1 大型坑口熱-電聯(lián)產(chǎn)電站是我國能源可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略
21世紀(jì)前20年中國的能源結(jié)構(gòu)將是多種能源的組合：可再生能源(水能、風(fēng)能、生物質(zhì)
能、太陽能等)將加速發(fā)展，但份額（水電除外）不會很大；核能（裂變）樂觀估計(jì)不超過5
%，爭議較大；工業(yè)和民用液體、氣體燃料將有相當(dāng)一部分來自煤的轉(zhuǎn)化；仍有相當(dāng)一部分
化工原料來源于煤。因此，盡管能源需求不斷增長，對能源質(zhì)量的要求越來越高，但
根據(jù)中國的國情，煤炭在能源結(jié)構(gòu)中仍占主導(dǎo)地位。
煤炭與石油一樣，都是污染性能源，只是由于國家和石油行業(yè)歷來重視原油的煉制和提
純，成為比較潔凈的燃料。而煤炭行業(yè)在原煤加工方面重視不夠，而成為不潔凈燃料我國2003年的SO2排放量2120萬t居世界第1位，CO2排放量9億t碳以上，僅次于美國居世界第2位，NOx排放量也超過了2000萬t。而我國的SO2和NOx的環(huán)境容量卻只有1620萬t和1880萬t。中國的大氣污染屬煤煙型污染，中國工程院2001年《先進(jìn)能源技術(shù)咨詢研究報告》的數(shù)據(jù)表明：我國SO2、CO2排放量的85％，煙塵的70％和NOx的60％均來自燃煤。大氣污染造成的經(jīng)濟(jì)損失占我國GDP的3％～7％。
未來20年我國不僅將遭遇十分嚴(yán)重的能源“瓶頸”，而且還將面臨因煤炭非潔凈利用而
造成的嚴(yán)重環(huán)境污染，形成對我國可持續(xù)發(fā)展的重大威脅。突破“瓶頸”，解決矛盾的出路
之一是實(shí)施具有中國特色的大型坑口熱-電聯(lián)產(chǎn)戰(zhàn)略。
2 采用高效的兩段干法選煤技術(shù)建設(shè)大型坑口熱-電聯(lián)產(chǎn)電站
建設(shè)具有中國特色的大型坑口熱-電聯(lián)產(chǎn)電站將是煤炭資源生產(chǎn)和消費(fèi)最優(yōu)化配置的選
擇。煤炭不需遠(yuǎn)距離輸送，在坑口采用高效的兩段干法選煤技術(shù)就地把煤炭加工成低灰、
低硫、高熱值的煤粉供鍋爐燃燒，高壓發(fā)電輸送，就可達(dá)到高效率、低污染、低成本的目的，同時將潔凈能源輸送給用戶，而礦區(qū)不受污染。2002年美國發(fā)電煤耗占煤炭消費(fèi)的91.83%，灰分＜8%，2003年我國為53.51%，平均灰分為28%。我國發(fā)電廠大多遠(yuǎn)離煤礦，供應(yīng)電廠的煤炭是不經(jīng)加工的原煤，需經(jīng)長距離輸送，增加了沉重的運(yùn)力和運(yùn)費(fèi)。
2003年底我國發(fā)電裝機(jī)容量3.91億kW，人均僅0.3kW, 火電裝機(jī)容量2.90億kW，占總量的74.2%。我國2003年全年發(fā)電量為19052.08億kWh, 火電占82.88%。至2020年我國必須新增5億kW以上的發(fā)電裝機(jī)容量才能滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平提高的需要，電力總裝機(jī)容量達(dá)9億kW，人均達(dá)0.6kW。我國發(fā)電裝機(jī)容量中有70%以上是煤電，新增煤電裝機(jī)容量至少需3.5億kW。2020年我國將有70%以上煤炭產(chǎn)量供給火力發(fā)電，即大于15億t煤炭。
2.1 燃前煤炭加工，是控制煤煙型大氣污染的關(guān)鍵
我國煤質(zhì)存在著灰分高、硫分低（我國煤炭以低硫?yàn)橹�，但在我國西南、中南地區(qū)和華
北華東少數(shù)煤礦或煤層的煤炭含硫高）、可選性差的特點(diǎn)。2003年原煤入選比例約30%，而
動力煤約14%，發(fā)達(dá)國家原煤入選比例為60%～100%。全國動力煤的平均灰分在25%～27%，
硫分在0.95%～1.0%。我國中高硫煤和高硫煤(硫分大于2%)中黃鐵礦硫一般占60%～70%。脫
除黃鐵礦硫采用選煤方法是當(dāng)前世界公認(rèn)的最經(jīng)濟(jì)有效的技術(shù)措施。為此，抓好潔凈煤技術(shù)
的源頭治理燃前煤炭加工，是控制煤煙型大氣污染的關(guān)鍵，而具有中國特色的大型坑口
