王茂林
去年以來,我在北京、山西、上海等地與煤炭、能源、科技界一些專家、學(xué)者討論交談中,大家對北京等地提出的“去煤化”觀點(diǎn),進(jìn)行了討論。大家一致認(rèn)為:“去煤化”觀點(diǎn)不符合我國富煤、貧油、少氣的資源稟賦和國情,這種提法既不現(xiàn)實(shí),也不科學(xué)。作為中國的基礎(chǔ)能源,煤炭行業(yè)需要革命,但不應(yīng)“革煤炭的命”,中國解決能源問題主要是把煤炭挖好、用好、管好,如何使煤炭潔凈化是重點(diǎn),而不是完全“去煤化”,也根本去不了。到2050年,化石能源仍然是(世界)能源構(gòu)成的基礎(chǔ),煤炭仍將長期發(fā)揮作用。這是2013年底召開的第22屆世界能源大會,對2050年作出的十點(diǎn)判斷之一。一致認(rèn)同煤炭在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要性,2014年國際能源署發(fā)布的報(bào)告也指出,全球煤炭需求有增無減,預(yù)計(jì)到2019年將達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的90億噸。
黨的十八大以來,黨中央為改善生態(tài)環(huán)境,從根本上解決環(huán)境污染問題,采取了一系列戰(zhàn)略決策和具體舉措,推動經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、防霾治霾、綠色發(fā)展及能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命的探索實(shí)踐,取得了明顯成效,并贏得了社會各界好評。然而,一些地方少數(shù)領(lǐng)導(dǎo)同志以防霾治霾為由,提出了“去煤化”并采取“一刀切”的作法,使與煤沾邊的產(chǎn)業(yè),無一不受到影響,其中影響最大的是煤電兩大產(chǎn)業(yè)。作為一名采煤工程師,在煤礦工作25年的老礦工,一直以煤電是光明使者為榮。過去60多年我國發(fā)展都是靠煤炭撐起來的,現(xiàn)在和未來相當(dāng)長一個(gè)時(shí)期內(nèi),仍將是我國的主力能源,如今卻被貶得一無是處,實(shí)在令我難以接受。
煤炭燃燒過程中產(chǎn)生的環(huán)境污染是嚴(yán)重的,但是,燃煤大中電廠這些年來通過超低排放的技術(shù)改造,排污狀況已明顯改觀,采用“超低排放技術(shù)”已讓煤電致霾走向治霾(如:北京高井、高碑店、國華一熱、京能熱電四家燃煤電廠,采用的是全世界上最嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn),煙塵、二氧化硫、氮氧化物三項(xiàng)大氣污染物年排放總量僅占全市總排放量的2.5%,而上繳排污費(fèi)卻占到了全市的20%多,讓某些媒體和社會上某些人誤認(rèn)為燃煤電廠排污超過20%,這完全是一種誤解)。散燒煤造成的污染是燃煤電廠排污的十倍以上,才是防霾治霾重點(diǎn),我們目前也完全有能力通過技改來解決。一些地方忽視國情和煤電發(fā)展現(xiàn)狀,搞“去煤化”的作法,不但不現(xiàn)實(shí),也很不科學(xué),必須引起足夠重視。否則,我國的能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命有可能走入新的困境。我們應(yīng)該立足我國國情抓實(shí)煤電治霾、推進(jìn)綠色發(fā)展,決不能否定煤炭在我國能源中的重要地位,簡單搞“去煤化”。為此,我通過調(diào)查研究并綜合有關(guān)專家學(xué)者建議,提出如下報(bào)告。
一、煤電在中國具有不可替代性
