IEA Clean Coal Centre
 
The global resource on the clean use of coal
 
IEA潔淨煤中心 \ Projects in China \
 
  
 
 向河北和山东引荐清洁煤技术以发展良好的政策和投资框架
到目前为止的项目成果反馈和建议

1 简介
中国是世界第二大经济体,同时是世界上最大的能源使用国。中国也是温室气体(如二氧化碳)和二氧化硫,氮氧化物和细颗粒的主要排放者。尽管政府有雄心转变成一个更小的碳密集型经济,在可预见的未来煤炭将继续主宰能源结构,推动经济增长。大量的,并且持续增加的煤炭使用已经造成了严重的空气污染,尤其是在城市地区。中国南方很多地区有酸雨问题,同时全国各级城市的空气污染程度高,接受评估的城市有90%不符合以世界卫生组织健康为基础的标准。据世界银行和中国环境保护部估计,中国每年室外空气和水污染的健康和非健康成本大约是千亿美元。

大部分的污染是由非发电用煤造成的,如炼焦,水泥生产,煤化工,以及生产蒸汽和热量的工业燃煤锅炉,这些行业的能量利用和环保性能都很差。另外一个主要问题是燃煤发电厂高强度的碳排放,人为排放的二氧化碳加大了气候变化。由于环境问题日益严重,中国政府已经采取了一些非常措施,通过在能源结构中引入低碳和零碳,以解决这些问题和相关的能源问题。

2009年,中国政府承诺到2020年每单位国民生产总值(GDP)的二氧化碳排放量将减少到2005年水平的40-45%,并实现非化石在能源结构中占15%的比例。到2013年,碳排放强度下降超过了28.9%,而非化石占一次能源消费的比重达到了9.8%。

2014年6月,中国国家发改委发布了两项政策文件,在《能源发展战略行动计划(2014至2020年)》和《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014至2020年)》,后者为法改委与环保部和国家能源局共同印发。这些政策侧重于能源结构的短期优化,包括:
到2020年,全国煤炭消费比重从2013年的65.7%降至62%以内,并提高煤炭用于高效发电的比例
将天然气消费比重提高到10%以上
安全发展核能
快速发展可再生能源,计划到2030年将非化石能源在2014年11月制定的一次能源供应总量中所占的比例提高至20%左右

我们这个项目的关键是提高高效率低排放燃煤发电的影响力,这为限制一些非电力行业的煤炭低效使用而造成的不成比例的污染提供了一个重要的机会。这将包括促进大于300MWe的热电联产电厂采用超临界蒸汽参数。到2020年,现有燃煤电厂改造后的平均供电煤耗必须低于310克标准煤/千瓦时,其中600MWe以上电厂的平均供电煤耗必须低于300克标准煤/千瓦时。对于新建电厂,单机容量必须不小于为600MWe超超临界,大多应为1000MWe超超临界,净煤耗应分别低于285标准煤/千瓦时和282标准煤/千瓦时。在发达的中国东部,新建电厂的大气污染物排放浓度必须达到联合循环燃气涡轮机排放限值:烟尘排放低于10毫克/立方米、二氧化硫排放低于35毫克/立方米、氮氧化物排放低于50毫克/立方米,利用中国的最新技术是可以达到这个标准的。

这就是说,为了满足到2030年的电力需求的增长,总发电能力将增加至约2300万千瓦,这意味着即使非化石能源非常强劲的增长,煤炭和一定程度上天然气的使用仍然会有所增加。虽然以百分比计算的煤炭发电量将下降,但对于一个快速增长的发电行业,燃煤电厂的产能预计将从2014年底的880万千瓦上升为2030年的1200万千瓦。大部分增加的容量将在未来5到10年内建造。因此,从绝对数量来看,到2030年发电煤炭的总量将增加。然而,在关闭众多低效率小电厂的同时,进一步广泛发展高效率低排放(HELE)燃煤电厂,将显著降低碳强度,并为引进CCS技术作为以清洁煤技术为基础的低碳选项提供了可行性。对于需要解决空气质量,应用最先进的污染控制系统将意味着提高排放标准可在电力部门实现。

