煤炭清洁高效利用是什么意思
煤炭清洁高效利用指煤炭洗选、燃料发电、清洁转化、分散燃烧等环节清洁和高效利用,关注效率提升和传统污染物控制。
在科技部“高效灵活二次再热发电机组研制及工程示范”项目中,包含两台660兆瓦超超临界二次再热机组。传统超超临界一次再热机组的发电效率一般为46%左右,而应用了二次再热技术后,发电效率可提升到48%以上。
在此基础上,2021年两台超超临界二次再热机组全年烟尘排放、二氧化硫、氮氧化物浓度均值比国家大气污染物超低排放标准低了一半左右,实现大气污染物超低排放。
新时代煤炭清洁高效利用,还要遵循“三高三低”特征,即:高效率、高安全度、高水平人才
首先,煤炭生产、运输和消费各环节应充分利用先进技术,做到节约高效;其次,要保证生产安全,使煤炭行业成为高安全度的行业;还要造就一支符合行业发展需求、能够引领行业进步的高水平人才队伍。三低是指低损害、低排放、低伤害。
最大程度降低煤炭开采对生态环境的影响;实现污染物、温室气体近零排放;改善矿井工作环境,保障煤炭行业从业者的身心健康。
首先需要从统筹推进煤炭清洁低碳发展、多元化利用和综合储运。应尽最大努力保障国家能源安全。要坚定肩负保障国家能源安全重大使命,夯实煤炭和燃煤发电基础保障,进入夏峰关键时期,我省保障能源供应任务艰巨,要全力保障煤炭生产。紧紧围绕保供目标,加强统筹规划,全力挖潜增效。
其次需要推广煤炭清洁利用的障碍等方面入手。主要来自技术和资金问题。煤炭清洁利用技术取得了长足进步,但仍有许多问题没有突破。特别是一些煤炭加工核心技术尚未掌握,仍需引进,增加了研发和推广成本。一些技术虽然达到了世界先进水平,但没有国家政策的支持是无法大力推广的,对提高煤炭清洁利用水平的作用有限。
再者需要推进节能减排重点工作,推动能源利用效率大幅提升。主要污染物排放总量持续减少,实现节能减碳减排协同,质量持续提升生态环境,目标是为尽快实现从能源消费“双控”向碳排放总量和强度“双控”转变创造条件,为实现碳达峰和碳中和目标奠定坚实基础。推动新型基础设施能效提升,加快数据中心和基站绿色改造,促进电子信息制造绿色利用。
要知道的是煤炭在我国能源体系中发挥着基础性和基础性作用,煤炭上下游产业是我国国民经济的重要组成部分。煤炭价格过高或过低都会对煤炭上下游产业平稳健康发展有影响和我国能源安全稳定供应产生不利影响。因此,建立煤炭上下游合作共赢的长效机制,将煤炭价格稳定在合理区间内,对于认真贯彻落实中央经济工作会议精神,促进煤炭上下游产业高质量发展。
有“乌金”之称的煤炭,是我国能源构成的绝对主力。2017年,煤炭消费量占我国一次能源消费的60%以上。然而,随着人民群众对美好环境的日益向往,煤炭这个能源领域的“老革命”,却不得不面临环保这个新难题。一方面,我国“富煤、贫油、少气”的能源结构特点,决定了未来相当长一个时期内,煤炭主体能源地位不会改变;另一方面,环保压力让煤炭处在社会舆论的风口浪尖,“排煤、禁煤、限煤”的呼声不绝于耳,让我国煤炭产业艰难前行。
作为中国乃至世界煤炭企业的领跑者,神东煤炭集团在壮大规模、巩固安全、提升科技水平的同时,把绿色和环保作为企业发展的核心理念,逐渐探索出一条“绿色开采+清洁利用+生态治理”的发展之路。源自神东的绿色能源,捍卫着京津冀的碧蓝天空,驱动起“长征”火箭的庞大身躯,让一座座超低排放机组有了源源不绝的清洁动力。环保、清洁,这既是惊艳世界的神东品牌,更是对煤炭产业发展前行的绿色引领。
清洁利用:“黑”与“绿”的结合,让“光与热”和“净与美”不再矛盾
煤炭的价值,是奉献光与热,点亮万家灯火,驱动马达轰鸣。如何在发挥煤炭价值的过程中,避免因排放带来的污染,这曾是世界性的难题。对此,神东人又如何破解?那就是通过开采、洗选过程中对煤质的严格管控,淋漓尽致地发挥出神东“三低一高”的特质,让煤炭的清洁利用和绿色转化成为现实。
