謝克昌：煤炭清潔高效利用的踐行者

瓊杰

前不久整個(gè)華北地區(qū)，乃至大半個(gè)中國(guó)再一次被籠罩在嚴(yán)重的霧霾之中。在全民聲討霧霾根源的聲浪中，專業(yè)人士針對(duì)中國(guó)傳統(tǒng)的能源體系再一次提出了尖銳的質(zhì)疑。中國(guó)“一煤獨(dú)大”的能源體系和高耗能、重污染的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是我國(guó)大氣污染嚴(yán)重的最主要原因，幾乎成為了全社會(huì)的共識(shí)。我國(guó)如何才能加強(qiáng)能源安全保障，進(jìn)而適應(yīng)和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展？記者在九月份舉行的第十屆“海峽兩岸氣候變遷與能源永續(xù)發(fā)展論壇”年會(huì)期間，就此采訪了中國(guó)工程院副院長(zhǎng)、中國(guó)工程院院士謝克昌。

改善能源結(jié)構(gòu) 降低煤炭依賴度

記 者：“一煤獨(dú)大、缺氣少油”是我國(guó)的國(guó)情，您認(rèn)為該如何構(gòu)建我國(guó)未來(lái)的能源體系呢？

謝克昌：要切實(shí)提高天然氣消費(fèi)比例，在繼續(xù)加大常規(guī)天然氣勘探開發(fā)力度的同時(shí)，要進(jìn)一步提升非常規(guī)天然氣開發(fā)利用的戰(zhàn)略地位，積極推動(dòng)致密氣、煤層氣、頁(yè)巖氣等非常規(guī)天然氣的開發(fā)，力爭(zhēng)2020年和2030年三者分別達(dá)到800億立方米、500億立方米、200億立方米和1200億立方米、900億立方米、1000億立方米的產(chǎn)量，天然氣水合物分別進(jìn)行試驗(yàn)性開采和商業(yè)化開發(fā)。2020年使國(guó)產(chǎn)天然氣總產(chǎn)量達(dá)到2500億立方米～3000億立方米，加大國(guó)外天然氣引進(jìn)力度，消費(fèi)量達(dá)到4000億立方米，占一次能源消費(fèi)總量的12%以上。2030年國(guó)產(chǎn)氣達(dá)到4000億立方米～4500億立方米，消費(fèi)量達(dá)到5500億立方米～6000億立方米。

同時(shí)，要引導(dǎo)石油合理消費(fèi)，抑制石油進(jìn)口過快增長(zhǎng)。石油供給仍然是我國(guó)能源安全的重要因素。抑制石油消費(fèi)過快增長(zhǎng)，防止石油對(duì)外依存度過高，是提高能源安全度的重要一環(huán)。同時(shí)，多渠道解決供應(yīng)問題，包括替代石油。若維持石油60%左右的依存度，必須要有替代，醇醚燃料、先進(jìn)的煤、生物質(zhì)制得的液體燃料均可替代。

此外，要建立開放式能源安全體系，拓寬國(guó)內(nèi)外兩個(gè)市場(chǎng)，充分利用外部資源。積極進(jìn)口石油、天然氣、金屬鈾、電力和其他能源資源等，保障供給和增加戰(zhàn)略儲(chǔ)備，是我國(guó)能源安全不可或缺的要素。要繼續(xù)實(shí)行能源“走出去”的戰(zhàn)略，增加國(guó)際能源供給能力，提高我國(guó)能源投資優(yōu)化程度，改善投資效益，加強(qiáng)能源經(jīng)濟(jì)實(shí)力。

