【能源院士論壇】清潔發(fā)展的術(shù)與道

大氣網(wǎng)訊:清潔發(fā)展的術(shù)與道

——訪澳大利亞國家工程院外籍院士、國家千人計(jì)劃聯(lián)誼會(huì)副會(huì)長、南方科技大學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)院院長劉科

煤炭：要控總量更要控排放

《能源評(píng)論》：剛?cè)牍┡?，北京就發(fā)生了兩輪比較嚴(yán)重的霧霾。有人認(rèn)為，提高用能產(chǎn)品能效，是控制霧霾的關(guān)鍵。您對(duì)此如何評(píng)價(jià)？

劉科：提高能源效率就可以解決污染問題，這句話只對(duì)了一半。提高能源效率非常重要，但人們往往存在著一個(gè)誤區(qū)，認(rèn)為提高能源的效率，就能減少PM2.5的排量。從鍋爐、內(nèi)燃機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)明之日起，人類花了近百年的時(shí)間，巨資投入到提高能源燃燒效率的技術(shù)研發(fā)上，但結(jié)果是能源效率不斷提高，污染卻越來越嚴(yán)重。因此，提高能源效率非常重要，但僅僅靠提高能源利用率，而不控制排放總量是無法控制污染增長的。

《能源評(píng)論》：近兩年來，煤炭消費(fèi)量出現(xiàn)了連續(xù)反彈，您認(rèn)為目前在推進(jìn)煤炭消費(fèi)總量控制方面，還有哪些可以完善的地方？

劉科：實(shí)際上，煤炭消費(fèi)總量控制概念需要適當(dāng)修正一下。因?yàn)橄M(fèi)總量的概念不是很嚴(yán)謹(jǐn)，應(yīng)該用排放總量來衡量。因?yàn)橹袊拿禾壳Р钊f別，含灰量從百分之幾到40%，含水量從10%到40%，含硫量也差別很大；如果只是按照每個(gè)地方的消費(fèi)多少噸煤炭來統(tǒng)計(jì)，按照重量單位來計(jì)算的話，非常不嚴(yán)謹(jǐn)，差別會(huì)非常大。今后我們應(yīng)該統(tǒng)一按標(biāo)準(zhǔn)，要么按熱量來算，其實(shí)最好是按排放總量來計(jì)算。

《能源評(píng)論》：在不少人看來，目前煤控工作還承擔(dān)了溫室氣體減排的重?fù)?dān)。

劉科：我們要明白一個(gè)概念，溫室氣體和污染物是兩個(gè)概念，二氧化碳是一個(gè)長期的問題，需要幾代人努力去解決。當(dāng)我們還生活在霧霾下的時(shí)候，當(dāng)務(wù)之急是要考慮污染物的排放，溫室氣體排放很重要，但是要有一個(gè)客觀的現(xiàn)實(shí)的短期、中期、長期戰(zhàn)略考量。在國民經(jīng)濟(jì)不受重大影響，老百姓最基本的取暖做飯洗澡等需求能滿足的前提下，可以控制環(huán)境污染的時(shí)候逐漸做到低碳，而如何平衡其中的關(guān)系，是要研究的。

《能源評(píng)論》：那您怎么看待清潔供暖的“宜氣則氣、宜電則電、宜清潔煤則清潔”煤的原則與霧霾治理的關(guān)系？

劉科：這一政策是正確的，但一方面講宜氣則氣，宜潔凈煤則潔凈煤，同時(shí)又嚴(yán)格控制煤炭總量往往會(huì)產(chǎn)生矛盾，因?yàn)橐坏┛刂瓶偭?，往往是弱?shì)群體先用不上煤，就可能產(chǎn)生像去年冬天那種因氣荒造成的部分老百姓無法取暖的問題。今年冬天也有地方不讓農(nóng)民燒煤取暖只發(fā)電褥子的案例。解決這一問題最核心的是能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，但是能源結(jié)構(gòu)調(diào)整是一個(gè)緩慢的過程。這意味著，我們的能源結(jié)構(gòu)一定要改，但是現(xiàn)階段短期之內(nèi)急速改也不現(xiàn)實(shí)。大家都非常想用天然氣，但從熱值角度來看，中國去年全年消費(fèi)的2300億方天然氣還不到3億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值，占比終歸有限，同時(shí)，去年實(shí)行“煤改氣”帶來的一個(gè)副作用就是中國天然氣價(jià)格是美國的6倍。

因此我們要學(xué)會(huì)抓住關(guān)鍵問題。從排放源角度判斷，霧霾的成因主要有三個(gè)，即散煤、柴油和化肥。散煤是主要原因，尤其在供暖季。散煤一般是直接燃燒以后直接排放、不經(jīng)過任何處理。中國每年有7.5億噸左右的散煤消費(fèi)量，燒1噸散煤相當(dāng)于大電廠燒幾十噸煤炭的污染，治理霧霾還是要將散煤污染處理好了才行。

