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未來(lái)30年能源格局,工程院怎么看?

   2014-12-22 中華石化網(wǎng)科技日?qǐng)?bào)

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核心提示:當(dāng)今中國(guó),綠色能源、可再生能源的概念已深入人心,發(fā)展綠色可再生能源已成為社會(huì)追求的一種時(shí)尚。然而去年

當(dāng)今中國(guó),綠色能源、可再生能源的概念已深入人心,發(fā)展綠色可再生能源已成為社會(huì)追求的一種時(shí)尚。然而去年10月,在韓國(guó)大邱召開(kāi)的第22屆世界能源大會(huì)的報(bào)告中卻有這樣一段話(huà):“到2050年,化石能源仍然是世界能源構(gòu)成的基礎(chǔ),煤炭仍將長(zhǎng)期發(fā)揮重要作用。”這段話(huà)告訴我們,盡管新能源得到很大發(fā)展,但世界能源格局在未來(lái)30多年中,煤炭依然是主角之一。

世界未來(lái)30多年煤炭都將發(fā)揮重要作用,中國(guó)當(dāng)然更不例外。作為全球煤炭最大的生產(chǎn)國(guó)、消費(fèi)國(guó)和進(jìn)口國(guó),中國(guó)的煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)究竟要走一條什么樣的路?12月18日,中國(guó)工程院發(fā)布了重大咨詢(xún)項(xiàng)目研究成果——《中國(guó)煤炭清潔高效可持續(xù)開(kāi)發(fā)利用戰(zhàn)略研究》報(bào)告(下稱(chēng)“煤炭報(bào)告”)。這個(gè)有30多位院士、405位專(zhuān)家參與調(diào)研的項(xiàng)目所凝練的一些觀點(diǎn)引人注目。

煤炭革命不是“革煤炭的命”

“煤炭是中國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的重要支撐,煤炭在中國(guó)的主體能源地位在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)不會(huì)動(dòng)搖。”這是煤炭報(bào)告特別強(qiáng)調(diào)的。作為工程院這個(gè)重大咨詢(xún)項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人,中國(guó)工程院原副院長(zhǎng)謝克昌指出,2012年中國(guó)煤炭消費(fèi)結(jié)構(gòu)中,煤炭發(fā)電占了全國(guó)總發(fā)電量的75%。近年來(lái),中國(guó)石油和天然氣的對(duì)外依存度持續(xù)上升,煤炭越來(lái)越成為中國(guó)能源安全的重要保障。今后中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,對(duì)煤炭的需求量還將持續(xù)增長(zhǎng),峰值會(huì)達(dá)到45億噸。預(yù)計(jì)到2030年,中國(guó)煤炭消費(fèi)仍會(huì)占一次能源消費(fèi)總量的55%以上。

煤炭報(bào)告中算了一筆賬:到2030年,我國(guó)對(duì)污染物排放的限制比現(xiàn)在會(huì)更加嚴(yán)格。峰值45億噸的煤炭消費(fèi),以現(xiàn)有的技術(shù)條件和污染物排放強(qiáng)度,那時(shí)的煤炭消費(fèi)量必須控制在20億噸以下。面對(duì)45億噸的需求,這25億噸的缺口怎么補(bǔ)上?專(zhuān)家坦言,只有依靠科技進(jìn)步。

傳統(tǒng)的煤炭利用方式不革命是不行了。謝克昌說(shuō),作為中國(guó)的基礎(chǔ)能源,煤炭肯定要革命,但不是“革煤炭的命”。后煤炭時(shí)代尚早,“去煤化”不可取。煤炭革命的核心在于整體推進(jìn)煤炭在全行業(yè)、全產(chǎn)業(yè)鏈的清潔利用。概括地說(shuō),就是要安全、綠色、高效開(kāi)采,控制開(kāi)發(fā)量,提高科學(xué)產(chǎn)能比例;分級(jí)分質(zhì)對(duì)口利用,全面洗選,制定潔配度準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn);加大高效潔凈煤發(fā)電和煤電節(jié)能減排技術(shù)的應(yīng)用推廣;突破技術(shù)瓶頸,減少水耗和排放,適度發(fā)展現(xiàn)代煤化工;發(fā)展稀缺煤的二次開(kāi)發(fā)技術(shù),提高資源利用率。

