“十三五國(guó)企生態(tài)環(huán)境調(diào)查”課題組

在加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)與保障我國(guó)能源安全的新形勢(shì)下，煤炭業(yè)如何鳳凰涅槃，綠色發(fā)展成為各方關(guān)注焦點(diǎn)。

對(duì)于傳統(tǒng)的煤炭業(yè)而言，如何擺脫當(dāng)前“談煤即黑”“發(fā)展煤炭就是發(fā)展落后”的輿論困境，如何在化石能源與非化石能源的歷史交匯中形成兼容格局，如何做好煤炭這篇戰(zhàn)略大文章，走通走好煤炭清潔利用之路？調(diào)研組自2016年7月對(duì)中煤科工等煤電央企進(jìn)行了一線調(diào)研。

煤電“超低排放”技術(shù)上可行

中國(guó)富煤少油，煤炭清潔綠色利用需要有序推進(jìn)，既符合能源安全要求，又符合當(dāng)下供給側(cè)改革需要和未來環(huán)保的需求，是基于現(xiàn)實(shí)國(guó)情下的現(xiàn)實(shí)選擇。

靠“禁煤”治理大氣污染，靠“限煤”去產(chǎn)能，靠“煤改其他”等政策舉措，只能導(dǎo)致在偏離的道路上越走越遠(yuǎn)。

由于煤炭產(chǎn)業(yè)早先粗放式的開發(fā)利用，對(duì)我國(guó)環(huán)境帶來很大的影響，煤成為污染的詞根。盡管“十三五”規(guī)劃把煤炭清潔高效利用作為國(guó)家重大工程項(xiàng)目，但在實(shí)際情形中并非如此，煤炭清潔高效利用之路依然舉步維艱。

據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)顯示，2030年我國(guó)能源需求總量將達(dá)到53億噸標(biāo)煤，比2015年增加10億噸標(biāo)煤。可以說，煤炭能源使用仍然是中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的第一動(dòng)力，在相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，我國(guó)這種能源結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生大的改變，是毋庸置疑的。

我國(guó)大氣污染中90%的二氧化硫、70%的氮氧化物與一氧化碳、60%的煙塵和80%的二氧化碳都是燃煤引起的。但是，造成污染其實(shí)不是煤炭本身的問題，而是煤炭的利用環(huán)節(jié)不清潔。

既然燃煤是造成環(huán)境污染的主要因素，所以更要從清潔煤做起，堅(jiān)定不移地走清潔煤的道路。以燃煤發(fā)電為例，占全國(guó)總發(fā)電量的70%以上，耗煤50%以上，系煤炭消費(fèi)“大戶”。在未來較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，燃煤發(fā)電仍將是我國(guó)的主要電力來源。從數(shù)量上說，如果煤電能做到清潔利用，煤炭消費(fèi)所帶來的環(huán)境問題也就解決了一大半。

基于此，調(diào)研組對(duì)煤炭清潔利用在煤電領(lǐng)域的成效情況進(jìn)行了調(diào)研。截至2013年末，中國(guó)全國(guó)煤電機(jī)組平均供電煤耗率僅為321克/千瓦時(shí)，低于美國(guó)2012年平均水平，接近日本同期水平。到2020年，中國(guó)將全國(guó)煤電機(jī)組的平均供電煤耗率進(jìn)一步提高至310克/千瓦時(shí)的水平。

最新數(shù)據(jù)顯示，截至2016年6月底，國(guó)電超低排放機(jī)組占國(guó)電燃煤機(jī)組的26.7%，神華超低排放機(jī)組占43%。在超低排放機(jī)組改造過程中，相關(guān)技術(shù)水平處于國(guó)際領(lǐng)先。百萬千瓦超臨界二次再熱燃煤發(fā)電機(jī)組發(fā)電效率提升至47.92%，發(fā)電煤耗達(dá)256.2克每千瓦時(shí)，高于當(dāng)今國(guó)內(nèi)外最高水平。

煤炭利用之后的排放效果至為關(guān)鍵，比天然氣的指標(biāo)是高還是低？技術(shù)的穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性如何？為此，神華集團(tuán)對(duì)三河電廠進(jìn)行了歷時(shí)兩年的“超低排放”改造。

