近日，中央環(huán)保督察組點名批評山西省太原市迎澤區(qū)禁煤“一刀切”，影響群眾溫暖過冬。雖屬散煤使用、清潔取暖范圍，但該事件讓煤炭再次成為焦點。到底可不可以用煤，究竟怎么用煤，成為人們討論的熱點。
“我必須再次強調(diào)，實現(xiàn)了清潔高效利用的煤炭就是清潔能源！”在日前召開的2018中國煤炭清潔高效利用大會院士論壇上，中國工程院院士、中國工程院原副院長謝克昌話音未落，會場便響起一片掌聲。
煤炭清潔高效利用在我國已經(jīng)提倡多年，得到了國家政策的大力支持，并被列入“面向2030國家重大項目”。在取得了一系列實實在在成果、煤炭地位被“重新認可”的背景下，煤炭清潔高效利用的未來發(fā)展還面臨哪些新問題？該如何突破？在當(dāng)天的論壇上，6位院士從不同側(cè)面，探討了這些問題。
2050年煤炭消費占比或仍高達40%
中國工程院院士、中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所所長劉中民認為，當(dāng)前，我國能源發(fā)展面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。一方面表現(xiàn)為能源安全形勢嚴峻。富煤、少油、缺氣是我國的能源特征，煤炭占絕對主導(dǎo)地位，油氣供應(yīng)則受制于人，2017年我國原油對外依存度已高達68%，天然氣對外依存度也達到了39%；另一方面則是環(huán)境壓力巨大。內(nèi)部表現(xiàn)為大范圍、高強度的霧霾天氣倒逼能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，外部則表現(xiàn)為二氧化碳減排任務(wù)艱巨。按照《巴黎協(xié)定》，到2030年，我國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放量要比2005年下降60%—65%。
那么，應(yīng)對我國能源挑戰(zhàn)，煤炭要扮演何種角色？
“清潔、低碳、安全、高效是現(xiàn)代能源體系的主要特點。根據(jù)我國國情，‘清潔’通常是指化石能源，主要是煤炭的科學(xué)開發(fā)和清潔利用。”謝克昌表示。
“‘煤炭消費替代’口號的科學(xué)性和現(xiàn)實性仍待商榷。”中國工程院院士、清華大學(xué)教授金涌表達了類似觀點。他進一步表示，煤炭的利用必須堅持清潔、高效和低二氧化碳排放原則。
實現(xiàn)能源革命，一方面要提升清潔能源比重，另一方面要做好煤炭清潔高效利用，這一觀點得到了與會院士的一致贊同。與此同時，對于煤炭在未來能源消費中的占比，多位院士表達了不同看法。
2017年4月，國家發(fā)改委和國家能源局印發(fā)《能源生產(chǎn)和消費革命戰(zhàn)略（2016—2030）》，提出非化石能源消費比重要由2020年的15%提升至2030年的20%，到2050年則要進一步提升至50%。
“最新數(shù)據(jù)顯示，2017年我國非化石能源的消費比重為13.8%。要在2030年至2050年的20年間里實現(xiàn)非化石能源消費占比提升30%，除非有顛覆性技術(shù)出現(xiàn)，否則難以實現(xiàn)。”劉中民表示。
謝克昌也指出，中國工程院和國外機構(gòu)的戰(zhàn)略研判均表明，到2030年化石能源在中外一次能源中占比都在80%左右，其中煤炭占中國一次能源結(jié)構(gòu)的50%左右；到2050年，煤炭、油氣和非化石能源消費比例為4：3：3。
碳減排壓力不容忽視
“肩負重任”的煤炭要實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈的清潔高效利用，還面臨著哪些問題？
多位院士認為，未來煤炭清潔高效利用仍面臨著二氧化碳排放量增加和新鮮水消耗量增大的難題。尤其是二氧化碳減排壓力，已經(jīng)成為煤炭清潔高效利用及可持續(xù)發(fā)展的“緊箍咒”。