記 者：為應(yīng)對(duì)環(huán)境變化，各國(guó)都在大力發(fā)展新能源。我國(guó)的新能源之路該如何走？

謝克昌：把新能源技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展作為我國(guó)能源安全的長(zhǎng)期戰(zhàn)略要點(diǎn)，從科技、政策、體制等幾方面推進(jìn)可再生能源（含水電、風(fēng)電、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能、垃圾資源化利用、地?zé)?、海洋能）和核電等非化石能源的穩(wěn)步發(fā)展，顯著增加它們?cè)谖覈?guó)一次能源中的比重，占領(lǐng)綠色、低碳發(fā)展戰(zhàn)略制高點(diǎn)，這是我國(guó)能源長(zhǎng)遠(yuǎn)競(jìng)爭(zhēng)力的核心，也是保障我國(guó)能源安全的長(zhǎng)遠(yuǎn)大計(jì)。應(yīng)確保非化石能源2020年占比大于15%，力爭(zhēng)2030年大于25%。

加快水電開發(fā)。水電是優(yōu)質(zhì)可再生能源，我國(guó)還有2億多萬(wàn)千瓦的水電可以開發(fā)利用。水電開發(fā)對(duì)環(huán)境和生態(tài)的影響低于煤炭等化石能源，在開發(fā)中可以同步解決。移民問題可以用水電的效益妥善解決。

將“戰(zhàn)略必爭(zhēng)、確保安全、穩(wěn)步高效”確立為我國(guó)的核電發(fā)展戰(zhàn)略，穩(wěn)步發(fā)展規(guī)模核電。2020年運(yùn)行裝機(jī)容量達(dá)到5800萬(wàn)千瓦，在建3000萬(wàn)千瓦；2030年達(dá)到1.5億千瓦～2億千瓦裝機(jī)，占總發(fā)電量的10%以上；快堆技術(shù)逐步商用推廣，建立核燃料閉式循環(huán)；2050年達(dá)到3.5億千瓦～4億千瓦裝機(jī)，占總發(fā)電量的20%。

煤炭清潔高效利用是唯一出路

記 者：煤炭既是主要能源，又是生態(tài)環(huán)境的主要污染源，我們?cè)撊绾螒?yīng)對(duì)這一難題？

謝克昌：圍繞煤炭資源如何持續(xù)清潔利用，2011年，中國(guó)工程院將“我國(guó)煤炭清潔高效可持續(xù)開發(fā)利用戰(zhàn)略研究”列為重大咨詢項(xiàng)目，根據(jù)煤炭行業(yè)發(fā)展中的重大問題，設(shè)立了包括資源、開采、輸運(yùn)、燃燒、減排等在內(nèi)的10個(gè)課題。我們認(rèn)為，煤的清潔高效利用是唯一出路；必須加快推進(jìn)煤炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展由資金和資源推動(dòng)向以技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)為主的方式轉(zhuǎn)變。

煤炭的清潔高效開發(fā)利用既是支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的內(nèi)在要求，也是走低碳發(fā)展道路的必然選擇。我國(guó)不僅是最大的煤炭生產(chǎn)國(guó)，還是最大的煤炭消費(fèi)國(guó)和進(jìn)口國(guó)，煤炭在一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中占比高出世界平均水平40個(gè)百分點(diǎn)，2013年煤炭進(jìn)口3.3億噸。近幾年，全球氣候談判和圍繞低碳技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，美國(guó)、歐盟、日本憑借其油氣為主的能源結(jié)構(gòu)，以及領(lǐng)先的煤炭清潔高效利用技術(shù)，積極推行“低碳經(jīng)濟(jì)”。出于國(guó)家戰(zhàn)略利益和能源安全考慮，我國(guó)必須加快培育和發(fā)展具有核心自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的煤炭清潔高效開發(fā)利用技術(shù)和產(chǎn)業(yè)，贏得發(fā)展的主動(dòng)權(quán)。

