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根據(jù)2017年12月5日國家發(fā)改委等十部委共同發(fā)布的《北方地區(qū)冬季清潔取暖規(guī)劃》披露的信息:“取暖用煤年消耗約4億噸標(biāo)煤,其中散燒煤(含低效小鍋爐用煤)約2億噸,主要分布在農(nóng)村地區(qū)”。中國北方采暖用的大多數(shù)戶用燃煤小鍋爐(俗稱土暖氣)排放的煙氣中顆粒物為700毫克/立方米左右,散煤采暖的地區(qū),絕大部分是在農(nóng)村地區(qū)。民用散煤燃燒1噸產(chǎn)生的污染物相當(dāng)于5-10噸燃煤發(fā)電產(chǎn)生的污染物。
治理民用散煤燃燒污就需要用清潔型能源替代原有的散煤燃燒。農(nóng)村地區(qū)基本上沒有燃?xì)饩W(wǎng),配電網(wǎng)的功率也很小。如果煤改氣采暖,或煤改電采暖,就要新建燃?xì)饩W(wǎng)和配電網(wǎng)。
煤改氣
建設(shè)燃?xì)饩W(wǎng)和燃?xì)獠膳到y(tǒng)需要花多少錢?煤改氣的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),戶均投資是2萬多元,這里還不包括建設(shè)儲(chǔ)氣庫的投資。冬季采暖是在用氣量最多的季節(jié)用氣,如果不在非采暖季儲(chǔ)氣,就要在采暖季搶奪別人的用氣——這樣造成的損失比建設(shè)儲(chǔ)氣庫還大。如果加上建設(shè)儲(chǔ)氣庫的投資,煤改氣的戶均投資估計(jì)就到3萬元人民幣左右了。此外有專家指出,把天然氣說成是清潔能源,本身就有失偏頗。天然氣也是化石能源,也有清潔燃燒的問題,主要是燃燒過程中會(huì)產(chǎn)生大量氮氧化物。霧霾的主要成份是PM2.5,生成PM2.5的罪魁又是氮氧化物。根據(jù)環(huán)保部門對天然氣鍋爐運(yùn)行情況檢測公布的資料,燃?xì)夤I(yè)鍋爐運(yùn)行中,氮氧化物排放濃度小于200毫克/立方米的只占35%,小于400毫克/立方米的占94%,大部分天然氣鍋爐氮氧化物排放濃度在300毫克/立方米左右。以北京市為例,北京市主城區(qū)的燃煤鍋爐絕大多數(shù)已經(jīng)改為燃?xì)忮仩t,但是,PM2.5霧霾嚴(yán)重污染還有進(jìn)一步加劇的趨勢。有專家指出,“煤改氣”大量增加排放的氮氧化物,加上汽車尾氣排放的氮氧化物,是北京PM2.5霧霾日益嚴(yán)重的根本原因,而且有資料表明,北京空氣中的氮氧化物已是二氧化硫的3倍。當(dāng)北京冬季處在靜風(fēng)或微風(fēng)時(shí),外地污染對北京影響較小,不到48小時(shí)本地空氣就會(huì)達(dá)到嚴(yán)重污染,也就是說環(huán)境污染會(huì)很快達(dá)到極限,當(dāng)?shù)趸锱欧帕吭僭黾?5倍時(shí)。
煤改電
如果是大規(guī)模煤改電采暖,除了配電網(wǎng)幾乎要完全新建,高壓輸電網(wǎng)也需要進(jìn)行增容改造,甚至還需要新建燃煤發(fā)電廠。以京津冀為例,因?yàn)槊焊碾?,京津冀在冬天寒冷的天氣上半夜的電力?fù)荷已經(jīng)接近電廠的最大出力了。如果繼續(xù)增加煤改電的規(guī)模,則就需要新建燃煤電廠。在這種情況下,1個(gè)農(nóng)戶煤改電,需要增加大約7千瓦左右的配電網(wǎng)、輸電網(wǎng)和燃煤電廠投資,戶均投資高達(dá)2萬元(如果僅需擴(kuò)建配電網(wǎng)的話)~6萬元(如果需要擴(kuò)建配電網(wǎng)、輸電網(wǎng)和燃煤電廠的話)。且不說燃煤電廠每發(fā)1千瓦時(shí)的電力,需要燒3千瓦時(shí)的煤炭,燒的煤比散煤采暖還多。而新增的配電網(wǎng)、輸電網(wǎng)和燃煤電廠在全年的其它時(shí)間里幾乎無用,浪費(fèi)極大。由于燃?xì)夂碗娏μ峁┑膯挝粺崮軆r(jià)格,是燃煤的2~4倍,農(nóng)村家庭的經(jīng)濟(jì)能力又比較弱,因此國家還必須對煤改電和煤改氣的每戶家庭提供每年1000~3000元的燃?xì)饣螂娏ρa(bǔ)貼。這就意味著,如果將中國北方約8000萬戶人家(按平均每戶每年燒2.5噸標(biāo)煤計(jì)算)的2億噸散煤采暖全部改為燃?xì)獠膳螂娏Σ膳?,需要給燃?xì)夂碗娏A(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資2~3萬億元,另外每年還要補(bǔ)貼2000億元左右,要補(bǔ)多少年?