对于非电力行业,其产生的污染物量不成比例,这对中国是一个重大挑战,需要以务实的态度加以解决,因为不能简单地立即停止在这些部门使用煤炭。中国的政策将促使煤炭更多地用于发电,在其他部门的使用将被减少。然而,取决于当地的条件,促使这种变化的能力将因每个省而异。

英国政府共享许多这样的目标,特别是在促进低碳转型和加大发展可持续能源。中英两国在这些领域的已经具有广泛合作,这些合作项目将两国的专家,官员和企业汇集在一起分享他们的想法和专业知识。这些合作不仅有利于中国和英国实现其国内的低碳发展目标,也有利于全球低碳政策,技术和专业知识的发展。

2 英-中清洁煤能力建设行动
作为英,中两国政府的能源与环境合作活动的一部分,在英国外交与联邦事务部(FCO)‘中国战略项目基金’的资助下,国际能源署清洁煤中心和他们的中国合作伙伴,清华大学和中国电力规划总院(EPPEI),为河北和山东省政府致力改善空气质量提供协助。设立在英国的国际能源署清洁煤中心是一个由一系列国家的政府及企业(主要来自发展中国家)赞助支持的国际组织,在洁净煤领域享有盛誉,就与洁净煤技术有关的政策、经济技术和社会问题提供全面,公正的咨询建议。在中国,国际能源署洁净煤中心与相关煤炭企业有着良好的合作关系。电力规划设计总院为政府,金融机构,投资者,项目发展商,和相关企业提供电力领域的咨询服务,并受国家法改委委托评估电力项目,在新型燃煤电站技术和电站升级改造方面享有盛誉。清华大学热能工程系享誉国际,在为电力煤炭应用和非电力煤炭应用提供清洁煤解决方案方面有着丰富的经验。以上三个组织,汇同中国能源研究会和北京科技大学的代表们,共同组成了一个强大的洁净煤专家团队。

2.1 目的和目标
目标是协助河北, 三东两省政府建立积极的框架,引入高效的,对环境影响小的洁净煤技术。这将有助于省政府根据国家能源局制定的政策,提高煤炭利用效率,降低碳和能源强度,进而向包括天然气和可再生能源在内的多元化能源结构转型。

2.2 已开展的工作
上述专家团队已在政策,技术和经济层面上针对引进的清洁煤的成本效益提供可信,公正,专业的建议。通过与两省外事办公室合作,该专家团队为有关产业部门和政府官员举办了洁净煤技术研讨会。在每个研讨会上,专家们进行供了一系列的互动式洁净煤技术方案的演示。这些技术方案可能有助于两省在各个领域实现清洁煤利用的有效转型。随后,专家团与政府和有关产业部门进行了进一步的互动式讨论,包括确定可能的机制,在主要煤炭应用领域加速促引进高性价比的清洁煤技术。这可以通过建造新机组设备或通过改造升级现有机组设备来实现。此外,中国电力规划总院和清华大学将就具体的技术引进与有关产业部门进行进一步的合作与讨论。

研讨会以外,国际能源署清洁煤中心还进行了一些其它的信息宣传工作。特别是,中心在其网站上建立了一个中文版块,前期包含24份中心研究报告的精华摘要,涵盖了包括电力,水泥,炼焦和化工等多个方面。随后逐步添加了更多的文件和项目信息,包括所有中文版的研讨会讲稿。在中国可以通过以下网址进行免费访问:www.iea-coal.org和www.iea-coal.cn. 

2.3 已取得的成果
研讨会在两个省都取得了很好的收效,无论是在会议后的休息时间和具体的讨论论坛,都引发了相当的对话。

此后,两省的外事办公室均反映省政府对研讨会非常满意,相信对话很有价值,他们试图在用煤行业推行新的排放标准。

从国际能源署清洁煤中心该项目的中文网站的点击率可以看出以上成果。据近几个月的统计,点击率分别为:
2014年10月:4690次
2014年11月:3280次
2014年12月:2568次
2015年1月:6868次
2015年2月:2274次(中国新年)

这些数字令人鼓舞,但也显示在中国的附加宣传为网站吸引了更多的访客,今年一月的峰值,恰是研讨会在中国的举行之时。这可以被认为是在中国安德鲁博士和英国外交部高级官员被大量媒体采访以及英国外交部新闻发布的结果。每个月中心研究报告精华摘要中文版的下载的次数超过100。这说明如果更多地在中国社交媒体宣传本项目的中文网页,反响会更大。中心将会就此深入调查。