神華國(guó)華三河電廠，承擔(dān)著京津冀一體化環(huán)境治理使命，歷時(shí)兩年的“超低排放”改造，其4號(hào)機(jī)組以煙塵排放每標(biāo)立方米0.23毫克通過中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站鑒定。實(shí)現(xiàn)“超低排放”后，每年可減排煙塵508噸、二氧化硫1169噸、氮氧化物2185噸，比改造前分別降低了85.3%、60.5%、88.9%，減排效果顯著。同時(shí)，兼顧環(huán)保與經(jīng)濟(jì)性，環(huán)保改造后系統(tǒng)能耗零增加甚至負(fù)增加，全廠煤耗降低11.3克每千瓦時(shí)，節(jié)約標(biāo)煤6.77萬噸，節(jié)水60萬噸。由此可見，煤電“超低排放”在技術(shù)上是可行的，煤炭利用之后的排放比天然氣排放率還要低，為煤電清潔化轉(zhuǎn)型發(fā)展提供了實(shí)踐基礎(chǔ)。

在中煤科工集團(tuán)副總經(jīng)理王虹看來，既要正視過去煤炭發(fā)展的非理性繁榮與歷史沉痼，又不能脫離現(xiàn)實(shí)國(guó)情搞“一刀切”，跳出“就治污而治污、就限煤而限煤”的條框，以國(guó)家能源戰(zhàn)略發(fā)展的大格局思維，去探索中國(guó)特色的能源發(fā)展之路。

“煤炭革命”的綠色發(fā)展路線

“煤炭革命”不是革煤炭的命，是革粗放發(fā)展的命。中煤科工“煤炭革命”的技術(shù)路線是實(shí)現(xiàn)煤炭清潔、高效、綠色的開發(fā)利用，通過技術(shù)革命使煤炭的生產(chǎn)清潔化和低碳化，實(shí)現(xiàn)由高碳能源向優(yōu)質(zhì)能源的實(shí)質(zhì)性轉(zhuǎn)變，通過不斷努力推動(dòng)科技創(chuàng)新向價(jià)值鏈高端攀升。

目前煤炭業(yè)迎來的這場(chǎng)革命，既是形勢(shì)所迫，也是機(jī)遇所在。在中煤科工人看來，“煤炭革命”不是狹義的，是一種煤炭能源革命，這種革命就是實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展。

實(shí)現(xiàn)煤炭綠色發(fā)展，主要表現(xiàn)為兩個(gè)端，一個(gè)是生產(chǎn)端，即煤炭生產(chǎn)革命，進(jìn)行綠色開采、智能開采；另一個(gè)則是消費(fèi)端，即煤炭消費(fèi)革命，清潔利用、高效利用。

在新型煤化工轉(zhuǎn)化方面，我國(guó)在技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化也走在世界前列，具備由煤炭向煤基高端燃料、高端材料發(fā)展的基礎(chǔ)和能力。利用煤的大分子結(jié)構(gòu)，可生產(chǎn)石油基難以得到的高能清潔燃料和高端材料等。例如，生產(chǎn)高密度、超潔凈、高氧化安定性等國(guó)防用油和優(yōu)質(zhì)清潔燃料，滿足高端需求；生產(chǎn)煤基烯烴、芳烴、低碳醇等新材料，充分利用煤中碳、氫、氧等元素；生產(chǎn)煤基活性焦、活性炭、碳纖維、石墨等高端碳材料，適應(yīng)新的清潔發(fā)展需求。

那時(shí)的煤炭已不是今日的煤炭，科技創(chuàng)新則為其插上飛翔的翅膀?！鞍凑者@樣的發(fā)展態(tài)勢(shì)，煤炭將真正實(shí)現(xiàn)由燃料向燃料與原料并重的發(fā)展方向，那么煤炭業(yè)整體發(fā)展就會(huì)創(chuàng)造一個(gè)新的路線?！敝忻嚎乒ぜ瘓F(tuán)科技發(fā)展部部長(zhǎng)劉見中如是說。

中科院專家指出，以神華、中煤科工這樣的龍頭企業(yè)，要帶頭進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，把產(chǎn)業(yè)應(yīng)用建起來，對(duì)系統(tǒng)解決我國(guó)未來煤炭能源發(fā)展問題，意義重大。

