭高效发电、煤炭清洁转化等内容,在煤炭科技创新方面,我们要解决那些问题?

  郝宇:随着我国经济的高速发展,以煤为主的能源消费不仅产生了大量二氧化碳等温室气体,而且造成了越来越频繁的以雾霾为代表的空气污染。“十三五”规划纲要提出,到2020年,我国非化石能源占一次能源消费总量比重将达到15%,单位GDP二氧化碳排放比2015年下降18%。为实现上述目标,“十三五”期间我国将大幅度增加非化石能源消费比重。这意味着控制煤炭消费总量将成为“十三五”期间煤炭行业的一项重要任务。关于煤炭行业及其科技创新目前面临的问题,我的硕士生张宗勇进行了总结归纳,相关成果发表在今年第4期的《煤炭经济研究》上。

  从消费方面看,清洁利用程度低是当前煤炭行业普遍存在的问题,也是最亟待解决的根本性问题。其次,当前煤炭行业还存在企业主体分散、小煤矿过多、上下游产业的融合度低等问题。

  正是由于这些问题,在“十三五”期间,煤炭消费受到一定程度抑制,同时煤炭产能过剩现象会比较严重,对煤炭生产形成双重压力,倒逼行业加快供给侧改革。

  目前,煤炭清洁利用的国际技术已经日趋成熟并有了一定的应用规模。主要的煤炭清洁技术分为两项:整体煤气化联合循环发电(IGCC)技术和碳捕捉及封存(CCS)技术。这两项技术各有优劣,在我国的起步也都较晚。另外,应该通过兼并重组、关闭小煤矿,来提高产业集中度;通过发展煤炭洗选加工转化和综合利用来延长产业链,增加上下游融合度;通过提升生产煤的品质,控制低热煤的生产,从生产领域加强优质供给。

  IGCC中应用CCS符合煤炭绿色发展需要

  中国电力报:以往煤炭行业的科技创新多集中在开采方面,煤炭清洁高效利用方面的研究稍显薄弱。您认为在环保压力之下,这方面的科技创新会不会成为将来的重点方向?

  郝宇:雾霾等空气污染有可能倒逼煤炭的清洁利用及其发展、创新。当前在我国可行性最高的两项煤炭清洁利用技术分别是IGCC和CCS,在IGCC中应用CCS是符合我国煤炭可持续发展需要的一条途径。

  IGCC是一个集成空气分离技术、煤的气化技术、煤气的净化技术、高性能的燃气-蒸汽联合循环技术以及系统的整体化技术等多种高新技术的发电系统。国际上比较成功的范例是美国于1984年在加州的Daggett建成的世界首台IGCC商业性示范电站CoolWater,成功验证了IGCC的可行性。经过多年努力,我国在IGCC主要设备的制造和研发方面已有一定能力,也有研究汇总了该技术在我国的推广政策。

  CCS是指把工业生产中化石燃料燃烧产生的二氧化碳进行收集,并将其安全地储存于地质结构层及其他可以封存二氧化碳的地方,从而减少二氧化碳排放、防止气候恶化的技术。有研究专门汇总了该技术优劣及在我国的推广政策。

  目前,我国已经将这两种技术列为发展重点,两者各有利弊。二氧化碳的分离率和采集率对于煤的清洁利用至关重要,由于IGCC电站在发电过程中产生的二氧化碳极易脱除和捕获,也便于压缩和运输,因此在IGCC中应用CCS是当前符合我国煤炭工业多样化、健康化发展的一条途径,也是实现碳的低排放甚至零排放的必然发展方向,在这一点上,两种技术的融合有着其他发电技术无法超越的优势,从而实现“绿色煤电”,在降低污染和排放的同时扩大有效供给。

  中国电力报:结合我国的能源禀赋来看,煤炭作为主体能源的地位长时间内不会改变,当前煤炭行业也在着力提高两化融合程度,如何评价大数据发展对煤炭行业带来的影响?

  郝宇:我最近发表在能源经济国际期刊EnergyPolicy上的研究成果(China’sFarewelltoCoal:AForecastofCoalConsumptionthrough2020)中,预测了我国煤炭消费量峰值,并在各种情景下进行汇总:在基准情景下,煤炭消费量在2020年之前可能呈现“减速增加”的趋势,在2020年后有望较快达到峰值;在高经济增速(年均7.8%左右)的情景下,煤炭消费量可能在2019年达到峰值。

  这样的背景下,我认为建设煤炭大数据平台,依托互联网、云计算和大数据技术,汇集、整理和挖掘海量数据,对探索发展规律,及时、准确地分析预测产业走势,保障国家能源安全,促进行业转型升级和健康可持续发展具有重要意义。最终的目标是,实现在能源消费增长减速换挡、结构优化步伐加快、发展动力开始转换的新常态下,通过煤炭的清洁利用,使得经济从粗放式发展向“提质增效”转变,达到推进技术创新的同时,兼顾民生和能源使用效率提升的目标。

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