一个有趣的现象是,若非国际能源署清洁煤中心发起了这个项目,我们的合作伙伴和其他团队成员进行类似讨论的可能性非常小,部分原因是国家政府和地方省对口部门之间的脱节。

在这方面,以下几点需要考虑:

参与讨论的省政府高级官员意识到国家发改委和环保部对在限制碳强度同时减少污染排放的重视。他们也意识到国家发改委将无视省政府的反对关闭那些达不到新排放标准及维持经济发展的用煤企业。相反,大多数工业企业都没有认识到由于日益增长的全国性的环境问题国家所采取的这些措施,任何企业个体都不能更改这些目标。

国际能源署清洁煤中心和专家团队强调新思维的重要性,因为仅靠在燃煤机组上进一步加装污染控制设备是无法实现在各部门要达到排放标准,保持经济增长的目标的。同样,本团队强调,创新必须是广泛的,涉及具体的技术,而且还要考虑到新的产业选择,因为目前的基础设施是基于旧的,大规模生产技术,这意味着工业战略必须采用更现代的方法。

3 两省今后进一步的工作内容
现在非常有必要考虑如何在河北和山东两省更好地开展下一步的工作。虽然这些活动大部分可在省内直接展开和执行,有些方面,如基础设施的改变,还需要与国家(级别)政府部门互动。

3.1 实施的总体政策和经济框架
这两个省在改善空气质量和洁净煤技术应用方面的基本政策已经到位。已经认证了多种可能的技术途径。这些技术途径可以分成如3.3 章列出的几个课题。但是考虑到国家政令和当地的具体问题,在如何更好的实施这些政策方面似乎缺乏具体的分析研究。

环境部门在制定大型企业低排放达标期限时却没有相关部门的专家为这些企业提供如何达标的专业指导。综观这两个省份煤电和非发电企业,很难看到有全面而行之有效的管理手段以促进实现发改委和环保部制定的达标要求。

我们需要建立一个健全的能效和环境标准并制定一个可量化路线图以便评估和确立今后的工作重点。特别是,目前尚缺乏明确的技术-经济指标以便各行业用来确认哪些技术可以确保性能达标且经济可行。这是这两个省能否在减排达标方面取得显著进展的关键,而不仅仅是在确定如何实现达标方面需要有新思维。这个框架需要省级的有关方面牵头制定。但是如果国际能源署清洁煤中心能够利用过去英国和中国在制定这方面评估工作的经验来协助就会事半功倍。

3.2 需要省政府介入的战略问题
有一个潜在的战略冲突需要解决。大部分的空气质量问题是由于在无有效污染物控制系统的工业设备上低效燃烧劣质煤炭造成的。在某些情况下,引进替代设备和更好控制煤的质量可能足以实现必要的显著改善。

然而,经大多数经合组织国家实施证明行之有效的替代做法,是实行增加煤炭在发电与相关的热电联产(CHP)中的使用,提供电力,生产用蒸汽和热量,从而减少或消除直接在非电力系统使用煤炭。中国在建立大型电厂和高品质的热电联产方面有良好记录。例如,外高桥第三发电厂的专家团队在应用创新改进取得了很大的成绩,既实现了更高的效率和也保证了更低的污染物的排放,其中NOx的排放低于燃气体循环发电厂。具体的煤耗在这个电厂已经降低到276克标准煤/千瓦时,远远低于新排放标准。专家们已经开始与其他电厂一道通过改造或新建电厂复制推广外三的创新。原则上,这个创新也可以在河北,山东两省的电厂推广。

然而,整体来讲应对空气质量问题的紧迫性可能意味着在短期内通过增加HELE燃煤发电/热电联产电厂不是最好的方法。虽然从总体来看煤电/热电联产这一选择可能是更有效的方法,但这将需要建造更多的热电联产电厂,可能会比其他选择更昂贵。而且需要一个较长的时间实施,这不符合环境局要求的时间进度。