全生命周期清潔化

開采是污染之源，如何把好這道關(guān)。煤炭資源的大規(guī)模開采和利用對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)起到巨大推動(dòng)作用，但采煤沉陷也給人類生存環(huán)境產(chǎn)生一系列消極影響，傳統(tǒng)采煤會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)赝恋丨h(huán)境造成極大破壞，也深刻影響著煤礦區(qū)的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，沉陷區(qū)生態(tài)修復(fù)與治理一直是我國(guó)礦區(qū)亟待解決的難題。

針對(duì)上訴難題，煤炭科工唐山研究院研發(fā)了采煤沉陷區(qū)城市用地綜合治理技術(shù)，創(chuàng)立了地基穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)理論和方法、采煤沉陷區(qū)建筑群建設(shè)的“采空區(qū)探測(cè)-殘余變形預(yù)測(cè)-穩(wěn)定性評(píng)價(jià)-地基處理-建筑抗變形”一體化集成技術(shù)體系，并在高層建筑、電廠、大型社區(qū)、港口碼頭等大型工程成功應(yīng)用。

同時(shí)，針對(duì)東部礦區(qū)沉陷積水、次生濕地建設(shè)與城市協(xié)調(diào)發(fā)展問題，研發(fā)了城市次生濕地規(guī)劃建設(shè)、污染源控制、濕地水體維系為一體的濕地構(gòu)建技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了礦業(yè)城市生態(tài)建設(shè)規(guī)劃與沉陷區(qū)次生濕地生態(tài)構(gòu)建，在唐山南湖建立了9.5平方公里示范區(qū)，在淮北、徐州、濟(jì)寧等礦區(qū)也得到推廣應(yīng)用。

以淮北城市為例，目前采煤沉陷區(qū)上已建設(shè)主城區(qū)42平方公里，占城市建成區(qū)面積的53.3%；建設(shè)多層、中高層、高層建筑物面積累計(jì)2750萬平方米；沉陷區(qū)建設(shè)次生濕地49平方公里，使城市林草植被覆蓋率提高了50%，引領(lǐng)了城市建設(shè)由“背湖（沉陷區(qū)）”到“面湖、擁湖”的轉(zhuǎn)變，形成了“城市中心區(qū)沉陷濕地生態(tài)綠心、外圍山體生態(tài)綠肺”的生態(tài)、宜居、精致的新型礦業(yè)城市。

經(jīng)過30多年的改革發(fā)展，尤其在2010年以后，煤炭一直處于高危運(yùn)行過程中，中煤科工通過綠色開采進(jìn)一步提高了安全系數(shù)，百萬噸死亡率已由過去的6點(diǎn)多下降到現(xiàn)在的0.157，基本上接近于發(fā)達(dá)國(guó)家的平均水平。

當(dāng)下，燃煤工業(yè)鍋爐是我國(guó)第二大耗煤大戶，目前在用的約50萬臺(tái)，耗原煤量6億-7億噸，絕大多數(shù)是燃散煤的鏈條鍋爐。由于煤炭質(zhì)量控制不嚴(yán)、運(yùn)行管理水平低、煙氣凈化裝備配置等問題，鏈條鍋爐實(shí)際運(yùn)行熱效率低（平均65%左右）、污染物排放嚴(yán)重。

如果把煤、原煤做成清潔的煤粉，在工業(yè)鍋爐上使用，達(dá)到天然氣的效果，是對(duì)高效煤粉工業(yè)鍋爐的定位。在借鑒歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家煤粉工業(yè)鍋爐的基礎(chǔ)上，中煤科工自主開發(fā)出符合國(guó)家資源現(xiàn)狀和環(huán)境保護(hù)需求的煤炭高效清潔燃燒利用技術(shù)——煤粉工業(yè)鍋爐系統(tǒng)。有了這項(xiàng)技術(shù)，為工業(yè)鍋爐燃煤?jiǎn)栴}找到了很好的解決辦法。

在成本上，國(guó)內(nèi)天然氣采暖一般補(bǔ)貼為1元錢，煤粉技術(shù)成本約占到40%左右。同時(shí)，運(yùn)行成本低具有一定優(yōu)勢(shì)，不到2200元/小時(shí)，遠(yuǎn)低于天然氣爐的5200元/小時(shí)。