熱-電聯(lián)產(chǎn)戰(zhàn)略是煤炭資源生產(chǎn)和消費(fèi)配置最優(yōu)化、最經(jīng)濟(jì)、最清潔能源的選擇。
具有中國特色的大型坑口熱-電聯(lián)產(chǎn)戰(zhàn)略的重要組成部分是用高新技術(shù)改造和提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。即：高效安全采煤→高效干法選煤→粉碎煤炭＜74μm（煤粉電廠必備環(huán)節(jié)） →摩擦電選→燃燒→熱電聯(lián)產(chǎn)。
2.1.1 干法選煤
坑口電站采用干法選煤，不需用水，能節(jié)省水資源，又不需選后復(fù)雜龐大的脫水和煤泥水處理系統(tǒng)。在我國塊煤（50～6mm）干法選煤技術(shù)有2種：復(fù)合式干法選煤技術(shù)適用于排矸和易選煤的分選；空氣重介質(zhì)流化床干法選煤技術(shù)適用于分選各種煤種，分選密度寬( 1.3～2.2g/cm3)，分選精度高(Ep= 0.05g/cm3左右)。 微粉煤干法分選技術(shù)：摩擦靜電分選技術(shù)是基于煤炭經(jīng)粉碎粒度小于200目后，有機(jī)質(zhì)（凈煤）和無機(jī)質(zhì)（礦物質(zhì)）彼此基本解離，并在高速氣流作用下粒子之間和粒子與摩擦器器壁之間互相碰撞摩擦分別帶有異性充分電荷，凈煤帶正電荷和礦物質(zhì)帶負(fù)電荷，通過高壓靜電分選機(jī)的精確分選可生產(chǎn)出低灰、低硫、高熱值燃料，供電廠鍋爐燃燒或煉鐵高爐噴吹以及生產(chǎn)超低灰原料煤供制備優(yōu)質(zhì)活性炭等煤基炭素材料。
摩擦電選的精煤質(zhì)量可根據(jù)入選煤性質(zhì)和電站鍋爐的需求進(jìn)行調(diào)整；技術(shù)上可達(dá)到
：灰分≤8%，硫分≤0.5%，精煤回收率80%以上，尾煤灰分高可以就地利用，符合國家污染
物排放總量控制的要求；該技術(shù)適合新廠建設(shè)和老廠改造；若入選煤中含有機(jī)硫高（So
，d≥1%）時，則可配合采用循環(huán)流化床燃燒或煙氣脫硫裝置處理。
2.1.2 燃前脫硫
坑口電站采用燃前煤炭加工兩段高效干法選煤技術(shù)是深度脫硫降灰的最經(jīng)濟(jì)有效的方
法，是在國家發(fā)改委、科技部、國家基金委以及煤礦企業(yè)的支持、資助和合作下，由中國礦
業(yè)大學(xué)自行研究開發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高新技術(shù)，完全適合中國的國情。現(xiàn)在燃燒中固
硫添加劑的加入會影響燃煤的熱值，增加煤耗，在高溫下易于分解為SO2，燃燒后煙氣脫硫工藝的基建投資和運(yùn)行成本費(fèi)用高。根據(jù)我國近期新建的60萬kW廣東省黃浦電廠采用濕法石灰石－石膏煙氣脫硫工藝，將于2005年投產(chǎn)，每年削減SO2排放量16770t，預(yù)計(jì)投資2.97億元，脫除1tSO2預(yù)計(jì)投資費(fèi)為17710元，產(chǎn)生的次石膏造成2次環(huán)境污染，而采用兩段高效干法選煤工藝脫除1tＳＯ２基建投資費(fèi)僅1200元，約相當(dāng)煙氣脫硫工藝的1/15。煤炭經(jīng)分選加工后可以脫除大量的灰分，一般情況下煤的灰分或水分每降低1%，其燃煤低位發(fā)熱量增加約0.37MJ/kg,而燃煤低位發(fā)熱量增加1MJ/kg,發(fā)電煤耗約降低2
0g/kWh,廠用電率下降0.5%，如按優(yōu)質(zhì)動力煤（灰分為15%）供給電廠，則將現(xiàn)有全國電煤灰分28%降至15%，燃煤低位發(fā)熱量增加約4.81MJ/kg，發(fā)電煤耗將節(jié)省96.2克/kWh。至2020年，大型坑口電站采用燃前高效兩段干法選煤工藝，全年可節(jié)省煤炭3.44億t，節(jié)能效率十分明顯，尾煤灰分將達(dá)到80%左右，可以作建筑材料、礦井充填、筑路等用途 。因此，電力企業(yè)的經(jīng)營者要改變用劣質(zhì)煤發(fā)電的觀念，采用優(yōu)質(zhì)燃料煤燃燒發(fā)電，其效益十分可觀。
2.2 電站燃用潔凈煤的優(yōu)點(diǎn)
2.2.1 效益好