記 者：對(duì)于我國(guó)煤炭的高效清潔可持續(xù)開發(fā)利用，有沒有具體的戰(zhàn)略目標(biāo)？

謝克昌：根據(jù)我們的研究，到2030年應(yīng)實(shí)現(xiàn)以下發(fā)展目標(biāo)：調(diào)控煤炭開發(fā)總量，優(yōu)化煤炭開發(fā)布局，實(shí)現(xiàn)煤炭開發(fā)戰(zhàn)略性西移，形成煤炭科學(xué)開發(fā)和清潔高效的煤炭消費(fèi)模式。具體講，國(guó)內(nèi)煤炭開采量要控制在45億噸以內(nèi)，煤炭系統(tǒng)整體效率達(dá)到52%，燃煤二氧化硫排放量控制在960萬(wàn)噸以內(nèi)，燃煤氮氧化物排放量控制在760萬(wàn)噸以內(nèi)。當(dāng)前最重要的，是要利用新技術(shù)解決煤炭清潔燃燒問題，提高熱效率、減少污染物排放，特別是燃煤發(fā)電的清潔高效問題。

實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，需要我們?cè)诿禾抗?yīng)質(zhì)量、煤炭發(fā)電水平、煤炭輸運(yùn)以及節(jié)能減排等諸多方面的共同努力。設(shè)立煤炭科技重大專項(xiàng)，爭(zhēng)取在10至20年內(nèi)使我國(guó)煤炭科技自主創(chuàng)新能力和技術(shù)裝備達(dá)到世界先進(jìn)水平。

記 者：煤炭清潔利用包括哪些方面？現(xiàn)實(shí)中有哪些可行的途徑？

謝克昌：在國(guó)家能源局列出的低碳能源技術(shù)中，化石能源清潔高效利用技術(shù)排在第一位，這里主要指的就是煤炭的清潔高效利用，包括煤的安全、高效、綠色開采，煤利用前的預(yù)處理，煤利用中的污染控制與凈化，煤清潔高效發(fā)電和化學(xué)轉(zhuǎn)化等諸多環(huán)節(jié)。

從目前看，煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化離不開現(xiàn)代煤化工技術(shù)?，F(xiàn)代煤化工與傳統(tǒng)的煤化工路線不同，它是以煤熱解、氣化為基礎(chǔ)，以一碳化學(xué)為主線，合成各種替代液體燃料及化工產(chǎn)品，如天然氣、甲醇、二甲醚、合成油、烯烴、精細(xì)化學(xué)品等，替代問題如果解決得好，石油、天然氣對(duì)外依存度就不至于太高，這也是我國(guó)煤炭利用的重要方向。

世界煤化工的主戰(zhàn)場(chǎng)在中國(guó)。傳統(tǒng)的煤化工路線，包括煤炭焦化、煤氣化—合成氨—化肥等路線，布局分散、技術(shù)水平較低、能耗較高、產(chǎn)能過剩、污染較嚴(yán)重，轉(zhuǎn)型勢(shì)在必行。

記 者：如何盡快提高煤炭清潔高效利用的科技支撐水平？

謝克昌：目前，我國(guó)已成功開發(fā)以煤制烯烴、煤制油、煤制甲烷、煤制乙二醇等為代表的現(xiàn)代煤化工先進(jìn)工藝技術(shù)，并進(jìn)行了工程示范。但就整體而言，我國(guó)當(dāng)前的技術(shù)水平還不足以支撐煤炭的清潔高效利用。為此，我們認(rèn)為，應(yīng)盡快設(shè)立煤炭科技重大專項(xiàng)，大力提升煤炭科技創(chuàng)新能力。

具體包括：突破煤炭資源勘查、安全高效綠色開發(fā)、煤炭提質(zhì)、先進(jìn)煤炭燃燒和氣化、煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化、先進(jìn)輸電、煤炭污染控制、煤炭節(jié)能等一批核心技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)，著力突破一批重大成套裝備，建立煤炭清潔高效可持續(xù)發(fā)展支撐體系，引領(lǐng)世界煤炭清潔高效可持續(xù)開發(fā)利用技術(shù)發(fā)展。

