能源革命中，煤炭該做什么？

能源革命中，業(yè)界的共識是，煤炭在能源結構的比重趨于下降，但在較長(cháng)一個(gè)時(shí)期內，煤炭的基礎能源地位不會(huì )動(dòng)搖。作為此次能源革命的對象，煤炭該做什么、要做什么？日前發(fā)布的中國工程院重大咨詢(xún)項目“推動(dòng)能源生產(chǎn)和消費革命戰略研究”一期成果給出了答案。本報略作整理，供煤炭企業(yè)參考。

在能源革命整體框架下，煤炭生產(chǎn)與消費要進(jìn)行相應的革命，力爭2050年煤炭、油氣、非化石能源消費比例達4∶3∶3。煤炭應做的是建設煤炭科學(xué)開(kāi)發(fā)重大工程，根據煤炭開(kāi)發(fā)布局發(fā)展東部、中部、西部煤炭科學(xué)開(kāi)發(fā)重大產(chǎn)業(yè)，提高煤炭在清潔消費領(lǐng)域的比重，推動(dòng)煤炭分級轉化與多級利用，提高煤炭資源在煤化工整個(gè)生命周期過(guò)程的能量利用效率。

煤炭生產(chǎn)與消費要進(jìn)行相應的革命

“推動(dòng)能源生產(chǎn)和消費革命戰略研究”項目負責人、中國工程院院士謝克昌指出，改革開(kāi)放以來(lái)，中國能源消費總量增長(cháng)了7．5倍，國內生產(chǎn)總值增長(cháng)了近30倍，我國能源產(chǎn)業(yè)有效支撐了經(jīng)濟社會(huì )的快速發(fā)展。特別是煤炭作為中國的主體能源，長(cháng)期以來(lái)，為促進(jìn)經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展和保障國家能源安全做出了重大貢獻。

然而我國經(jīng)濟的高速增長(cháng)，付出了巨大的資源和環(huán)境代價(jià)。2015年我國的GDP占世界的15％，卻消耗了世界20．3％的能源。近10年我國年平均能源消費增量達2億噸標準煤左右，占全球增量的70％以上。按照這個(gè)增速，2020年能源消費總量將超過(guò)55億噸標準煤。

能源消費增量快速增加面臨的是能源資源稟賦差的國情。截至2011年，煤炭剩余探明可采儲量為1145億噸，約占世界的11．5％，居世界第4位；石油剩余探明可采儲量為24．3億噸，約占世界的0．9％，居世界第14位；天然氣剩余探明可采儲量為2．9萬(wàn)億立方米，約占世界的1．5％，居世界第14位。中國人均能源資源遠低于世界平均水平，煤炭、石油、天然氣的人均占有量?jì)H分別為世界平均水平的67％、5．4％、7．7％。

近年來(lái)，我國能源消費總量持續增加，能源利用效率低下；生態(tài)環(huán)境問(wèn)題突出，碳減排壓力較大；油氣對外依存度持續上升，能源安全形勢嚴峻；能源科技水平總體落后，創(chuàng )新能力亟待提高；能源體制機制不順，產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策環(huán)境有待優(yōu)化。

“推動(dòng)能源生產(chǎn)和消費革命勢在必行。”謝克昌說(shuō)。

“推動(dòng)能源生產(chǎn)和消費革命戰略研究”一期成果顯示，由于技術(shù)、資金、習慣等各方面因素限制，可再生能源在21世紀中期之前難以成為主流能源，化石能源仍將發(fā)揮主要作用。煤炭的清潔、高效、可持續開(kāi)發(fā)利用仍將是我國能源戰略的重中之重。構建以煤為基礎的清潔、高效、低碳能源系統是當前我國經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展和資源基礎條件下的必然選擇。在能源革命整體框架下，煤炭生產(chǎn)與消費要進(jìn)行相應的革命。

分期實(shí)現煤炭生產(chǎn)、消費、技術(shù)目標

建設煤炭科學(xué)開(kāi)發(fā)重大工程

發(fā)展東部、中部、西部

煤炭科學(xué)開(kāi)發(fā)重大產(chǎn)業(yè)

提高煤炭在清潔消費領(lǐng)域的比重

除了煤炭生產(chǎn)，煤炭消費領(lǐng)域的革命同樣意義重大。

謝克昌指出，與世界發(fā)達國家相比，我國煤炭利用集中度較低，特別是在清潔消費領(lǐng)域的比例較低。

“推動(dòng)能源生產(chǎn)和消費革命戰略研究”一期成果顯示，2015年我國工業(yè)用煤占煤炭消費總量的比重超95％，電力、冶金、建材與化工行業(yè)是四大耗煤行業(yè)，其煤炭消費量合計占煤炭消費總量的比重為89．5％。其中，電力行業(yè)耗煤占比在50％左右，鋼鐵行業(yè)耗煤占比8．7％，建材行業(yè)耗煤占比7．3％，化工行業(yè)耗煤占比14．6％。

電力行業(yè)相對控制措施完善且高效，應大幅提高煤炭用于發(fā)電的集約化程度，爭取2020年電煤占比達到65％以上，2030年達到70％，2050年達到80％。在發(fā)展高技術(shù)水平的新建煤電機組增量的同時(shí)，提高煤電機組存量的技術(shù)水平，以增量的技術(shù)進(jìn)步帶動(dòng)存量的技術(shù)水平，提升燃煤機組的整體性能。通過(guò)對燃煤煙氣污染物高效脫除與協(xié)同控制，形成能達到天然氣燃氣輪機排放標準要求的燃煤電廠(chǎng)煙氣污染物高效控制的清潔環(huán)保島。