未來(lái)中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展在能源上還主要依靠煤炭,這是毋庸置疑的。

1800公里以上,輸煤比輸電更經(jīng)濟(jì)

這是一個(gè)令多數(shù)人都感到意外的結(jié)論。

課題組通過(guò)案例研究了輸煤輸電經(jīng)濟(jì)成本的平衡點(diǎn)。這個(gè)平衡點(diǎn)在1800公里左右,遠(yuǎn)距離的話(huà),輸煤比輸電更經(jīng)濟(jì)。

中國(guó)工程院院士、南方電網(wǎng)公司專(zhuān)家委員會(huì)主任委員李立浧告訴科技日?qǐng)?bào)記者,輸煤輸電比較是考慮了成本經(jīng)濟(jì)、現(xiàn)行運(yùn)價(jià)、市場(chǎng)煤價(jià)電價(jià)、能量損耗等多種因素而開(kāi)展的,并且通過(guò)多個(gè)數(shù)學(xué)模型計(jì)算的。“在我們課題組中,來(lái)自煤企、電企、大學(xué)的4個(gè)單位的研究人員各自獨(dú)立研究,然后一起討論,最后得出結(jié)論。”由電網(wǎng)公司院士領(lǐng)銜,得出遠(yuǎn)程輸煤比輸電更經(jīng)濟(jì)的結(jié)論,或許從一個(gè)側(cè)面說(shuō)明了研究的客觀性。

課題組對(duì)常規(guī)輸煤輸電做了綜合比較。在輸送洗精煤(經(jīng)洗煤廠機(jī)械加工后,降低了灰分、硫分,去掉了一些雜質(zhì))和采用特高壓直流輸電技術(shù)的條件下,他們對(duì)內(nèi)蒙古到浙江、寧夏到浙江和新疆哈密到河南鄭州的3個(gè)輸電案例做了分析計(jì)算,結(jié)果是若洗精后煤炭熱值都為5500千卡/千克,而且輸煤輸電路徑相同,一般輸煤方式能源利用效率明顯高于輸電方式。若鐵路車(chē)板價(jià)和輸電電廠到廠煤價(jià)相同,按基于成本的經(jīng)濟(jì)比較方法,在2000公里左右的輸電距離上,高熱值煤輸送輸煤經(jīng)濟(jì)性?xún)?yōu)于輸電。以新疆哈密到鄭州為例,輸電距離2200公里左右,輸煤、輸電全成本電價(jià)分別為258.06元/兆瓦小時(shí)、296.74元/兆瓦小時(shí)。

謝克昌指出,在現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)和技術(shù)水平條件下,具體輸煤還是輸電,應(yīng)結(jié)合關(guān)鍵制約因素,因地制宜論證,充分考慮環(huán)境、水、土地資源制約,綜合多種因素進(jìn)行科學(xué)輸煤輸電比較,堅(jiān)持輸煤輸電并舉。

煤炭報(bào)告特別強(qiáng)調(diào),輸煤與輸電成本比較的結(jié)論,可以作為項(xiàng)目比較和決策的依據(jù)之一,而不宜作為能源戰(zhàn)略決策的主要依據(jù)。國(guó)家煤炭能源戰(zhàn)略和規(guī)劃應(yīng)從保障能源供應(yīng)安全、提高能源利用效率、促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展角度出發(fā),綜合考慮生態(tài)、環(huán)境和水資源等制約性因素的影響,統(tǒng)籌安排。

美國(guó)開(kāi)發(fā)頁(yè)巖氣是在炒作嗎?