通過學(xué)習(xí)和領(lǐng)會習(xí)近平總書記2014年6月13日在主持召開中央財(cái)經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組第六次會議(研究我國能源安全戰(zhàn)略)發(fā)表的重要講話,讓我們明確,黨中央對推動能源供給革命的詮釋是:“推動能源供給革命,建立多元供給體系。立足國內(nèi)多元供應(yīng)保安全,大力推進(jìn)煤炭清潔高效利用,著力發(fā)展非煤能源,形成煤、油、氣、核、新能源、可再生能源多輪驅(qū)動的能源供應(yīng)體系,同步加強(qiáng)能源輸配網(wǎng)絡(luò)和儲備設(shè)施建設(shè)?!绷?xí)近平總書記主張?jiān)谀茉搭I(lǐng)域建立多元供應(yīng)體系,并沒有排斥煤炭的意思。煤炭是我國能源領(lǐng)域中,立足于國內(nèi)的一種能源,也是多元化能源供應(yīng)中的重要組成部分,可以起到保證國內(nèi)能源安全、平抑能源價(jià)格的重要作用。一方面要大力推動煤炭清潔高效利用,另一方面著力發(fā)展非煤能源。其中,非煤能源的含義應(yīng)比非化石能源廣泛,它應(yīng)當(dāng)包括清潔高效利用石油、天然氣在內(nèi)。習(xí)近平總書記的這一論斷,是建立在中國最新的電力科技成就的基礎(chǔ)上的。調(diào)研中,大家對此充分認(rèn)同并大力推崇。
我國的煤電與我國的能源革命戚戚相關(guān),我國是一個(gè)能源以煤為主的國家,相應(yīng)的發(fā)電能源也是以煤為主的,我國發(fā)電裝機(jī)容量中60%是煤電,發(fā)電量中70%是煤電。煤電真要像發(fā)達(dá)國家那樣用別的電源來替代,是一件非同小可的事情。我國煤電行業(yè)下決心著力解決燃煤發(fā)電的污染問題,發(fā)達(dá)國家沒有做到的事,我國正在探索,力求努力做到。我國在煤電脫硫、脫氫、除塵等方面通過努力,已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了污染物近零排放和超低排放,可以做到比天然氣發(fā)電排放的污染物還要好,現(xiàn)在我國煤電行業(yè)正在努力解決CO2減排的問題。因此,大家一致認(rèn)為,習(xí)近平總書記所說的大力推動煤炭清潔高效利用,就是要使煤炭發(fā)電能和天然氣發(fā)電一樣清潔高效,能和風(fēng)能、太陽能一樣清潔高效,而且可以保證國家的能源安全和獲得廉價(jià)能源,這是完全正確的戰(zhàn)略決策。
從另一方面看,我國煤電的規(guī)模很大。2014年末裝機(jī)容量8.25億kW,年發(fā)電量3.9萬億kW·h,要想用非化石能源替代在短時(shí)間內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)。我國火電(除使用煤炭原料的)已開發(fā)3億kW,從可開發(fā)的資源量來講,最多只能再開發(fā)1億kW。我國核電專家認(rèn)為,“中國核電裝機(jī)宜控制在1.5億kW左右,最多不要超過2億kW,而且要穩(wěn)妥把握建設(shè)節(jié)奏?!边@就是說,核電最好控制在2億kW(當(dāng)然這僅僅是專家建議),所以非化石能源電力中兩種條件比較好的資源數(shù)量有限,在短期內(nèi)不可能替代煤電。同時(shí),由于風(fēng)電、太陽能光伏發(fā)電的間歇性,在儲能問題解決之前,風(fēng)電和太陽能光伏發(fā)電還需要依靠煤電和氣電作為調(diào)峰、調(diào)頻和備用電源,所以也不可能完全替代煤電。由此可見,氣電和煤電在我國今后相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi),還依然有存在的必要,甚至煤電還應(yīng)有所發(fā)展。
我國煤電已接近零排放,超低排放,超臨界、超超臨界機(jī)組發(fā)展迅速,使煤耗年年下降。我國煤電不僅為非化石能源發(fā)展提供了輔助服務(wù)保障,而且為能源安全、電力安全提供了保障,也為維持世界最低電價(jià)提供了保障。我國煤炭實(shí)現(xiàn)清潔高效利用使我國能源的低碳綠色發(fā)展成為現(xiàn)實(shí),尤其是煤電可實(shí)現(xiàn)環(huán)保、安全、廉價(jià)三者同時(shí)具備的最佳效果。據(jù)中國電力聯(lián)合會的統(tǒng)計(jì)顯示,目前,全國6000千瓦及以上電廠供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗為318克/千瓦時(shí)。