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工业散煤清洁利用是当前治理雾霾的关键
发布时间:2016-04-01 09:18  来源:未知  作者:工业节能与环保研究所

 

   
    不清洁燃煤产生了大量二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物排放,是造成当前雾霾的主要因素之一。据估算,全国雾霾中30%的PM2.5来源于工业不清洁燃煤。2014年,全国煤炭消费总量约41.2亿吨,占一次能源消费总量的66%,其中电煤约19.5亿吨。由于燃煤发电清洁技术水平、排放指标都处于全球先进水平,脱硫机组占比超过90%,减排空间日益缩校而工业用煤消费约20亿吨,多数处于散烧状态,贡献全国烟粉尘排放的49%、二氧化硫排放的50%、氮氧化物排放的27%,污染治理形势十分严峻。工业散煤清洁利用是当前治理雾霾的关键。
一、工业散煤利用方式粗放,污染物排放量大
    工业用煤量大面广,主要利用方式有直接燃烧、传统固定床制水煤气、焦化等,总体上看比较粗放。工业用煤燃烧装置数量众多,包括燃煤锅炉约47万余台、数量众多的工业窑炉、水煤气炉等。与电厂相比,工业散煤配套的除尘、脱硫、脱硝装置较为落后,相当多甚至没有任何污染控制设备。工业燃煤窑炉、燃煤小锅炉排放系数高,再加上我国煤炭灰分、硫份、汞份含量较高并且洗选率低,导致散煤直接燃烧每年产生约1000万吨二氧化硫、600万吨氮氧化物、620万吨烟粉尘排放。
    20亿吨工业用煤中,工业锅炉消耗5亿吨、煤化工转化大约2.2亿吨原煤,剩余约13亿吨为建材、冶金、炼焦等其他工业行业消耗,且多数为散烧状态、利用方式粗放、污染严重。如陶瓷、氧化铝等诸多行业,基本上还大量使用传统的“一段式”、“二段式”固定床水煤气发生炉,保有量众多,仅陶瓷、玻璃、氧化铝三个行业就高达1.1万台左右。传统水煤气炉制气成本低,虽然实现了煤气转化和对天然气的替代,但对煤种要求高、综合转化率低、煤气杂质多,尤其是会直接排放大量的烟粉尘、二氧化硫,以及大量十分难处理的焦油、酚水等,环境污染十分严重。
    近年来,部分省份为应对大气雾霾,强制出台了限制工业用煤、推动天然气使用的政策,但受天然气供应不足及成本制约,工业领域以气代煤政策进展缓慢。鉴于我国“富煤、少气”的资源禀赋特点,煤炭消费在工业领域的主体地位短期仍无法取代。推动工业散煤清洁利用将是治理雾霾的主要手段之一,与推广新能源和天然气使用相比,应成为当前我国更为现实、意义更为显著的雾霾治理的首要选择。
二、清洁煤气化是工业散煤清洁利用的“牛鼻子”
    国内现有的煤气化技术主要走“燃料气”技术路线,主要用于大型合成氨、煤化工等。由于投资巨大、煤质煤种要求高(高热值优质块煤)、环保治理成本高、综合运行成本高等因素,难以满足一般工业企业清洁廉价燃料使用的要求。
    针对国内工业实际需求,近年来国内企业积极投资研发先进清洁高效的散煤气化技术。以广东科达洁能公司为例,其先进清洁煤气化技术已成功在氧化铝、陶瓷、焦化等行业和园区进行了工业化应用,累计供气规模达到2050kNm3/h(折合等热值天然气年供气规模约36亿立方米),取得很好的成效。其突出的技术特点和优势表现在:一是煤质要求低,煤种适应性强。可用低阶煤,尤其是洗选后的碎煤、粉煤以及含杂质较多的泥煤、褐煤等。二是制气成本低。煤气热值范围为1300-2200大卡/立方米,可满足多数工业领域不同工艺和产品对燃料的需求。煤气折合等热值天然气相当于不到2元/立方米,约为天然气价格的50-60%。三是环保效果突出。采取集中脱硫除尘等,粗煤气经除尘、脱硫后清洁程度接近天然气,粉尘含量低于10毫克/立方米、硫化氢低于20毫克/立方米,仅为传统水煤气的1/20和1/15-1/20。由于采用高温气化工艺,制气过程不会产生焦油和酚氰废水,不存在传统水煤气炉酚氰废水排放问题。