潔凈煤技術(shù)是關(guān)鍵
既然燃煤是造成環(huán)境污染的主要因素,只有啃下清潔煤技術(shù)這個(gè)硬骨頭,采用清潔煤技術(shù),改造火電廠,更新燃煤工業(yè)鍋爐,實(shí)現(xiàn)煤炭的清潔利用,才是治理霧霾最有效的途徑。清潔煤技術(shù)是當(dāng)前世界各國解決環(huán)境問題的主導(dǎo)技術(shù)之一,也是國際上高技術(shù)競爭的一個(gè)重要領(lǐng)域。全國政協(xié)委員、財(cái)政部財(cái)政科學(xué)研究所所長賈康在今年全國“兩會(huì)”的提案中提出,應(yīng)盡快出臺(tái)國家標(biāo)準(zhǔn),大力推廣潔凈煤技術(shù)。他建議國家能源局、環(huán)境保護(hù)部等主管部門盡快制定潔凈煤技術(shù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),對各種潔凈煤技術(shù)加以甄別和認(rèn)證,并予以推廣,改變目前各地一刀切的限煤政策。此外,還應(yīng)該加大對潔凈煤技術(shù)、專有裝備、產(chǎn)業(yè)化示范項(xiàng)目的政策扶持。建議國家有關(guān)部門就潔凈煤技術(shù)、專有裝備、產(chǎn)業(yè)化示范項(xiàng)目建立國家層面專項(xiàng)基金,并加大已有政策扶持力度。
國家能源局最新精神
2019年7月,國家能源局發(fā)布《關(guān)于解決“煤改氣”“煤改電”等清潔供暖推進(jìn)過程中有關(guān)問題的通知》(以下簡稱《通知》)政策導(dǎo)向發(fā)生巨大變化。清潔供暖的核心原則由供暖清潔回歸以民生為重,技術(shù)路線選取原則由成本、清潔雙目標(biāo)轉(zhuǎn)變?yōu)檫\(yùn)行成本最低。從2017年的“全面完成以電代煤、以氣代煤任務(wù)”、到2018年的“統(tǒng)籌兼顧溫暖過冬與清潔取暖”,再到《通知》的“堅(jiān)持以民生為重,保障群眾取暖過冬”,體現(xiàn)了清潔供暖向民生回歸。相比2017年“在同等條件下選擇成本最低和污染物排放最少的清潔供暖組合方式”,《通知》提出,“以運(yùn)行成本最低為原則,確定適合不同地區(qū)的清潔供暖技術(shù)路線”,體現(xiàn)了清潔供暖推廣中的工程屬性回歸?!锻ㄖ访鞔_指出:城鎮(zhèn)地區(qū)由大力發(fā)展天然氣分布式調(diào)整為重點(diǎn)發(fā)展清潔燃煤集中供暖,對于偏遠(yuǎn)山區(qū)等暫不能通過清潔供暖代替散燒煤供暖的,重點(diǎn)利用“清潔煤+節(jié)能環(huán)保爐具”方式替代散燒煤。
蘭炭是由原煤經(jīng)中低溫干餾時(shí)揮發(fā)分被大量析出,部分硫、氮等元素提前釋放,因此蘭炭硫、氮、灰分、揮發(fā)分含量大幅降低,在有害元素大幅降低的同時(shí),仍保留有煤的特性和使用價(jià)值。全琉、灰分等主要排污指標(biāo)優(yōu)于大部分無煙煤,具有明顯的減霾效果和極高的性價(jià)比。自2016年10月22日,國家環(huán)境保護(hù)部正式發(fā)布《民用煤燃燒污染綜合治理技術(shù)指南》明確在煤炭資源豐富、經(jīng)濟(jì)條件較好且污染嚴(yán)重的地區(qū)優(yōu)先使用低硫、低揮發(fā)的優(yōu)質(zhì)無煙煤、型煤、蘭炭和民用焦炭。自此蘭炭被國家環(huán)保部正式納入優(yōu)質(zhì)煤范疇予以推廣。蘭炭的PM2.5排放量僅為原煤的1.8%左右,對健康影響最大的多環(huán)芳烴排放量降低97%以上,用于民用燃燒及直接分散用煤,既具很好的替代性,又具有極為顯著的減排效果。以蘭炭為燃料的解耦燃燒鍋爐,可將氮氧化物排放量控制到200毫克/立方米以下,比大部分天然氣鍋爐的400毫克/立方米的氮氧化合物的排放要小一倍左右。
蘭炭在普通民用爐具上的燃燒