考虑到需要迅速改变各工业部门的整体能源结构,满足国家节能和环保标准的,经济上有吸引力的非电力技术是必须的选择。这些技术有很多很可能是新开发的,尚未在工业规模上测试过,从而有必要建立一个财政框架,为演示这些技术提供财政资助。接下来,如何建立部署一个健全的计划以便最好地推广应用这些技术也同样重要。这表明迫切需要制定一个务实的路线图来为非煤电力部门选择更具成本效益的清洁煤方案,试用后快速在省内推广。这些问题需要有国家政府参与的对话,因为这样的变化将意味着从根本上改变目前的能源基础设施。

如能安排机会让国际能源署清洁煤中心,英国外交与联邦事务部和中国能源部的官员会面共同探讨上述问题将会是很有益处的。

3.3 特别值得考虑的项目
即使非电力行业的发展途径是部分建立在直接用煤的新技术上,以下建议需要考虑:

促成理念上的变化引进一个透明和可持续的煤炭为基础的系统
邀请特殊专家传授在煤炭使用中可持续发展在增加产量的同时减少对环境的影响的重要性。专家们的任务是促进可持续发展成为公司管理理念的一个重要,不可或缺少的部分
在工业应用上定义和实施节水技术和加强水处理技术,最好与城市总体方案结合
监测和校验所有的新装置
引入市场机制以使现代化的可持续发展让地方企业有利可图

降低大型设备的碳强度和常规污染物
在电厂锅炉中,可能的话也在其他大型工业设备中,利用可持续的生物质,例如废木材和农业废料,部分替代煤炭。这里存在一个确保适当补贴使用生物质和建立一个健全的监测和核查的系统的问题。这方面,英国在技术,管理和政策等相关问题上居世界领先地位。
把煤燃烧工艺与某种形式的可再生能源相结合。虽尚处早期阶段,仍有助于将新工艺引进到一些工业生产过程中。国际能源署清洁煤中心过去一直在为其成员做这方面的分析调研。
引入更多的污染物控制系统,包括监测和校验装置,这方面英国有专业经验。

工业锅炉和冶金应用产业引进供替代的,目前还未经检验证实的技术
示范并部署新建的气化为基础的清洁煤工业锅炉技术。中国自己有一个很有前途的设计,英国公司可以帮助解决整体工程的设计,采购和施工的要求。
最后确定并示范化学循环工艺在冶金方面应用,这也将为英国工程公司提供一些可能性。
以新的热电联产方式为集中供热引进新型的,现代化的分散式能源系统,以取代一家一户烧木块或煤饼取暖,同时鼓励家庭用电或气体做饭。这其中包括可能引入废弃物燃烧或气化技术,最好包括某种形式的发电和散热系统,以最大限度地提高能源回收。
安排国外与中国的中小型空气污染设备厂家的互动,让他们通过会议/研讨会与锅炉的业主交流。
聘请气体加工行业的专家调研焦炭生产厂焦油堵塞硫净化设备的问题。他们可以调查焦炉的操作是否是最优的,焦油冷凝的气体冷却器是否有足够的能力和良好的状况,冷却后是否使用了合适的排气风扇和除尘器。

应对省能源结构根本性变化带来的问题
对于小型工业装置,加装环保设备在技术和经济上几乎肯定是不可行的。停止试图开发当地低质煤资源也可能是明智之举,因为这些煤炭可能不适合用于那些能达到高环保标准的系统。这几乎肯定会导致一些行业的裁员。因此,应聘请社会变化,再培训和就业安置方面的专家以帮助工厂关闭后将就业人员转移到到其它更清洁的行业。在这方面英国在关闭大煤矿时获取了重要经验。

4 下一步计划
这些工作的结果对于那些以煤为主又没有天然气和再生能源的其它省份同样重要,因此需要通过多种渠道进行宣传。利用有关媒体活动来公布将会有所帮助。

5 最后的想法
这个英国外交与联邦事务部资助的项目已经在河北和山东两省启动了有关洁净煤技术转让的卓有成效的交流。这个项目总结确定了需要向前推动的各种相关政策,和技术-经济活动。继续推动这些工作对于这两省在能源和环境方面的有效发展至关重要。取决于英国外交与联邦事务部的进一步支持,国际能源署清洁煤中心和中国合作方在通过和省级政府深入讨论来解决总体策略问题及推动具体项目的确定方面特具优势。

安德鲁敏庆纳博士 OBE
总经理
国际能源署清洁煤中心
2015年4月15日
 
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