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煤制气未改能源结构 只是转移了污染排放

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 中国“多煤少气”、以煤炭为主的能源结构是我们面临雾霾的一个主要原因。减少煤炭消费比重需要其他替代能源,短期内天然气作为清洁能源无疑是最佳选择。但我国天然气供需缺口严重,对外依存度高达近30%。

    近日大唐项目通气引发业界高呼“煤制气”是重大突破,将迎来黄金时代。煤制气大规模发展看似能解决天然气短缺矛盾,但事实上,将煤炭转换成天然气再进行利用,是一个高耗煤的生产过程,不利于煤炭消费总量控制,其污染排放也高于直接使用煤炭。大规模发展煤制气替代燃煤,实际上只是将污染排放从东部转移到西部,从整体上增加全国的排放量,也不利于应对气候变化。因此,煤制气应至多是一个保障天然气供需和治理雾霾的补充手段。

    内蒙古大唐克旗煤制气项目日前投运,并将于近日通气,是国内首个大型煤制气项目进入商业运营。据统计,目前我国煤制气项目主要集中在新疆和内蒙古,两地计划产能占全国80%,其中新疆备案的项目有22个,产能约千亿立方米;内蒙古有12个,产能规模约740亿立方米。

    当前中国以煤炭为主的能源结构是我们面临雾霾的一个主要原因。2013年9月发布的《大气污染防治行动计划》要求,到2017年实现我国煤炭占能源消费总量比重降到65%以下,京津冀、长三角、珠三角等区域力争实现煤炭消费总量负增长。充足的能源供应是保障经济增长的重要因素,减少煤炭消费比重需要其他替代能源,短期内天然气作为清洁能源无疑是最佳选择。随着我国“煤改气”进程的加快,天然气消费量迅速增加,供需缺口严重。2012年我国天然气消费1471亿立方米,其中进口量为425亿立方米,对外依存度高达28.9%。

    一方面是我国“多煤少气”的能源结构,另一方面是环境治理对减少煤炭消费和增加天然气消费的要求,在此背景下,煤制气的大规模发展似乎能够解决天然气短缺矛盾,为缓解城市雾霾提供可能性。似乎从表面上看,煤制气是排放量低的清洁能源。其实没有那么简单。煤制气得到的天然气属于对煤炭加工后的二次能源,其原料是煤炭,煤制气的过程也是一个高耗能的生产过程,意味着更多的煤炭生产同一单位能源产品。如果从全国范围来看,煤制气没有达到改变以煤炭为主的能源结构目的,也达不到减少排放的目的———因为将生产过程考虑在内,煤制气温室气体和其他污染物排放,比直接使用煤炭要多。

    首先,的确,燃煤发电提供我国接近80%电力消费,因此采用燃气代替燃煤发电是治理雾霾的一个重要措施。但是,煤制气本身是一个高耗能的生产过程,是指通过煤炭与蒸汽、氧气在高温高压下进行反应,这个生产过程需要消耗煤炭,同时排放二氧化碳、氮氧化合物、二氧化硫和粉尘。因此,计算煤制气生命周期的排放量总和,必须将煤制气的生产环节和终端应用环节综合考虑。粗略计算,从度电煤耗角度来看,煤制气发电的度电耗煤约在386-455克标准煤之间,而2011年全国火电行业平均煤耗为329克标准煤,煤制气发电的煤耗比直接使用煤炭高17.3%-38.3%。这意味着从一次能源消耗角度来讲,使用煤制气发电会消耗更多的煤炭。

    其次,在控制污染排放方面显然煤制气没有优势。不仅是发电,将煤制气的应用扩展到交通、烹饪和供暖等领域,煤制气的生命周期碳排放也将比直接使用煤炭高36%-108%。据估算,将煤炭转换成天然气再进行发电,比直接燃煤发电多排放40%-50%二氧化碳,其中煤制气生产环节的二氧化碳占总排放的70%-80%,天然气发电产生的占20%左右,此外还包括在运输环节产生的一些碳排放。此外,煤制气发电的二氧化硫、氮氧化合物和粉尘排放均高于燃煤发电,而这三者是形成雾霾的主要原因。现有技术水平下,煤制气发电的综合能源效率在27%-31.8%之间,而最新的超临界燃煤机组发电效率已经达到40%左右。较低的能源转换效率导致同样的发电量,煤制气需要消耗更多的煤炭,从而可能造成更多的污染物排放。

    再次,煤制气工业对水资源的消耗同样不容忽视。生产煤制气需要消耗大量的水资源。目前通过发改委审批开展前期工作或者已经被核准的煤制气项目,大多集中在新疆、内蒙古和山西等煤炭资源比较丰富的地区,这些地区的水资源往往比较缺乏。新建的煤制气项目会加剧这些地区缺水现状,而水资源供给问题反过来将会对煤制气生产和收益造成负面影响,需要慎重对待。

    总结一下,目前煤制气大规模发展的主要动力来自于雾霾治理的煤改气。但是,将煤炭转换成天然气再进行利用,是一个高耗煤的生产过程,不利于煤炭消费总量控制,其污染排放也要高于直接使用煤炭。尽管煤制气可能采用比燃煤发电更先进的减排技术,但由于煤制气发电的综合能源转换效率较低,其排放也要高于燃煤发电。大规模发展煤制气替代燃煤,实际上只是将污染排放从东部转移到了西部,从整体上增加全国的排放量,也不利于应对气候变化。因此,煤制气应该至多是一个保障天然气供需和治理雾霾的补充手段。除非煤质不适合发电,否则同样是二次能源,在西部发展大型超临界燃煤电站,通过特高压输送到东部,可能更清洁和更有经济性。

来源:《南方都市报》

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