蘭炭具有易點(diǎn)燃、上火快、升溫快、無異味、無煙塵、燃燒后灰渣少等優(yōu)良特征。我國廣大農(nóng)村地區(qū)和城鄉(xiāng)結(jié)合帶尚不具備用電和天然氣替代條件,特別是在蘭炭主產(chǎn)區(qū)有效輻射半徑之內(nèi)的,蘭炭具有非常明顯的替代成本優(yōu)勢。蘭炭的高熱性能、少灰特征帶來的遠(yuǎn)好于型煤和無煙煤的使用舒適度和使用效率,使用口碑遠(yuǎn)好于型煤、無煙煤和生物質(zhì)能源。
以 2013 年京津冀地區(qū)民用及直接分散用煤量 4424.04 萬噸計(jì),若用蘭炭替代煙煤(按照正能蘭炭指標(biāo)計(jì)算),僅一次 PM 2.5 的排放量就可減少 50 萬噸以上,SO2 可減排約 25 萬噸。
蘭炭與清潔爐具配套使用,已成為民用清潔取暖的主流選擇之一
蘭炭與清潔爐具的配套使用,會(huì)更進(jìn)一步提高熱效率并降低使用成本。特別是新的爐具和燃燒技術(shù)的出現(xiàn),讓冬季老百姓使用蘭炭的取暖費(fèi)用比城市集中供暖成本還要低。
蘭炭可以使?fàn)t具燃燒污染物排放大幅度降低,爐具可以使蘭炭燃燒效率進(jìn)一步提高。蘭炭專用爐解決蘭炭的燃燒缺陷,更加環(huán)保、節(jié)能。
蘭炭應(yīng)用于燃煤鍋爐中的替代和排放優(yōu)勢
蘭炭鍋爐替代燃煤鍋爐的替代成本優(yōu)勢
蘭炭應(yīng)用于電廠燃煤鍋爐,目前技術(shù)已經(jīng)成熟
西安熱工研究院有限公司進(jìn)行蘭炭和蘭炭與褐煤摻燒的兩種燃燒條件下的燃燒試驗(yàn),結(jié)果表明:
著火穩(wěn)定性:蘭炭與褐煤摻燒(8:2)試驗(yàn)結(jié)果為,雖然蘭炭揮發(fā)分較低,但在給定試驗(yàn)條件下,蘭炭和蘭炭與褐煤摻燒的著火穩(wěn)定性遠(yuǎn)高于貧煤,其著火穩(wěn)定性較好,與國內(nèi)典型煙煤接近。
燃盡性能:試驗(yàn)證明煤的最終燃盡率主要受氧量及煤粉細(xì)度的影響較大。不同煤粉細(xì)度及運(yùn)行氧量條件下,試驗(yàn)煤燃盡性能在“中等燃盡”與“極易燃盡”之間變化,綜合考慮提高蘭炭和蘭炭與褐煤摻燒煤的燃盡率以及實(shí)現(xiàn)低NOx燃燒的要求。
燃燒溫度與結(jié)渣性:蘭炭試驗(yàn)著火性能優(yōu)異,熱值較高,灰熔融性較低,為防止尾部受熱面出現(xiàn)嚴(yán)重結(jié)渣與積灰,建議爐膛出口煙溫不要太高,同時(shí)屏式受熱面區(qū)域應(yīng)配置數(shù)量足夠的吹灰器。
摻燒特性:蘭炭與褐煤摻燒后鍋爐燃燒的穩(wěn)定性與經(jīng)濟(jì)性不會(huì)有明顯的變化,由于燃燒溫度降低,結(jié)渣性將會(huì)略為降低。
推動(dòng)蘭炭在清潔燃燒領(lǐng)域應(yīng)用具有重大意義
國家層面
助力國家治理大氣污染;保護(hù)優(yōu)質(zhì)煤炭資源、優(yōu)化用煤結(jié)構(gòu);提高資源的綜合能效利用率,是煤炭資源供給側(cè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的深化;有助于維護(hù)國家能源戰(zhàn)略安全。
地方政府方面
減輕治霾壓力,節(jié)約資金。
老百姓和用戶層面
降低排放、節(jié)省費(fèi)用、熱效率高。
蘭炭行業(yè)和企業(yè)層面
巨大的散煤替代需求量,將極大地促進(jìn)蘭炭產(chǎn)品的市場銷售量,有利于釋放蘭炭產(chǎn)能。有利于做大做強(qiáng)蘭炭品類價(jià)值,有利于推動(dòng)低階煤分質(zhì)分級利用產(chǎn)業(yè)的壯大和發(fā)展,有利于蘭炭企業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的延伸,提高煤炭向高附加值產(chǎn)品的深度轉(zhuǎn)化,進(jìn)一步降低蘭炭成本,蘭炭與用戶需求之間的利益實(shí)現(xiàn)正相關(guān)。
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