近年來(lái)，我國(guó)清潔能源的投入和利用取得了非常明顯的成績(jī)，尤其在煤層氣、煤炭乏風(fēng)、低溫余熱、低熱值煤等煤系附產(chǎn)品、廢棄物的低碳清潔利用方面占據(jù)了技術(shù)前沿。
與此同時(shí)，《瞭望》新聞周刊記者調(diào)研中也發(fā)現(xiàn)，我國(guó)清潔能源利用的科技整體水平仍然與發(fā)達(dá)國(guó)家差距甚大，主要體現(xiàn)在核心技術(shù)面臨“最后一米”的困局，造成清潔能源利用的嚴(yán)重浪費(fèi)。
四大浪費(fèi)現(xiàn)象
現(xiàn)象一：煤層氣利用率低。
“煤層氣俗稱‘瓦斯’，主要成分是甲烷，其溫室氣體效應(yīng)是二氧化碳的21倍。”晉煤集團(tuán)藍(lán)焰煤層氣公司總經(jīng)理田永東向本刊記者介紹說(shuō)，“煤層氣也是高效清潔能源。1立方米純煤層氣熱值相當(dāng)于1.22千克標(biāo)準(zhǔn)煤、1.13千克汽油，而且燃燒潔凈。”但由于管網(wǎng)建設(shè)滯后，下游市場(chǎng)不完善，煤礦瓦斯抽采項(xiàng)目規(guī)模小、利用設(shè)施不健全，大量煤層氣被燒掉或直接排放。
2010年，全國(guó)煤礦煤層氣利用率僅為30.7%。我國(guó)煤層氣儲(chǔ)量約36萬(wàn)億立方米，居世界第三。雖然煤層氣抽采利用近年來(lái)發(fā)展快速，但現(xiàn)實(shí)與目標(biāo)仍有漫長(zhǎng)距離。根據(jù)全國(guó)《煤層氣(煤礦瓦斯)開(kāi)發(fā)利用“十二五”規(guī)劃》目標(biāo)，2015年全國(guó)要實(shí)現(xiàn)300億立方米的煤層氣產(chǎn)量。2013年，全國(guó)煤層氣抽采量156億立方米，利用66億立方米。在兩年內(nèi)要實(shí)現(xiàn)翻番，任務(wù)艱巨。
現(xiàn)象二：煤礦乏風(fēng)排空。
“乏風(fēng)”又稱“煤礦風(fēng)排瓦斯”，指礦井通風(fēng)系統(tǒng)排出的甲烷濃度低于0.75%的瓦斯。一般來(lái)說(shuō)，甲烷濃度在30%以上的瓦斯可液化為甲醇，10%--20%的可用于內(nèi)燃機(jī)組發(fā)電，但10%以下的低濃度瓦斯以及煤礦乏風(fēng)由于技術(shù)問(wèn)題，二者的利用一度成為世界性難題，長(zhǎng)期以來(lái)被排放到空中，造成巨大的溫室氣體污染。
乏風(fēng)雖然濃度極低，但總量巨大。有數(shù)據(jù)顯示，乏風(fēng)所含甲烷約占我國(guó)煤礦瓦斯甲烷總量的81%，我國(guó)每年排放量超過(guò)100億立方米，其溫室氣體效應(yīng)約為2億噸二氧化碳當(dāng)量。
現(xiàn)象三：焦?fàn)t煤氣“點(diǎn)天燈”。
我國(guó)是全球最大的焦炭產(chǎn)地。去年焦炭產(chǎn)量近4.8億噸。每煉1噸焦炭可產(chǎn)生400立方米焦?fàn)t煤氣。長(zhǎng)期以來(lái)，焦?fàn)t煤氣被大量排空燃燒，俗稱“點(diǎn)天燈”。山西焦炭年產(chǎn)量占全國(guó)的五分之一。最多時(shí)全省有2000多盞“天燈”，每年白白燒掉焦?fàn)t煤氣上百億立方米。山西一位焦化行業(yè)專家說(shuō)，山西焦化[-1.90%資金研報(bào)]行業(yè)整體水平在全國(guó)是最高的。由此看出，全國(guó)焦化行業(yè)焦?fàn)t煤氣的浪費(fèi)是驚人的。