國際上發(fā)電節(jié)能最先進(jìn)的國家丹麥為286.08克,美國為300.08克每度。未來通過提高機(jī)組準(zhǔn)入門檻、改造現(xiàn)役機(jī)組、淘汰落后機(jī)組,并繼續(xù)推動技術(shù)攻關(guān),供電煤耗下降仍有空間。如:上海外高橋第三發(fā)電有限公司煤耗為276.02克,超過國際最先進(jìn)的節(jié)能國家近10克,比國內(nèi)電廠節(jié)煤達(dá)40克以上。煙塵、二氧化硫和氮氧化物三大污染物每立方米排放分別達(dá)到8毫克、18毫克和 17毫克,山西國際能源(格盟國際)集團(tuán)瑞光熱電廠超低排放改造后三大污染物排放分別達(dá)到0.6毫克、17毫克和12毫克,都遠(yuǎn)低于國家發(fā)改委、環(huán)保部、能源局三部委制定的《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計(jì)劃(2014—2020年)》中,要求火電廠燃煤鍋爐大氣污染物排放濃度,達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)組排放限制,即煙塵、二氧化硫、氮氧化物指標(biāo)分別小于5毫克/標(biāo)立方米、35毫克/標(biāo)立方米、50毫克/標(biāo)立方米。
同時(shí),燃煤發(fā)電超低排放改造的經(jīng)濟(jì)效益明顯。目前,我國燃煤發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)一般為0.3—0.4元/千瓦時(shí),遠(yuǎn)低于天然氣發(fā)電0.8元/千瓦時(shí)左右的上網(wǎng)電價(jià)。超低排放改造后,用煤發(fā)電達(dá)到同樣的排放甚至更低,成本僅為天然氣發(fā)電的一半。據(jù)相關(guān)測算,燃煤機(jī)組改造完成后,每年可節(jié)約原煤約1億噸,減少二氧化碳排放1.8億噸,電力行業(yè)主要污染物排放總量可降低60%左右。隨著2015年12月9日國家發(fā)改委、環(huán)保部和國家能源局《關(guān)于實(shí)行燃煤電廠超低排放電價(jià)支持政策有關(guān)問題的通知》的發(fā)布,全國不少燃煤電廠已加快超低排放改造的步伐。據(jù)了解,目前,全國已完成超低排放改造的煤電機(jī)組近1億千瓦,占煤電裝機(jī)十分之一,正在進(jìn)行改造的超過8000萬千瓦。初步測算,到2020年我國燃煤電廠超低排放改造任務(wù)完成后,電力行業(yè)二氧化硫、氮氧化物、煙粉塵等主要污染物排放可分別下降59.2%、61%和57.1%,我國燃煤電廠大氣污染物的排放水平將達(dá)到全世界最好水平。
二、煤火電與其他能源發(fā)電成本比較
當(dāng)前,我國在火電技術(shù)方面己具備獨(dú)立設(shè)計(jì)制造600℃超超臨界機(jī)組的能力,機(jī)組發(fā)電效率可超過45%,己達(dá)到了國際先進(jìn)水平。比如:國內(nèi)最現(xiàn)代化的燃煤電廠——浙江臺州的華能玉環(huán)電廠及上海外高橋第三電廠,能源效率分別達(dá)到了45%和46%,上海外高橋第三電廠成為世界上能源效率最高的燃煤電廠。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,國內(nèi)火電單位平均造價(jià),包含超低排放新建或改造等環(huán)保投入,大致在3700元/千瓦左右,除略高于氣電之外,單位造價(jià)明顯低于水電、核電、風(fēng)電和光電,成本優(yōu)勢明顯。
核電投資巨大、固定成本高(包括折舊、貸款利息、退役基金)、變動成本較低(其中燃料費(fèi)、乏燃料基金占總成本的約25%),已建成投產(chǎn)的二代改進(jìn)型核電機(jī)組,單位造價(jià)達(dá)到1.3萬元/千瓦,正在建設(shè)三代核電機(jī)組在1.6—2萬元/千瓦之間。
