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    中美煤炭清洁发展理念差异分析

    栏目:CCUS论坛  点击次数:375  更新时间:[2016-03-01]   作者:admin

      中美两国对煤炭领域高度重视,做为在能源结构中占重要地位和最经济廉价之一的煤炭,两国大力推进煤炭的清洁发展,而在煤炭清洁发展的认识和理解上存在哪些差异?让我们来一起共同探讨!

      中美煤炭清洁发展论坛作为中美煤炭领域定期交流的重要活动之一,于2015年8在美国蒙大拿州比灵斯小镇举行。中美两国高度重视,大力推进煤炭清洁展,但作为论坛的筹备方和组织者,自始至终都感觉到双方在煤炭清洁发展的认识和理解却大相径庭,中方注重煤炭高效开采、安全生产、清洁利用,而美方侧重温室气体排放和二氧化碳捕集与封存等内容。本人认为这可能是由于两国经济社会发展环境和煤炭工业发展阶段不同所致。在此简略分析,共同讨论。

      一、对煤炭清洁发展认识的共同性

      1煤炭在能源结构中占重要地位

      煤炭在中美两国能源结构中占有举足轻重的重要地位,在经济和社会发展中做出重要贡献。中国是世界煤炭生产和消费第一大国,2014年煤炭生产量为38.7亿吨,消费量为35.1亿吨;而美国是第二大国,2014年煤炭生产量为9.07亿吨,消费量为8.32亿吨。我国煤炭占能源生产和消费结构中长期保持在70%左右,能源生产和消费革命在我国能源领域正在发生深刻变化。根据国家能源发展战略行动计划,煤炭消费控制在62%以下。也就是说,在较长时期内,即使大力发展清洁低碳能源,煤炭主导地位也不会改变。美国煤炭占能源结构中占18%,而煤炭主要用于发电,占到煤炭消费量的93%。即使能源领域处于气候变化的重大政策影响,从美国能源信息署的研究中发现,如图1所示,煤炭在美国能源消费结构也将长时期保持在18%左右。

      两国政府和企业都十分重视煤炭工业,高度关注煤炭清洁发展。为了促进两国在此领域的合作两国政府达成一系列的合作协议,建立了相关的合作机制,加强交流与合作。如建立了中美清洁能源研究中心,草签了《关于化石燃料清洁利用领域合作的谅解备忘录》,重点包括煤炭转化、加工洗选、煤电多联产等方面,通过举办研讨会,座谈会、技术培训等形成开展深入交流,促进务实合作。

      2)煤炭是最经济可靠廉价的能源之一

      中美煤炭领域专家一致认为,煤炭产业能够长期存在并将持续发展的主要原因,依赖于其经济、易得、廉价三个特点。对我国而言,由于缺油少气富煤的自然资源禀赋特点,决定了煤炭的主体能源地位,而从全球角度来讲,煤炭具有开采技术可靠,经济可行,价格低廉的特点,是广大发展中国家的能源可靠来源,当前,在发展中国家有超过13亿人口还未用上电,煤炭是解决能源匮乏的有效手段。在美国,煤炭的经济性也具有相当的明显优势。美国拥有多家世界煤炭巨头企业,它们从事煤炭生产历史悠久,拥有先进的技术和管理经验,为当地提供就业机会,积极纳税,承担社会责任,在取得经济效益的同时,提供质优价廉的可靠能源。从图2中可以看出,在美国煤炭是除核能以外,最经济的电力燃料。

      3)煤炭是重要污染源,但可实现清洁利用

      煤炭的开采运输和加工利用过程中,相比较其他化石能源会产生较严重的环境污染问题。在开采过程中会产生大量的固体废弃物,破坏地下水资源;在煤炭利用过程中,如不采用减少污染物排放的环保装置,会产生大量的环境污染事件,如酸雨等。燃煤电厂的粉尘排放还是造成雾霾的原凶。同时煤炭造成的污染是可防可控的。美国等西方发达国家,在上世纪三十年代,几乎都经历过由于大量使用煤炭,造成城市雾霾、酸雨等严重的环境事件,他们走过了先污染后治理的艰苦历程。随后,采取严格的与煤炭开发利用相关的清洁环保法律法规及政策标准,严格控制排放标准,加之技术创新与进步,实现了煤炭清洁利用。

      二、对煤炭清洁发展认识的差异

      1)去煤化发展理念占主导地位

      煤炭工业在美国是非主流产业。煤炭开采加工利用相关技术已经十分成熟,由于页岩气革命使得能源供给多元化,环境和气候变化问题要求减少煤炭利用,“去煤化”或“减煤化”发展理念已经形成普遍共识。由于中美经济社会发展阶段不同,除可再生能源外,对化石能源的重视度、认可度、接受度不尽相同,尤其是煤炭。煤炭虽然在能源消费和供给结构中占有一定比例,但一直因是“脏煤”而广受诟病,去煤炭话题已得到社会广泛认可,煤炭产业发展空间不断压缩。从整个社会环境上避谈煤炭。