(1) 電站燃用潔凈煤有如下經(jīng)濟(jì)效益和社會效益：減少燃料消耗；降低煙氣中的飛灰濃度，提高鍋爐運(yùn)營經(jīng)濟(jì)和安全性；減少SO2排放量；減少有毒痕量元素的排放；減少制粉系統(tǒng)的磨煤電耗。
(2) 應(yīng)用潔凈煤對電站運(yùn)營的優(yōu)越性：煤質(zhì)改善對電站生產(chǎn)能力、開工率與效率均有提高。降低了設(shè)備的磨損和煙氣凈化能力的要求，降低發(fā)電成本。原料煤灰分降低1%，電站總開工率提高1.2%。煤礦企業(yè)生產(chǎn)低灰低硫高熱值精煤，按質(zhì)論價，售價較高，煤礦也能得到較好的經(jīng)濟(jì)效益。
2.2.2 大型坑口熱-電聯(lián)產(chǎn)是實(shí)現(xiàn)“西電東送”的最優(yōu)選擇
實(shí)現(xiàn)“西電東送”是我國能源建設(shè)的重大決策，而建立具有中國特色的大型坑口熱-電
聯(lián)產(chǎn)電站可以煤電聯(lián)營、綜合開發(fā)、規(guī)模經(jīng)營、優(yōu)勢互補(bǔ)，是實(shí)現(xiàn)“西電東送”的最優(yōu)選擇
。西部地區(qū)煤炭資源豐富，是我國能源供應(yīng)的基地，但水資源短缺，嚴(yán)重制約了西部地區(qū)工業(yè)的發(fā)展，因此在規(guī)劃西部煤炭資源合理加工和利用時，必須解決好這對矛盾。發(fā)展節(jié)水煤炭工業(yè)、節(jié)水電力工業(yè)，是西部地區(qū)可持續(xù)發(fā)展的保證。煤炭企業(yè)和電力企業(yè)聯(lián)合辦電，把西部的資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，以潔凈能源(電能)送往東部，而礦區(qū)無污染，這是我國煤炭能源的合理布局�！叭鳌笔俏覈闹饕茉椿亍Ｒ陨轿麝柍请姀S至江蘇淮陰500kV送電工程為例，工程建設(shè)1840km，靜態(tài)投資36億元(1993年價)，輸電無需再進(jìn)行投資。若以國標(biāo)京九鐵路估算，每公里投資1000萬元，1840km應(yīng)投資184億元，而煤炭運(yùn)輸?shù)馁M(fèi)用需另計(jì)算。實(shí)踐證明：輸電比輸煤建設(shè)投資和運(yùn)營費(fèi)用低、建設(shè)周期短。
根據(jù)國家可持續(xù)發(fā)展的能源戰(zhàn)略預(yù)期目標(biāo)：2020年一次能源需求小于25億t標(biāo)準(zhǔn)煤，節(jié)能
8億t標(biāo)準(zhǔn)煤，煤炭消費(fèi)比例控制在60%左右，可再生能源利用5.25億t標(biāo)準(zhǔn)煤，石油進(jìn)口
依存度控制在60%左右，主要污染物削減率45%～60%。建設(shè)具有中國特色的大型坑口電站將能較好地解決上述預(yù)期目標(biāo)。
3 具體建議
�。�1） 建設(shè)具有中國特色的大型坑口電站是進(jìn)一步提高煤炭利用效率、降低電站建設(shè)和經(jīng)營費(fèi)用，減少環(huán)境污染，促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)和社會可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分。為此，必須建立完善的法律和法規(guī)并嚴(yán)格執(zhí)行，保護(hù)煤炭資源和打破電力行業(yè)壟斷。
（2） 為使我國煤炭工業(yè)適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)的需求，國家應(yīng)盡快組織具有中國特色的大型坑口熱-電聯(lián)產(chǎn)戰(zhàn)略實(shí)施規(guī)劃的制定，科技項(xiàng)目的研究和開發(fā)。
（3） 國家有關(guān)政府部門應(yīng)對大型坑口熱-電聯(lián)產(chǎn)和高效干法選煤技術(shù)項(xiàng)目給予相應(yīng)的政策支持，可先進(jìn)行工業(yè)示范試驗(yàn)，促進(jìn)煤炭加工業(yè)的迅速發(fā)展，以解決我國煤炭能源清潔、高效、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定的供應(yīng)。