    煤清洁气化技术为工业领域8-10亿吨散煤实现清洁利用提供可靠的技术选择。以陶瓷行业为例,全国陶瓷砖生产线3440条,年耗煤量约8000万吨,折合天然气需570亿立方米,而目前绝大多数都使用传统水煤气炉。清洁煤气化技术既解决了天然气成本高、供应不足的问题,又解决了传统工业水煤气炉污染严重的问题,成为陶瓷行业替代传统水煤气炉和天然气最现实的技术选择。
尽管煤清洁气化技术应用前景广阔,但推广也面临不少障碍:一是对煤清洁利用的认识和舆论引导不到位。社会舆论、媒体、政府部门“谈煤必污”,普遍认为燃烧煤炭就造成污染,对不清洁用煤和清洁用煤几乎不予区分。为应对大气雾霾,相关部门强制性出台了限制工业用煤、推动天然气使用的政策。由于供给不足和用气成本显著增加,“煤改气”政策落地进展缓慢;相当多地区在清洁煤气化技术推广问题上,难以抛掉固定观念。二是缺乏对工业洁净煤技术推广的支持政策。新能源、天然气应用成为了环境政策支持的重点方向,中央和地方都出台了财税扶持政策。国家对煤电脱硫脱硝也实施了电价补贴政策,但对工业领域煤炭清洁高效却没有实质性的支持政策。三是生存压力制约工业企业进行技术改造的积极性。传统水煤气炉投资孝没有环境治理成本,制气成本低。相比而言,清洁煤气化成本投资大、环保水平高,每方气则要高出3-5分钱,尽管比使用天然气低一半,但对主要依赖传统水煤气炉的工业企业,则要增加不少成本。尤其是当前工业经济形势下,企业面临很大生存压力,实施技术改造积极性都不高。部分地区虽已明令淘汰传统水煤气炉,但政策执行也不到位,存在“观望”情形。
三、加快先进清洁煤气化技术推广的建议
    清洁煤气化技术已在国内陶瓷、氧化铝等行业成熟应用,还可拓展至金属深加工、焦化、纺织等以及集中供气的工业园区,在当前紧迫的大气污染治理压力下,具有广阔的市场空间和推广应用现实意义。全国工业领域水煤气化炉现存约3万套,如能全部改用清洁煤气化,技术装备市场将达4000-5000亿元,延伸的燃料供应市场将达5000亿元左右;同时可实现年节煤3300万吨,减排酚氰废水3300万吨、二氧化硫300万吨、粉尘200万吨,二氧化硫和粉尘减排量相当于减少全国年排放量的15%左右。
    为加快推广先进清洁煤气化技术,实现工业散煤清洁利用,建议:
    一是强制淘汰传统水煤气炉。制定强制淘汰时间表,分期、分批淘汰在用的传统一段式、二段式水煤气炉,严格禁止陶瓷、玻璃、氧化铝等行业新建和改造项目使用传统水煤气炉。
    二是重点行业全面实施先进清洁煤气化技术改造。尽快制订工业清洁煤气化技术标准,明确能耗、排放应达到的指标。研究出台工业散煤清洁利用财政支持政策,首先从陶瓷、氧化铝、玻璃、菱镁等重点原材料行业开始,制定清洁煤气化技术推广计划,实施技术改造,全面组织在行业推广;在金属深加工、造纸、纺织印染等行业,积极组织技术应用试点示范,在此基础上加快实施技术改造,组织推广应用。
    三是采取PPP模式推广工业园区集中清洁制气。建议设立国家工业散煤清洁利用基金,中央财政投入引导资金,以强化政策支持和引导。在陶瓷、玻璃等集聚发展的园区,如广东、福建等地陶瓷园区,河北、山东、等地玻璃园区,运用PPP模式积极推广先进清洁煤气化技术,由清洁煤气化技术方、地方(园区)政府、用气企业(其他社会资本)各投资1/3,共同建设工业园区燃煤清洁制气系统,实施园区清洁廉价燃料集中供应。工业园区建立地方政府、供气企业、用气企业等共同协商的清洁煤气定价管理机制,以确保投资方和用气企业的利益。
 
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