本世紀(jì)以來(lái),美國(guó)大力發(fā)展頁(yè)巖氣技術(shù),被一些人稱(chēng)為“頁(yè)巖氣革命”。在中國(guó),一部分人認(rèn)為美國(guó)的頁(yè)巖氣生產(chǎn)主要就是為了炒作,是為了打壓石油價(jià)格。不過(guò)有一點(diǎn)是誰(shuí)都不可否認(rèn)的,那就是美國(guó)的頁(yè)巖氣生產(chǎn)已成一定規(guī)模。

中國(guó)工程院在發(fā)布煤炭報(bào)告的同時(shí),還發(fā)布了《我國(guó)非常規(guī)天然氣開(kāi)發(fā)利用戰(zhàn)略研究》報(bào)告(下稱(chēng)“非常規(guī)天然氣報(bào)告”),這也是工程院重大咨詢(xún)項(xiàng)目。這個(gè)報(bào)告不但基本落實(shí)了我國(guó)頁(yè)巖氣、致密氣、煤層氣、天然氣水合物4類(lèi)非常規(guī)天然氣資源的總量、分布與經(jīng)濟(jì)性,分別提出了發(fā)展的路線圖,而且對(duì)比了中美兩國(guó)頁(yè)巖氣的生產(chǎn)條件。

非常規(guī)天然氣報(bào)告指出,美國(guó)的頁(yè)巖氣從技術(shù)準(zhǔn)備到大規(guī)模開(kāi)發(fā)用了大約30年。由于新發(fā)現(xiàn)的氣田數(shù)量減少,上世紀(jì)70年代中后期,美國(guó)的天然氣產(chǎn)量大幅下降。在這種背景下,美國(guó)開(kāi)始了非常規(guī)天然氣(包括頁(yè)巖氣、致密氣、煤層氣等)的開(kāi)發(fā)研究工作,技術(shù)逐漸成熟。謝克昌介紹說(shuō),美國(guó)頁(yè)巖氣的產(chǎn)量2011年已占美國(guó)天然氣產(chǎn)量的27%,據(jù)預(yù)測(cè)20年后將占到49%,它使美國(guó)可以再用100年的天然氣。非常規(guī)天然氣,特別是頁(yè)巖氣的開(kāi)發(fā)利用,助推美國(guó)再次成為世界第一大產(chǎn)氣國(guó),它不但提高了美國(guó)的油氣自給率,而且也減少了對(duì)中東石油的依賴(lài),導(dǎo)致其全球戰(zhàn)略布局的重大調(diào)整。

相比之下,中國(guó)的非常規(guī)天然氣,特別是頁(yè)巖氣則是“先天不足”。非常規(guī)天然氣報(bào)告指出,中美兩國(guó)頁(yè)巖氣的主要富集區(qū)的地表?xiàng)l件差異較大。美國(guó)頁(yè)巖氣主要富集區(qū)在中陸地區(qū),從落基山脈到阿巴拉契亞山脈之間,這片區(qū)域主要是平原,便于工廠化式的生產(chǎn)。而中國(guó)的頁(yè)巖氣主要分布在我國(guó)南方的丘陵、山地地區(qū),地應(yīng)力高,頁(yè)巖破碎,國(guó)外成熟的工程技術(shù)引進(jìn)以后存在著不適應(yīng)性。在頁(yè)巖氣的鉆井時(shí)間上,美國(guó)只需20天,而中國(guó)則需150天,美國(guó)頁(yè)巖氣鉆井?dāng)?shù)已達(dá)10萬(wàn)口,而中國(guó)僅有45口。

可以說(shuō),在頁(yè)巖氣的問(wèn)題上,美國(guó)真正地進(jìn)入了生產(chǎn)應(yīng)用階段。而中國(guó)則是自然稟賦決定了我們不能現(xiàn)成地采用國(guó)外的開(kāi)采技術(shù),我們還需要技術(shù)創(chuàng)新。

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