氣電效率高,具有較好的調(diào)峰性能,盡管燃?xì)廨啓C(jī)單位造價(jià)大約為2800元/千瓦,但由于燃?xì)鈨r(jià)格較高,使其發(fā)電成本遠(yuǎn)高于水電、核電和燃煤發(fā)電,是煤炭發(fā)電成本的2—3倍,目前發(fā)電企業(yè)多靠補(bǔ)貼存活。
水電目前造價(jià)上升,除了物價(jià)、人工材料費(fèi)用的上漲因素,移民搬遷、土地補(bǔ)償、附帶基礎(chǔ)設(shè)施修繕等也進(jìn)一步抬高了水電造價(jià)和發(fā)電成本,達(dá)到15000元/千瓦。
風(fēng)電年發(fā)電利用小時(shí)較低,一般在1500—1700小時(shí)之間,較低的利用小時(shí)抬高了單位發(fā)電成本,達(dá)到9300元/千瓦。
光電系統(tǒng)龐大、占地面積廣、光電轉(zhuǎn)換率低、投入資金量大、不能24小時(shí)發(fā)電。以國內(nèi)某10MW光伏電站項(xiàng)目為例,其建設(shè)總成本為21146.6萬元,發(fā)電成本高達(dá)2.1萬元/千瓦。其運(yùn)行中基本沒有污染,但生產(chǎn)制造過程中相對具有較大的污染。
目前,我國陸上風(fēng)力平準(zhǔn)度電成本為每兆瓦時(shí)77美元,比燃?xì)獾?13美元便宜,但比煤炭發(fā)電的44美元貴,太陽能光伏則是109美元。單位運(yùn)營成本上,水電、核電、風(fēng)電普遍低于0.10元/千瓦時(shí),火電居中,達(dá)到0.19元/千瓦時(shí),氣電最貴,達(dá)到0.52元/千瓦時(shí),火電平均總成本保持在0.28元/千瓦時(shí),具有其他能源發(fā)電所不具備的綜合成本優(yōu)勢。(見表1)
除明確以上煤火電的綜合成本優(yōu)勢外,我們還應(yīng)明確核電的安全問題和水電、風(fēng)電、光電的儲能問題。發(fā)達(dá)國家所遭遇的核泄漏和核廢料處理等難題,必須引起足夠重視,畢竟現(xiàn)階段科技水平只能使核電 “可以做到安全”,還不等于“已經(jīng)做到安全”。目前全世界443座核反應(yīng)堆已積累了36萬噸致命的高放射性核廢料(致命放射性污染可持續(xù)10萬年以上),而且還在以每年1.2萬噸的速度增長。目前全世界沒有一個(gè)國家找到了絕對安全、永久處理高放射性核廢料的方法。核電站的退役周期漫長且成本非常昂貴,核威脅時(shí)刻存在。此外,在風(fēng)電、光電儲能問題解決之前,還需煤電和氣電作為調(diào)峰、調(diào)頻和備用電源,在我國煤電是最好、最便宜的配套電源。另據(jù)了解,用蓄電池作為配套電源每千瓦要投資四五萬元,是煤電投資的10倍;壽命僅5年,為煤電的1/6;損耗為30%,煤電則不存在損耗。
三、散燒煤是煤炭燃燒污染的重點(diǎn)
占我國煤炭使用量“半壁江山”的散燒煤(主要指工業(yè)鍋爐和生活散燒用煤),使用效率遠(yuǎn)低于大型燃煤電廠,燃燒污染物的排放是燃煤電廠污染排放的十倍以上。目前,散燒煤的污染不僅沒有得到有效治理,其污染物的排放標(biāo)準(zhǔn),還遠(yuǎn)低于燃煤電廠。由于散燒煤的“散”,也一直是環(huán)保部門的監(jiān)管難題,要對數(shù)以萬計(jì)的各種鍋爐實(shí)施監(jiān)控,有些力不從心。亟需集中全社會力量,共同攻克這一防霾治霾的難點(diǎn)和重點(diǎn)。
據(jù)國家發(fā)改委能源研究所的數(shù)據(jù)顯示,目前我國尚在使用的工業(yè)燃煤小鍋爐超過70萬臺(單體容量小,平均容量在8t/h[噸/小時(shí)]左右,10t/h以下燃煤小鍋爐數(shù)量為42萬臺,占總數(shù)的2/3;排放貼近地面,對環(huán)境質(zhì)量影響很大;鍋爐的技術(shù)、主輔機(jī)不匹配,運(yùn)行效率低),這些小鍋爐一般是小的水泥廠、玻璃廠、鋼廠等所擁有,在環(huán)保設(shè)備的使用方面,據(jù)調(diào)查了解,缺少相應(yīng)資金支持。據(jù)計(jì)算,工業(yè)鍋爐排放的煙塵和二氧化硫分別占到全國總排放量的41.6%和22.2%。70萬臺工業(yè)鍋爐一年散燒約18億噸煤,而散燒一噸煤排放的污染物是火電廠等大型鍋爐處理后的10倍以上。也就是說,散燒18億噸煤的排放量,相當(dāng)于180億噸以上電廠用煤燃燒產(chǎn)生的污染。這是煤炭燃燒造成污染的重點(diǎn),也是治理工作的重中之重。