《能源評(píng)論》：同樣是煤炭，散煤與電煤在污染程度上的差別是什么？

劉科：原油如果不拿去煉直接燒，比煤炭要臟1很多倍。正是因?yàn)槿澜绨l(fā)展了煉油工業(yè)，石油含硫量等污染物才越來越低，變得越來越干凈，今天汽車才能如此普及。因此不要去抱怨煤炭，是人們利用煤炭的方式錯(cuò)了，不能挖出什么煤炭就直接燒掉，還要考慮后處理的問題。

實(shí)際上，這更多是成本因素決定的，只要肯花大錢，燃煤電廠可以比天然氣電廠還干凈，這些超低排放的脫硫、脫硝、除粉塵的技術(shù)都是現(xiàn)成的，關(guān)鍵看是否值得用這么大代價(jià)去追求從95%脫除到99%甚至更高。目前的問題是無人投資能解決真正的霧霾元兇——中小鍋爐散燒煤排放控制的“煉煤”技術(shù)，但不少大電廠花大錢改造升級(jí)，要達(dá)到超低排放。一方面，100%排放的散煤燃燒國家投資不夠，一方面，已經(jīng)裝了脫硫脫硝靜電除塵的大電廠追求錦上添花，花大錢搞超低排放，這樣錢花了不少，但霧霾治理效果不明顯，因?yàn)殪F霾的真正元兇是散燒煤，而不是已安裝脫硫脫硝除塵設(shè)施的大電廠，盡管大電廠從普通的脫硫脫硝升級(jí)到超低排放也可以減少一些排放，但這屬于錦上添花，而雪中送炭的散煤治理，國家投入不夠。

《能源評(píng)論》：該如何實(shí)現(xiàn)散煤應(yīng)用的清潔化？

劉科：通過煤炭分級(jí)利用技術(shù)、微礦分離裝置，可把煤中的可燃物及含污染物的礦物質(zhì)在燃燒前分離出去，一方面生產(chǎn)出高熱值的清潔類液體燃料和土壤改良劑及微礦復(fù)合肥原料。我們又開發(fā)了超凈的類液體燃料循環(huán)流化床鍋爐：因?yàn)轭愐后w燃料中有少量的水，燃燒時(shí)可嚴(yán)格控制鍋爐內(nèi)所有區(qū)域的溫度在800~880℃; 這樣燃燒溫度不超過880℃，就幾乎不產(chǎn)生氮氧化物；我們?cè)陬愐后w燃料中又加入一些脫硫劑，做到爐內(nèi)脫硫。這樣尾氣里氮氧化物、硫氧化物都很低；只是還有一些粉塵；但目前布袋除塵及電除塵技術(shù)很成熟也很便宜。這樣我們的尾氣比天然氣鍋爐還要干凈很多，但每百萬大卡的成本不到天然氣的一半。我們定期讓水泥車去收集布袋除塵器里的灰分，去做水泥廠的原料。類液體燃料用罐車輸送，運(yùn)輸過程中也無粉塵排放。整個(gè)系統(tǒng)比天然氣更干凈，更安全，而且成本遠(yuǎn)低于天然氣。但這種潔凈煤技術(shù)因控煤，無法推廣，使霧霾問題遲遲不能解決。

通過進(jìn)一步研發(fā)，微礦分離技術(shù)可生產(chǎn)超凈的類液體，除用于水煤漿鍋爐外，還可用于氣化爐等，同時(shí)生產(chǎn)與油（醇）混合的類液體燃料用于柴油機(jī)、輪船、軍艦、坦克等。同時(shí)，副產(chǎn)土壤改良劑及微礦復(fù)合肥，這種肥料是一種天然礦源土壤改良劑，可取代化肥。經(jīng)試驗(yàn)，用該種肥料種植蔬菜水果，每畝產(chǎn)量平均提升大于50%，施肥成本下降50%，食品中的微量元素、礦物質(zhì)含量可提升大于200%。

可再生能源：不靠補(bǔ)貼靠市場(chǎng)

《能源評(píng)論》:在整個(gè)能源系統(tǒng)里面，煤炭比重逐漸下降，可再生能源占比會(huì)越來越高將會(huì)成為趨勢(shì)，我們應(yīng)該怎么樣更好發(fā)揮可再生能源的作用？

劉科：可再生能源的空間很大，但是能源工業(yè)跟別的領(lǐng)域不一樣，它從應(yīng)用到發(fā)展成熟的時(shí)間周期很長，在技術(shù)沒有成熟的時(shí)候不宜人為推動(dòng)急速發(fā)展。比如，我們一方面新建了大量的風(fēng)能、太陽能裝機(jī)，另一方面還存在較大的棄風(fēng)棄光棄水問題。核能現(xiàn)在最大的問題就是成本與核廢料問題。一個(gè)百萬千瓦級(jí)的核電站建設(shè)成本需要的財(cái)務(wù)費(fèi)用完全靠賣電覆蓋需要很長時(shí)間。

所以我們要大力進(jìn)行研發(fā)，但由于技術(shù)突破是不可預(yù)測(cè)的，所以也不能過度盲目地大力發(fā)展可再生能源。畢竟，我們現(xiàn)在火電廠裝機(jī)規(guī)模突破11億千瓦，但平均發(fā)電利用小時(shí)只有4000小時(shí)左右，是對(duì)資源和資本的巨大浪費(fèi)。