未來(lái)20年，煤炭的地位無(wú)可取代

記 者：在未來(lái)20年，我國(guó)能源結(jié)構(gòu)會(huì)不會(huì)有大的變化？

謝克昌：對(duì)我國(guó)來(lái)說，現(xiàn)實(shí)的問題在于，什么能源替代煤炭？煤以外的其他能源，從長(zhǎng)遠(yuǎn)看都可以用，但就近、中期看，難以擔(dān)當(dāng)起主體重任。石油和天然氣受儲(chǔ)量短缺和引進(jìn)的困擾，風(fēng)能、太陽(yáng)能缺乏持續(xù)有效性和實(shí)用性，水能的地域和生態(tài)局限性明顯，核能面臨著原料供應(yīng)和廢料處理問題……因此，未來(lái)一段時(shí)間，甚至更長(zhǎng)遠(yuǎn)看，煤炭仍將是我國(guó)主體和基礎(chǔ)能源，雖然比例會(huì)有所下降。

我們預(yù)計(jì)，未來(lái)20年，煤炭在我國(guó)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中仍將長(zhǎng)期占據(jù)主體地位，在石油、天然氣、核電充分開發(fā)的情況下，2030年煤炭占一次能源消費(fèi)比重仍在50%以上，消費(fèi)量將達(dá)45億噸左右。

特別指出的是，現(xiàn)在我國(guó)60%～70%的能源消費(fèi)是生產(chǎn)性消費(fèi)，發(fā)達(dá)國(guó)家60%～70%用于非生產(chǎn)性消費(fèi)。因此，2009年哥本哈根會(huì)議提出的全球碳減排目標(biāo)，對(duì)于我國(guó)這樣一個(gè)以煤為主要能源并正處于工業(yè)化中期的國(guó)家來(lái)說是不公平的。但作為負(fù)責(zé)任的大國(guó)，我國(guó)提出了明確的減排目標(biāo)，任務(wù)之艱巨，壓力之巨大，顯而易見。

記 者：我國(guó)是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國(guó)，煤炭開發(fā)利用面臨哪些挑戰(zhàn)？

謝克昌：煤炭是我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程中的基礎(chǔ)性能源，長(zhǎng)期以來(lái)，煤炭在我國(guó)一次能源生產(chǎn)與消費(fèi)結(jié)構(gòu)中占70%左右。2012年，煤炭提供了電力燃料的75%、鋼鐵用能的85%、建材用能的71%、化工用能的40%。從消費(fèi)結(jié)構(gòu)上看，電力用煤占52.9%，鋼鐵用煤占15.3%，建材用煤占16.1%，化工用煤占6.6%，其他用煤占9.1%。

煤炭長(zhǎng)期大規(guī)模開發(fā)利用也帶來(lái)了一系列問題。一是煤炭資源開發(fā)條件變差。我國(guó)53%的煤炭資源埋深在1000米以下，褐煤和低變質(zhì)程度煙煤占55%，優(yōu)質(zhì)煤炭資源逐年減少，開發(fā)重心逐步向西部轉(zhuǎn)移；二是煤炭科學(xué)產(chǎn)能比重較低。滿足安全、高效、綠色開采條件的科學(xué)產(chǎn)能僅占1/3，這也是煤礦事故頻發(fā)的主要原因；三是煤炭輸配不合理，煤炭調(diào)運(yùn)形勢(shì)緊張。四是煤炭利用效率低。發(fā)電及供熱平均綜合利用效率僅為40%左右，比發(fā)達(dá)國(guó)家低10個(gè)百分點(diǎn)。

尤為緊迫的是，煤炭屬于高碳能源，我國(guó)又以碳排放系數(shù)最高的煤炭為主，污染十分嚴(yán)重。有統(tǒng)計(jì)顯示，在主要污染物排放中，燃煤排放的二氧化硫占90%，碳氧化物占75%，總懸浮顆粒物占60%，二氧化碳占75%。同時(shí)，每年還要排放數(shù)噸渣塵，重金屬超過2萬(wàn)噸，對(duì)人體危害很大。燃煤帶來(lái)的嚴(yán)重環(huán)境污染，必須引起重視。