“推動(dòng)能源生產(chǎn)和消費革命戰略研究”一期成果建議，提高鋼鐵、水泥、化工等重點(diǎn)行業(yè)的清潔化生產(chǎn)水平，針對節能減排的關(guān)鍵領(lǐng)域和薄弱環(huán)節，采用先進(jìn)的技術(shù)、工藝和設備，實(shí)施清潔化生產(chǎn)技術(shù)改造。

實(shí)現煤炭分級轉化與多級利用

“推動(dòng)能源生產(chǎn)和消費革命戰略研究”一期成果指出，作為煤炭的主要消費方式，現有火力發(fā)電多只將煤炭作為燃料直接燃燒，造成系統效率偏低，污染物控制成本高，且浪費了煤中具有高附加值的油、氣和化學(xué)品以及硫、鋁等資源。而分級轉化與多級利用則將煤的熱解、氣化、燃燒、合成等各過(guò)程有機結合，在同一系統中產(chǎn)生多種具有高附加值的化工產(chǎn)品、液體燃料以及用于工藝過(guò)程的熱和電力等產(chǎn)品。多聯(lián)產(chǎn)系統能夠實(shí)現能源利用效率最高、能耗最低、投資和運營(yíng)成本最節約，用最經(jīng)濟的做法解決煤利用過(guò)程中污染物的控制問(wèn)題，但目前尚沒(méi)有真正工業(yè)成熟的多聯(lián)產(chǎn)系統。

基于煤炭熱解氣化燃燒分級轉化技術(shù)的發(fā)展現狀，“推動(dòng)能源生產(chǎn)和消費革命戰略研究”一期成果認為，在總體上，我國要堅持自主開(kāi)發(fā)，但并不完全排除引進(jìn)局部的關(guān)鍵技術(shù)，必須避免重復引進(jìn)，保證在系統集成上具有自主知識產(chǎn)權；開(kāi)發(fā)適合中國國情的煤炭熱解氣化燃燒分級轉化綜合利用技術(shù)。突破關(guān)鍵技術(shù)，如高效熱解氣化技術(shù)、廢水處理技術(shù)等，完善煤炭熱解氣化燃燒分級轉化綜合利用技術(shù)；在發(fā)展過(guò)程中要考慮建設系統分析和涉及軟件包，奠定熱、電、優(yōu)質(zhì)燃料多聯(lián)供產(chǎn)業(yè)化跨越發(fā)展的基礎，培養一批高技術(shù)人才。

隨著(zhù)污染物控制要求趨于嚴格，多種污染物協(xié)同脫除的要求越來(lái)越高。未來(lái)在煤炭分級轉化與多級利用的基礎上，實(shí)現污染物的協(xié)同控制，同時(shí)大力發(fā)展污染物的資源化回收技術(shù)。

推動(dòng)煤化工領(lǐng)域消費革命

面對石油、天然氣資源對外依存度升高的能源現狀，煤化工作為我國能源安全戰略技術(shù)日顯重要。“推動(dòng)能源生產(chǎn)和消費革命戰略研究”一期成果指出，從國家能源安全戰略角度出發(fā)，若我國石油、天然氣對外依存度的警戒線(xiàn)分別控制在60％、30％以下，烯烴和乙二醇對外依存度分別不高于30％和40％，按照煤化工產(chǎn)品發(fā)展預測和當前的技術(shù)水平，到2020年煤化工用煤規模在13．9億噸左右，其中約2億噸用于煤制燃料和化學(xué)品；鋼鐵產(chǎn)量變化導致焦炭產(chǎn)量下降，2030年將在2020年的基礎上降低約1億噸，達到12．8億噸，其中約4．8億噸用于煤制燃料和化學(xué)品。未來(lái)用煤的增量基本來(lái)自于現代煤化工的發(fā)展，預測2050年現代煤化工耗煤量達11億噸。

在控制能源消費總量的前提下，煤化工生產(chǎn)與消費革命的核心內容主要包括三個(gè)方面：煤化工生產(chǎn)方式革命、煤化工消費方式革命以及煤化工生產(chǎn)與消費革命的支撐和保障。整體上，要提高煤炭資源在煤化工整個(gè)生命周期過(guò)程的能量利用效率。

中國工程院估計，煤化工源頭控制、技術(shù)升級、可再生能源、能源結構與利用優(yōu)化和跨行業(yè)發(fā)展及產(chǎn)能控制對煤炭消耗總量控制節能潛力分析為在2020年、2030年和2050年分別節省煤炭2．0億噸、2．9億噸和9．4億噸，其中技術(shù)升級和可再生能源替代是降低煤化工煤耗總量的主要推力。

目前，我國能源企業(yè)還處于海外尋找資源的階段，國際影響力較弱。對此，謝克昌團隊建議，依托“一帶一路”建設，加強與俄羅斯、中亞、中東、非洲、美洲和亞太重點(diǎn)能源合作區域建設。未來(lái)5年～10年，力爭在油氣、煤炭、水電、核能等領(lǐng)域分別形成2家～3家具有國際影響力和世界一流水平的大型跨國企業(yè)。