現(xiàn)象四：工業(yè)中低溫余熱回收率極低。
電廠冷卻塔、鋼廠軋鋼水、化工廠冷卻水等，有一半是中低溫?zé)嵩?，?00℃以下的煙道氣和100℃以下的水、乏汽。由于缺乏利用技術(shù)和設(shè)備，這部分熱源無(wú)法回收利用，長(zhǎng)期被排放，既浪費(fèi)能源又污染環(huán)境。我國(guó)單位GDP能耗是世界平均水平的2倍多，甚至是一些發(fā)達(dá)國(guó)家的3--4倍，工業(yè)余熱利用率低是一個(gè)重要因素。
科技手段消除浪費(fèi)
“隨著乏風(fēng)氧化發(fā)電技術(shù)的逐漸成熟和推廣，全國(guó)上百億立方米煤礦乏風(fēng)可實(shí)現(xiàn)回收利用，變廢為寶。”接受本刊記者采訪中，山西潞安集團(tuán)瓦斯研究院副院長(zhǎng)賈劍說(shuō)。
據(jù)了解，全球規(guī)模最大的煤礦乏風(fēng)利用項(xiàng)目即將在山西潞安集團(tuán)高河煤礦建成投產(chǎn)。這些項(xiàng)目投產(chǎn)后每小時(shí)可處理利用乏風(fēng)108萬(wàn)立方米。賈劍介紹，這項(xiàng)技術(shù)的主要原理是將10%左右的低濃度瓦斯和0.75%左右的乏風(fēng)摻混后，在950℃的高溫下發(fā)生氧化，將瓦斯中的甲烷分解為二氧化碳和水，減輕其溫室效應(yīng)，同時(shí)利用高溫高壓蒸汽發(fā)電。這個(gè)項(xiàng)目裝機(jī)容量可達(dá)30兆瓦，可摧毀乏風(fēng)中99%的甲烷，每年減少140萬(wàn)噸二氧化碳溫室氣體，輸出2億千瓦時(shí)清潔電能。本文來(lái)源：瞭望觀察網(wǎng)
在高河項(xiàng)目的示范帶動(dòng)下，山西多家煤礦集團(tuán)將以BOT方式發(fā)展乏風(fēng)氧化發(fā)電項(xiàng)目，共涉及13個(gè)煤礦，設(shè)計(jì)總裝機(jī)容量34萬(wàn)千瓦，每年碳減排量可達(dá)1580萬(wàn)噸。
被浪費(fèi)的清潔能源回收利用顯現(xiàn)出巨大商機(jī)，低端、粗放的利用方式正在得以改善。全國(guó)最大焦炭生產(chǎn)基地山西率先整合焦化行業(yè)，經(jīng)過(guò)兩年的努力，企業(yè)數(shù)量縮減64%，企業(yè)戶均產(chǎn)能提升近2倍。全省焦化企業(yè)基本告別“點(diǎn)天燈”。焦?fàn)t煤氣回收利用不僅減輕了空氣污染，還為企業(yè)產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
隨著國(guó)家煤層氣開(kāi)發(fā)政策的刺激，我國(guó)煤層氣抽采利用自主技術(shù)研發(fā)水平持續(xù)提升。晉煤集團(tuán)黨委副書(shū)記張虎龍向本刊記者介紹，“目前晉煤集團(tuán)擁有100多項(xiàng)世界級(jí)煤層氣開(kāi)發(fā)利用核心技術(shù)，擁有煤層氣方面國(guó)家專利和發(fā)明專利120多項(xiàng)，承擔(dān)制定的2項(xiàng)煤層氣利用標(biāo)準(zhǔn)已被認(rèn)定為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。”