應(yīng)用實(shí)踐證明與傳統(tǒng)鏈條鍋爐相比，煤粉工業(yè)鍋爐系統(tǒng)節(jié)煤30%-50%、節(jié)人40%-50%、節(jié)地50%-60%、節(jié)電15%-20%。除了在煤炭開采、煤炭清潔燃燒等方面做出重大創(chuàng)新外，中煤科工在燃煤煙氣排放環(huán)保治理方面同樣取得良好成績(jī)。

針對(duì)二氧化硫、二氧化碳等大氣污染物減排嚴(yán)峻形勢(shì)和國(guó)家生態(tài)環(huán)保重大需求，中煤科工北京研究院開發(fā)了干法聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)與裝備。該技術(shù)以煤為原料制備的活性焦為脫除劑，可實(shí)現(xiàn)硫氮的聯(lián)合脫除。裝置占地小、脫除效率高、基本不消耗水、無二次污染，可實(shí)現(xiàn)硫資源化利用。同時(shí)，吸附污染物后的活性焦可以再生及回收利用，實(shí)現(xiàn)污染物的資源化利用。

干法聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù)成果產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)迅速，目前已先后建成包括江蘇張家港聯(lián)峰鋼鐵、河北前進(jìn)鋼鐵和山東日照鋼鐵等5套活性焦聯(lián)合脫硫脫硝裝置，應(yīng)用項(xiàng)目總產(chǎn)值近7億元，每年減排二氧化硫約6萬噸，減排氮氧化物約1萬噸。

產(chǎn)業(yè)變革需要并跑

從以中煤科工為代表的綠色發(fā)展實(shí)踐看，雖然在潔凈煤技術(shù)取得了跨越式發(fā)展，但這些技術(shù)并沒有從根本上扭轉(zhuǎn)煤炭粗放式開發(fā)和利用的總體局面，其在市場(chǎng)應(yīng)用方面仍然困難重重，進(jìn)一步影響了對(duì)環(huán)境污染治理的再貢獻(xiàn)。

當(dāng)前，面臨傳統(tǒng)能源產(chǎn)能過剩矛盾不斷加劇、霧霾治理、經(jīng)濟(jì)下行的客觀事實(shí)，2015年煤炭行業(yè)平均利潤(rùn)同比下降65%。煤炭企業(yè)屬于上游生產(chǎn)行業(yè)，不是下游消費(fèi)行業(yè)，即使有再好的清潔利用技術(shù)，使用與否全由消費(fèi)者決定。問題在于，與很多環(huán)保技術(shù)一樣，煤炭的清潔利用往往是單純依靠市場(chǎng)調(diào)節(jié)所無法實(shí)現(xiàn)的。

以中煤科工為代表的綠色發(fā)展實(shí)踐看，雖然在潔凈煤技術(shù)取得了跨越式發(fā)展，但這些技術(shù)并沒有從根本上扭轉(zhuǎn)煤炭粗放式開發(fā)和利用的總體局面，其在市場(chǎng)應(yīng)用方面仍然困難重重，進(jìn)一步影響了對(duì)環(huán)境污染治理的再貢獻(xiàn)。

可以預(yù)見的是，煤炭清潔利用技術(shù)全面推廣，并非坦途，關(guān)鍵還得看政策及其執(zhí)行和監(jiān)管是否能夠到位。以工業(yè)用煤、散煤燃燒領(lǐng)域?yàn)槔?，其環(huán)保政策在落實(shí)上不夠到位，無法切實(shí)解決污染的短板。

對(duì)此，學(xué)界、協(xié)會(huì)機(jī)構(gòu)等部分調(diào)研對(duì)象一致指出，煤炭清潔高效利用關(guān)鍵是要形成政策導(dǎo)向和價(jià)值共識(shí)，既不能讓國(guó)家戰(zhàn)略空轉(zhuǎn)，也不能讓治理之路被誤導(dǎo)。

作為現(xiàn)階段解決我國(guó)資源環(huán)境制約問題的關(guān)鍵，煤炭清潔高效利用尤其是工業(yè)領(lǐng)域散煤清潔高效利用要從國(guó)家層面上加大支持力度，形成國(guó)家導(dǎo)向，不以出身論清潔。比如，應(yīng)把煤炭清潔高效利用納入新能源配套發(fā)展體系，或可作為清潔能源技術(shù)予以推廣應(yīng)用，不要人為割裂煤炭與其他能源發(fā)展的并跑格局。