工業(yè)鍋爐之所以產(chǎn)生這么多污染物,其中一個(gè)主要原因就是污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)低。對比目前火電廠和工業(yè)鍋爐主要污染物排放限值,可發(fā)現(xiàn)兩者相差少則幾倍,多則十幾倍。如:小鍋爐的二氧化硫排放限值是火電廠的18倍。目前的標(biāo)準(zhǔn)中,對于10t/h以下的鍋爐在一類區(qū)的氮氧化物的排放限值沒有限制。除了工業(yè)鍋爐外,散燒煤的另一個(gè)大戶居民用煤,特別是農(nóng)民生活用煤,是造成空氣污染的重要來源之一。由于中國的居民生活用煤沒有系統(tǒng)的脫硫、脫硝、除塵,5000萬噸家庭用煤的大氣污染物排放總量將約等于10億噸煤電產(chǎn)生的污染物。其中,更為關(guān)鍵的是,由于劣質(zhì)煤性價(jià)比,農(nóng)民使用的煤炭中很大部分是一些高硫、高灰分的劣質(zhì)煤,這些劣質(zhì)煤燃燒所產(chǎn)生的污染物則更多。
與燃煤電廠用煤相比,散燒煤的利用方式無論來自企業(yè)還是家庭,絕大多數(shù)沒有采取除塵、脫硫、脫硝等環(huán)保措施,其污染物排放量大面廣,確實(shí)給環(huán)保部門的監(jiān)帶來難度。同時(shí),與我國煤炭利用集中度低有關(guān)。與其他國家相比,我國煤炭利用集中度較低。據(jù)公開資料顯示,2014年我國煤炭產(chǎn)量達(dá)38.7億噸,約占全球一半,但煤炭利用集中度卻不足50%。全球平均煤炭利用集中度在60%左右,歐美日等發(fā)達(dá)國家達(dá)到90%以上。綜合燃煤電廠超低排放改造后的治霾效果,提高我國煤炭的利用集中度,以煤電、燃?xì)?、燃油替代,改變散燒煤利用方式、控制其污染,?yīng)成為防霾治霾的關(guān)鍵選擇。鑒于我國“富煤、貧油、少氣”的資源稟賦和石油、天然氣(已是最大進(jìn)口國)對外依存度的日益增高,維護(hù)我國能源安全成為重中之重任務(wù)。若再用燃?xì)狻⑷加吞娲绱藬?shù)量眾多的散燒煤,也不切實(shí)際。但若通過提高煤炭的利用集中度,以煤制氣、煤制油作替代,完全可以實(shí)現(xiàn)的。盡管目前煤制氣、煤制油的成本相對于現(xiàn)價(jià)燃?xì)?、燃油的成本高,可長遠(yuǎn)看,對我國是有利的。
綜合整治燃煤工業(yè)鍋爐、減少民用煤炭分散直接燃燒問題,以更多的煤電、煤制氣、煤制油替代散燒煤,并普及到邊遠(yuǎn)縣城和城鎮(zhèn),這需要各級政府和相關(guān)部門做很多的工作,也需要一個(gè)較長的過程和較大的投資。目前,國務(wù)院《大氣污染防治行動計(jì)劃》的第一條,第一項(xiàng)就提出要綜合整治燃煤鍋爐,國家能源局印發(fā)的《煤炭清潔高效利用行動計(jì)劃(2015—2020年)》也強(qiáng)調(diào):加大民用散煤清潔化治理力度,減少煤炭分散直接燃燒。這些都需要集中社會力量、共同努力實(shí)現(xiàn)。隨著我國新型城鎮(zhèn)化的推進(jìn),以及現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來的農(nóng)村勞動力轉(zhuǎn)移和分化(年輕農(nóng)村勞動力已多轉(zhuǎn)為城市農(nóng)民工,向城市或城鎮(zhèn)集中),實(shí)現(xiàn)集中供熱、供氣成為可能。專家們建議,大中城市應(yīng)積極規(guī)劃建設(shè)集中供熱(北方)、集中供氣(全國大中城市應(yīng)部署集中供煤氣,有條件的可供天然氣)。首都北京完全有條件,實(shí)現(xiàn)居民用電取代燒煤。即使邊遠(yuǎn)農(nóng)村的農(nóng)民,也可用潔凈無煙煤塊取代燃燒劣質(zhì)散煤,少數(shù)地方也可逐步用電取代燒煤,通過這些替代降低污染。■
(作者為中國生產(chǎn)力學(xué)會首席顧問,曾任山西省委書記、湖南省委書記)