相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，每噸標準煤化石燃料碳排放中，煤的碳排放系數(shù)最高，達到了2.6。按照規(guī)劃規(guī)模，到2030年，作為煤炭清潔高效利用重要形式的煤化工的二氧化碳排放量或高達1.46億噸。而另一方面，目前的碳捕捉技術(shù)效果都不十分理想。
但是對于這一問題，謝克昌持樂觀態(tài)度。他認為，隨著我國能源革命的推進，能源結(jié)構(gòu)不斷完善、能源利用效率得到提高、能源消費總量有效控制，加之非化石能源經(jīng)濟性提升和規(guī)?；l(fā)展，以及化石能源特別是煤炭的清潔高效可持續(xù)開發(fā)利用，根據(jù)預(yù)測，我國可以實現(xiàn)對國際社會的碳減排承諾。
“目前來看，我國低碳化過程中的重中之重是節(jié)能減排和提高能效。”謝克昌指出，根據(jù)2010年國際能源署（IEA）能源技術(shù)展望估算，2010年至2030年，通過節(jié)能可以減少碳排放總量的56.9%，而其他減排技術(shù)，如發(fā)展可再生能源僅能減排22.9%，碳捕集與封存（CCS）技術(shù)更是僅有10.18%的貢獻。“假如我們的能效能夠提升至世界平均水平，我國每年至少可以減少20億噸標煤的能耗，相應(yīng)減少的碳排放量可想而知。”
“必須堅持巴黎協(xié)定共同但有區(qū)別的責(zé)任、公平以及各自能力的‘三原則’，確保我們國家的合理發(fā)展權(quán)。”謝克昌強調(diào)。
創(chuàng)新技術(shù)仍待突破
如何推動煤炭清潔高效利用更好發(fā)展？加快技術(shù)創(chuàng)新，推動煤炭由燃料向燃料與原料并重成為與會院士們的共識。
“當(dāng)前，我國能源系統(tǒng)中各系統(tǒng)相互獨立，難以合并‘同類項’，整體效率不高，結(jié)構(gòu)不合理，難以協(xié)同發(fā)展，除政策因素外，根本原因就在于缺乏聯(lián)系各能源分系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。”劉中民坦言。
劉中民進一步表示，我國石油化工產(chǎn)業(yè)在資源稟賦、加工結(jié)構(gòu)和技術(shù)創(chuàng)新等方面尚有不足，而推動煤炭由燃料向燃料與原料并重，發(fā)展現(xiàn)代煤化工可彌補這些不足，煤化工與石油化工產(chǎn)業(yè)應(yīng)協(xié)調(diào)發(fā)展，形成新的更合理的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。據(jù)悉，大連化物所已探索出煤合成氣直接制烯烴的新路線，摒棄了傳統(tǒng)合成路線中高耗能的水煤氣變換過程，有望為煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化利用提供變革性技術(shù)。
“即使傳統(tǒng)煤化工的乙炔存在成本低、污染大、能耗高等問題，但通過技術(shù)創(chuàng)新也有出路。”金涌舉例，通過技術(shù)創(chuàng)新，將氫等離子體與粉煤合成乙炔技術(shù)，可降低能耗35%，不排放廢渣、廢氣，而且在此基礎(chǔ)上可進一步深加工下游產(chǎn)品。
中國科學(xué)院院士、西安交通大學(xué)教授郭烈錦則認為，在煤炭清潔高效利用技術(shù)創(chuàng)新中，探索“超臨界水蒸煤”技術(shù)具有重大意義，由此延伸的煤炭超臨界水氣化制氫技術(shù)，能將煤炭化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為氫能，可配套化工產(chǎn)品或發(fā)電多聯(lián)產(chǎn)，不僅大大簡化了工藝流程，從源頭上消除硫化物、氮氧化物等污染物排放，而且能夠提高能源轉(zhuǎn)化效率。