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发挥国家战略科技力量作用,弘扬科学家精神,引领工程科技创新,加快突破关键核心技术,强化国家高端智库职能。
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谢克昌等:煤炭革命不是“革煤炭的命”

来源:二局科学道德办公室   发表时间:2015-01-04

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来源:科技日报 记者:李大庆 时间:2014-12-21

 

    ■周末特别策划

 

    当今中国,绿色能源、可再生能源的概念已深入人心,发展绿色可再生能源已成为社会追求的一种时尚。然而去年10月,在韩国大邱召开的第22届世界能源大会的报告中却有这样一段话:“到2050年,化石能源仍然是世界能源构成的基础,煤炭仍将长期发挥重要作用。”这段话告诉我们,尽管新能源得到很大发展,但世界能源格局在未来30多年中,煤炭依然是主角之一。

 

    世界未来30多年煤炭都将发挥重要作用,中国当然更不例外。作为全球煤炭最大的生产国、消费国和进口国,中国的煤炭生产和消费究竟要走一条什么样的路?12月18日,中国工程院发布了重大咨询项目研究成果——《中国煤炭清洁高效可持续开发利用战略研究》报告(下称“煤炭报告”)。这个有30多位院士、405位专家参与调研的项目所凝练的一些观点引人注目。

 

    煤炭革命不是“革煤炭的命”

 

    “煤炭是中国经济快速发展的重要支撑,煤炭在中国的主体能源地位在相当长时期内不会动摇。”这是煤炭报告特别强调的。作为工程院这个重大咨询项目的负责人,中国工程院原副院长谢克昌指出,2012年中国煤炭消费结构中,煤炭发电占了全国总发电量的75%。近年来,中国石油和天然气的对外依存度持续上升,煤炭越来越成为中国能源安全的重要保障。今后中国经济发展,对煤炭的需求量还将持续增长,峰值会达到45亿吨。预计到2030年,中国煤炭消费仍会占一次能源消费总量的55%以上。

 

    煤炭报告中算了一笔账:到2030年,我国对污染物排放的限制比现在会更加严格。峰值45亿吨的煤炭消费,以现有的技术条件和污染物排放强度,那时的煤炭消费量必须控制在20亿吨以下。面对45亿吨的需求,这25亿吨的缺口怎么补上?专家坦言,只有依靠科技进步。

 

    传统的煤炭利用方式不革命是不行了。谢克昌说,作为中国的基础能源,煤炭肯定要革命,但不是“革煤炭的命”。后煤炭时代尚早,“去煤化”不可取。煤炭革命的核心在于整体推进煤炭在全行业、全产业链的清洁利用。概括地说,就是要安全、绿色、高效开采,控制开发量,提高科学产能比例;分级分质对口利用,全面洗选,制定洁配度准入标准;加大高效洁净煤发电和煤电节能减排技术的应用推广;突破技术瓶颈,减少水耗和排放,适度发展现代煤化工;发展稀缺煤的二次开发技术,提高资源利用率。

 

    未来中国经济发展在能源上还主要依靠煤炭,这是毋庸置疑的。

 

    1800公里以上,输煤比输电更经济

 

    这是一个令多数人都感到意外的结论。

 

    课题组通过案例研究了输煤输电经济成本的平衡点。这个平衡点在1800公里左右,远距离的话,输煤比输电更经济。

 

    中国工程院院士、南方电网公司专家委员会主任委员李立浧告诉科技日报记者,输煤输电比较是考虑了成本经济、现行运价、市场煤价电价、能量损耗等多种因素而开展的,并且通过多个数学模型计算的。“在我们课题组中,来自煤企、电企、大学的4个单位的研究人员各自独立研究,然后一起讨论,最后得出结论。”由电网公司院士领衔,得出远程输煤比输电更经济的结论,或许从一个侧面说明了研究的客观性。

 

    课题组对常规输煤输电做了综合比较。在输送洗精煤(经洗煤厂机械加工后,降低了灰分、硫分,去掉了一些杂质)和采用特高压直流输电技术的条件下,他们对内蒙古到浙江、宁夏到浙江和新疆哈密到河南郑州的3个输电案例做了分析计算,结果是若洗精后煤炭热值都为5500千卡/千克,而且输煤输电路径相同,一般输煤方式能源利用效率明显高于输电方式。若铁路车板价和输电电厂到厂煤价相同,按基于成本的经济比较方法,在2000公里左右的输电距离上,高热值煤输送输煤经济性优于输电。以新疆哈密到郑州为例,输电距离2200公里左右,输煤、输电全成本电价分别为258.06元/兆瓦小时、296.74元/兆瓦小时。

 

    谢克昌指出,在现有经济和技术水平条件下,具体输煤还是输电,应结合关键制约因素,因地制宜论证,充分考虑环境、水、土地资源制约,综合多种因素进行科学输煤输电比较,坚持输煤输电并举。

 

    煤炭报告特别强调,输煤与输电成本比较的结论,可以作为项目比较和决策的依据之一,而不宜作为能源战略决策的主要依据。国家煤炭能源战略和规划应从保障能源供应安全、提高能源利用效率、促进区域经济协调可持续发展角度出发,综合考虑生态、环境和水资源等制约性因素的影响,统筹安排。

 

    美国开发页岩气是在炒作吗?

 

    本世纪以来,美国大力发展页岩气技术,被一些人称为“页岩气革命”。在中国,一部分人认为美国的页岩气生产主要就是为了炒作,是为了打压石油价格。不过有一点是谁都不可否认的,那就是美国的页岩气生产已成一定规模。

 

    中国工程院在发布煤炭报告的同时,还发布了《我国非常规天然气开发利用战略研究》报告(下称“非常规天然气报告”),这也是工程院重大咨询项目。这个报告不但基本落实了我国页岩气、致密气、煤层气、天然气水合物4类非常规天然气资源的总量、分布与经济性,分别提出了发展的路线图,而且对比了中美两国页岩气的生产条件。

 

    非常规天然气报告指出,美国的页岩气从技术准备到大规模开发用了大约30年。由于新发现的气田数量减少,上世纪70年代中后期,美国的天然气产量大幅下降。在这种背景下,美国开始了非常规天然气(包括页岩气、致密气、煤层气等)的开发研究工作,技术逐渐成熟。谢克昌介绍说,美国页岩气的产量2011年已占美国天然气产量的27%,据预测20年后将占到49%,它使美国可以再用100年的天然气。非常规天然气,特别是页岩气的开发利用,助推美国再次成为世界第一大产气国,它不但提高了美国的油气自给率,而且也减少了对中东石油的依赖,导致其全球战略布局的重大调整。

 

    相比之下,中国的非常规天然气,特别是页岩气则是“先天不足”。非常规天然气报告指出,中美两国页岩气的主要富集区的地表条件差异较大。美国页岩气主要富集区在中陆地区,从落基山脉到阿巴拉契亚山脉之间,这片区域主要是平原,便于工厂化式的生产。而中国的页岩气主要分布在我国南方的丘陵、山地地区,地应力高,页岩破碎,国外成熟的工程技术引进以后存在着不适应性。在页岩气的钻井时间上,美国只需20天,而中国则需150天,美国页岩气钻井数已达10万口,而中国仅有45口。

 

    可以说,在页岩气的问题上,美国真正地进入了生产应用阶段。而中国则是自然禀赋决定了我们不能现成地采用国外的开采技术,我们还需要技术创新。

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