晉煤集團(tuán)早些年曾與美國(guó)公司合作，但遭遇半道撤資，轉(zhuǎn)而聯(lián)合國(guó)內(nèi)科研院校進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，先后建立了我國(guó)首個(gè)煤層氣開(kāi)發(fā)工程產(chǎn)學(xué)研基地，成立了山西省煤層氣工程研發(fā)中心，設(shè)立了“山西省煤與煤層氣共采產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟”，與山西省科技廳發(fā)起設(shè)立“煤層氣聯(lián)合研究基金”。經(jīng)過(guò)幾年發(fā)展，晉煤集團(tuán)占據(jù)了國(guó)內(nèi)煤層氣開(kāi)采技術(shù)前沿。
依托技術(shù)優(yōu)勢(shì)，山西晉煤集團(tuán)建成我國(guó)最大的煤層氣抽采利用基地。企業(yè)構(gòu)建了從煤層氣勘探、抽采、管輸，到壓縮、液化、槽車運(yùn)輸直至利用的完整產(chǎn)業(yè)鏈，煤層氣銷往全國(guó)7個(gè)省20多個(gè)地市，供應(yīng)燃?xì)馄?萬(wàn)多臺(tái)、民用100余萬(wàn)戶、工業(yè)用氣100萬(wàn)立方米/天。
近五年，晉煤集團(tuán)煤層氣利用量達(dá)60多億立方米，相當(dāng)于減排二氧化碳9000多萬(wàn)噸。作為國(guó)內(nèi)煤企中首家引入清潔發(fā)展機(jī)制(CDM)的企業(yè)，晉煤集團(tuán)獲得碳減排收益5億多元。晉煤集團(tuán)正在推進(jìn)的“百億立方米煤層氣抽采利用項(xiàng)目”投運(yùn)達(dá)產(chǎn)后，每年相當(dāng)于節(jié)約1220萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤或者8.3萬(wàn)噸汽油。
工業(yè)低溫余熱自主利用技術(shù)也有了突破性進(jìn)展。山西易通集團(tuán)和天津大學(xué)自主研發(fā)的低溫余熱發(fā)電機(jī)組，通過(guò)提升熱電轉(zhuǎn)化介質(zhì)的性能，將余熱發(fā)電最低溫度降至60℃，目前，美國(guó)、法國(guó)等國(guó)余熱發(fā)電技術(shù)的最低溫度為80℃。這項(xiàng)技術(shù)填補(bǔ)了我國(guó)在該領(lǐng)域中的技術(shù)空白。
天津大學(xué)熱能學(xué)科帶頭人、博士生導(dǎo)師張于峰告訴本刊記者，“低溫余熱用來(lái)發(fā)電，可為企業(yè)節(jié)約成本，在帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也是降低綜合能耗、解決環(huán)境熱污染的重要途徑。”
“撬動(dòng)”市場(chǎng)治理力量
“市場(chǎng)需求與科技進(jìn)步相輔相成。市場(chǎng)會(huì)刺激相關(guān)科技的進(jìn)步。但市場(chǎng)需要國(guó)家政策來(lái)創(chuàng)建。”山西易通集團(tuán)公司董事長(zhǎng)趙保明向本刊記者說(shuō)。
趙保明介紹，在實(shí)際操作中，余熱發(fā)電并網(wǎng)難的問(wèn)題仍然突出，主要表現(xiàn)在并網(wǎng)發(fā)電辦理手續(xù)繁瑣，審批時(shí)間長(zhǎng)，一些地方收取“上網(wǎng)費(fèi)、并網(wǎng)費(fèi)或管理費(fèi)”等不合理費(fèi)用;發(fā)電機(jī)組參與調(diào)峰，往往不能滿負(fù)荷運(yùn)行，影響運(yùn)行效率。