《能源評(píng)論》：隨著可再生能源的規(guī)?；l(fā)展，業(yè)界對(duì)儲(chǔ)能寄予厚望，目前的問題是否因配套的儲(chǔ)能技術(shù)尚不成熟所致？

劉科：當(dāng)然很重要的一點(diǎn)就是儲(chǔ)能技術(shù)，但對(duì)儲(chǔ)能我覺得要謹(jǐn)慎樂觀。一個(gè)不得不承認(rèn)的現(xiàn)實(shí)是，儲(chǔ)能技術(shù)研發(fā)近100年來一直沒有革命性突破，今天最便宜的大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)還是抽水蓄能技術(shù)。在我看來，電池儲(chǔ)能可能是一個(gè)需要謹(jǐn)慎探討的概念，因?yàn)槟壳叭祟愒谶@方面的研究投入了上百億甚至上千億，仍然沒有革命性的突破。

《能源評(píng)論》:那您認(rèn)為可再生能源技術(shù)的創(chuàng)新點(diǎn)應(yīng)該在哪里？產(chǎn)業(yè)界和相關(guān)部門應(yīng)該如何尋找突破口？

劉科：能源產(chǎn)業(yè)將來肯定是復(fù)合型的業(yè)態(tài)，因?yàn)槟茉葱袠I(yè)涉及領(lǐng)域太廣泛、體量巨大，任何一種能源都不可能主導(dǎo)，所以每一種技術(shù)的研發(fā)都應(yīng)該加強(qiáng)。對(duì)于政策導(dǎo)向，我的觀點(diǎn)是，在革命性顛覆性技術(shù)沒有產(chǎn)生之前，政府不要過度地去補(bǔ)貼產(chǎn)業(yè)，應(yīng)該花錢在技術(shù)研發(fā)上。一個(gè)教訓(xùn)就是，2005年美國通用公司投資28億美元研發(fā)630兆瓦的零污染火電廠，但2010年頁巖氣革命突然到來，不僅讓美國天然氣從17美元降至1.5美元，也讓這一項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性大打折扣。

技術(shù)的革命性突破，在沒有發(fā)生前很難預(yù)測(cè)。所以今天千萬不要打保票說這個(gè)技術(shù)肯定好，我就推出產(chǎn)業(yè)補(bǔ)貼政策，希望它能大發(fā)展、大突破。政府的錢應(yīng)該更多花到各種技術(shù)的研發(fā)上，等革命性的技術(shù)突破發(fā)生以后，再去決定產(chǎn)業(yè)政策。

《能源評(píng)論》:如果沒有產(chǎn)業(yè)政策的扶持，相關(guān)部門應(yīng)該如何發(fā)揮引導(dǎo)作用？

劉科：不要去預(yù)測(cè)重大的發(fā)明、革命性技術(shù)出現(xiàn)的時(shí)間，它有可能是下個(gè)月，有可能是明年，甚至10年以后，或許只有它出現(xiàn)了你才知道。因此，政府千萬不要直接去選擇技術(shù)，永遠(yuǎn)不要迷信具體哪一個(gè)技術(shù)，然后去拼命補(bǔ)貼產(chǎn)業(yè)，尤其是在看不清的時(shí)候，帶來過剩產(chǎn)能的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)很大。相關(guān)部門應(yīng)該是通過立法和標(biāo)準(zhǔn)去引導(dǎo)，保證市場(chǎng)公平的競(jìng)爭(zhēng)和市場(chǎng)的選擇權(quán)，讓市場(chǎng)去選擇技術(shù)。

具體到散煤領(lǐng)域，國家可以制定強(qiáng)制性的行業(yè)規(guī)范，限定中小鍋爐硫氧化物、氮氧化物的排放標(biāo)準(zhǔn)，由此潔凈煤的市場(chǎng)價(jià)格就會(huì)上去，煤炭生產(chǎn)企業(yè)就會(huì)自覺采用新技術(shù)進(jìn)行煤炭清潔化生產(chǎn)。環(huán)保只管排放，誰排放不達(dá)標(biāo)，重罰誰；但不要限定一定能用什么燃料或不能用什么燃料。如果煤炭可以比天氣熱更干凈，又便宜，為何要限煤而強(qiáng)迫大家用氣呢？

通過煤炭分級(jí)利用技術(shù)、微礦分離技術(shù)，可把煤中的可燃物及含污染物的礦物質(zhì)分離開，生產(chǎn)出高熱值的清潔的類液體燃料土壤改良劑和微礦復(fù)合肥原料。

政府能做的就是通過立法和排放標(biāo)準(zhǔn)去引導(dǎo)，保證市場(chǎng)公平競(jìng)爭(zhēng)和市場(chǎng)的選擇權(quán)，讓市場(chǎng)去選擇技術(shù)和用什么燃料或原料。

原標(biāo)題:【能源院士論壇】清潔發(fā)展的術(shù)與道