      美国社会高度重视环境保护,风能、太阳能和清洁化石能源倍受青睐。同时经过多年的努力,在煤炭加工利用方面,洁净煤技术已经相当成熟,并得到广泛全面的应用,很好地解决了煤炭开采、土地复垦以及燃煤电厂的除尘、脱硫、脱硝等问题,符合环保排放标准。洁净煤技术已经不再是研究重点。美国页岩气革命使能源供给更加多元化,天然气和石油可实现自给,能源供给的多样性减少了对煤炭的依赖,煤炭在煤炭结构中的重要性显著减弱。气候变化是全世界关注焦点,减少温室气体排放已经形成国际社会共识,而能源领域是重要的减排领域。煤炭的利用是高强度的温室气体排放源,减少煤炭的使用量可有效降低二氧化碳排放。煤炭工业面临巨大的气候变化方面压力。

      2)美国煤炭清洁发展重点是二氧化碳捕集与封存

      气候变化问题是指由于人类活动造成温室气体大量排放而直接或间接地改变全球大气组成所导致的气候改变。全球气候变暖会产生一系列灾难性后果,如极端气候现象频发,水资源分布失衡,对农牧业产生影响,加剧竞技疾病传播等。气候变化已经成为全球高度关注热点。在应对气候变化方面,二氧化碳捕集与封存(Carbon Capture and Storage,简称CCS)或二氧化碳捕集、利用与封存(Carbon Capture Use and Storage,简称CCUS)是一项关键技术,世界各国都在加强研究,也取得了实质性进展,世界著名的此领域的国际合作有NEZC项目、COACH项目等。CCS应用领域包括煤电、化工、水泥等工业领域。我国也开展一系列项目示范项目,如神华集团实施的10万吨/年“CCS”示范项目被列为国家科技支撑计划重点科研项目。

      当前,美国政府、科研机构和私营公司十分重视CCS,投入大量人力财力,大力开展技术研发和工程示范。美国国家能源实验室是CCS技术研究的重要机构,有数据显示,自2004年至今获得资助的CCS研究项目数量迅速增加,至2014年达150多个,仅2012、2013、2014财年的项目金额分别为6900万、6600万和9200万美元。美国将颁布实施二氧化碳排放标准,燃煤发电企业只有应用CCS技术,增加减排设施,才能减少二氧化碳的排放,满足环保标准,否则将会被处以罚款或缴纳高额的碳税。美国煤炭产量的93%以上用于发电,所以,在美国有关煤炭清洁利用的议题全部聚焦于CCS。CCS是一综合性、跨学科前沿技术,除政府支持开展相关基础性研发外,煤电企业也积极开展相关研发和应用。CCS丰富和发展了煤炭清洁发展的内涵,引领了清洁发展的方向,将是全球煤炭清洁发展的重点内容之一。

      3)法律标准规范煤炭清洁发展

      美国的法律法规在煤炭清洁发展中发挥着极其重要的角色,空气清洁法等法律促使美国煤炭生产重点区域的转移,煤矿区土地复垦、加工利用等环境保护方面的立法也十分严格,确保了煤炭工业的清洁发展。通过分析美国关于发燃煤电厂排放的法规标准历史沿革,可清晰看出其促进煤炭清洁发展历程。美国清洁空气法案自1963年颁布实施,延长至1970年,并于1977年和1990年进行过两次修订。美国环保局是执法主体,保护大众免因空气染污而造成对健康的伤害。早期的法案重点在于燃煤电厂的污染物排放,如SO2,NOx,汞和颗粒物。如下图3所示,自1970年以来,特别是1990年清洁空气法案修订案通过,在美国煤炭的消费量是1970年的三倍情况下,电厂的SO2和NOx排放逐年大幅下降。

      根据清洁空气法111(b)和111(d)条款关于新固定排放源标准的有关规定,制订完成了《清洁电厂最终规定》的法规,为现有化石能源燃料发电机组的二氧化碳排放制定了碳排放的标准,并于2015年12月22日生效。本法规也是首次为运行电厂制定排放指南,定会大幅降低运行电厂碳排放,促进清洁发电。因此这些法规的出台必将极大地推动煤炭清洁利用从控制污染物的排放向温室气体排放控制前进。

      三、对我国煤炭工业发展的几点启示

      1)尽管煤炭在中国和美国的能源消费结构中所占的比例将保持一种下降的趋势,其他清洁能源和可再生能源的比例不断提高,但是因其具有易获得、经济、安全等天然禀赋,煤炭在相当长的时期内仍将是主要能源之一。

      2)中美两国所处的经济社会发展阶段不同,能源生产和消费结构也不尽相同,煤炭清洁发展的重点内容各有侧重。中国当前面临的煤炭高效开采、安全生产、环境保护等问题,美国几十年前也同样遇到过,而美国当下所关注重点也是我们将来要面对的。因此,我们要密切关注和跟踪研究相关前沿技术和发展方向,为我国制定煤炭工业中长期发展战略提供参考。

      3)美国清洁空气法案促进了煤炭行业的污染减排,并一直不断地进行修订和完善,极大促进了煤炭清洁发展。我国应进一步完善煤炭开采和加工利用环境保护的相关法规标准,促进煤炭清洁发展法制化建设。

      4)煤炭是一种高温室气体排放的化石能源,煤炭相关的政府部门研究机构和企业都应高度重视温室气体减排问题,开展相关政策和技术研究,如CCS、CCUS等技术,做好技术政策储备,积极应对气候变化,否则将面临巨大的政策和经济压力。

       

      来源:中国煤炭工业协会咨询中心