2018年6月的一天,在神东集团补连塔煤矿22310综采工作面,矿综采一队队长石强正带领员工们在采煤机旁忙碌。不管手头的活再忙,只要发现金属丝、铁块、矸石、塑料等杂物,每一个人都会默默地捡起并放在悬挂在顺槽皮带上的杂物袋里。这样的杂物袋每隔20米就有一个,往往一个班就会放满,交接班期间由上一班集中处理。若是发现了漏掉的杂物,那就得接受每件500-1000元的罚款。由于低灰、低硫的特点,这个工作面采出的原煤被作为煤制油和煤制烯烃的专用原料。棱角分明的煤块,经过输煤皮带和栈道一路运至神东洗选中心煤制油选煤厂,又经过末煤重介旋流器洗选加工工艺,转化为灰分不超过5%的末煤,最终在鄂尔多斯煤制油公司煤直接液化工艺中转化为优质油品。由神东环保煤转化成的军民用柴油、车用汽油、军民用航空煤油等油品,不仅具有低硫、低氮等特点,燃烧后的废气所含污染物极少,可有效减少PM2.5的污染,是优质的清洁燃料。
神东煤的特征是“三低一高”,即低硫、低磷、低灰、中高发热量,是优质动力、化工和冶金用煤。对神东人来说,煤质是效益的源泉,更是品牌的保证。对煤质的检查,已成为神东一项常态化管理。通过在线监测、自动取样检验等措施,神东实现了对煤质的全流程控制,确保产品的优质、清洁。同时,以煤炭清洁高效利用为重点,神东围绕燃料煤、原料煤、煤基材料三个方向,加大清洁煤炭产品研发力度,扩大煤炭洗选、配煤、精加工和分质分级利用,形成了神洁、神优系列等20种不同规格产品的环保煤,拓宽清洁高效利用渠道,让神东煤成为造福万民和各行各业的“环保救星”。
清洁发电,净化蓝天。 “三低一高”的神东环保煤,与一座座能源集团超低排放机组相结合,烟尘排放低于5毫克/立方,达到并超过了天然气的排放水平,在点亮万家灯火的同时,又把对环境的影响降至最低,共同构筑起煤炭清洁利用的典范。
“用煤和用气一样干净”,这是神东人的保证,也是神东人的担当,更是神东人对煤炭产业最大的贡献和引领。
说起煤矿,高耸的煤堆和矸石山,飞扬的煤尘、流淌的黑水,还有塌陷的地表,人们的脑海中不由会闪过这样的景观。而在中国神东,由于坚持不懈的绿色开采和环境保护,不堪的景象成为过去,取而代之的一幅“产煤不见煤,采煤不见矸,矸石不外排,天蓝荒漠绿,煤海碧水流”的美丽画卷。
煤炭,是大地母亲对全体人类的惠赠。然而,在煤炭开采、洗选、运输等过程中,又实时产生着对生态和环境的损害,主要表现在煤炭采空区、地表破坏、粉尘污染,以及对地下水的影响。治理,从源头开始。针对煤田蕴藏实际,神东通过不懈地创新与努力,先后突破了5米以上6.3米、7.0米、8.0米、8.8米大采高加长综采工作面,以及采用厚煤层放顶煤开采技术、切顶留巷无煤柱等世界级的尖端开采技术,实现了安全开采、高效开采和绿色开采。以上湾煤矿为例,由于建成了世界首个8.8米超大采高智能综采工作面,经测算开采回采率可提高约8个百分点,煤炭产品含矸率降低5至8个百分点,比综放开采能多出煤约1500万吨,实现了经济效益和环保效益的双赢。
治理,在煤炭生产的各个环节。对开采中产生的吨矸石,神东通过自主创新的“分层开拓、无盘区划分、全煤巷布置、立交巷道平交化”采掘布置技术,最大程度减少矸石产出量,并充分利用井下废巷和贮矸硐室充填矸石进行煤矸置换,实现井下矸石不升井;对排出地面的洗选矸石,主要用于发电、制砖、填沟造田, 做到了“采煤不见矸”。 从矿井下到地面,煤炭的生产、运输、储存、洗选、装车,全部通过胶带输煤栈桥和原煤仓、产品仓、装车塔实现封闭运行,全程不落地。而铁路外运、销售煤炭,则采用自主研发的封尘固化剂喷洒固化煤列表层,降低铁路沿线的煤尘污染,实现了“采煤不见煤”。
“废水、废气、固废”,对煤矿开采影响环境的“三废”,神东人向来是不吝投入、重拳治理。多年来,神东累计投入环保治理资金18亿元,全面建设了清洁生产、“三废”治理、综合利用设施。所有矿井井下煤尘治理采用集控措施,对工作面及巷道实施喷雾与水幕喷洒措施,有效控制煤尘污染;对于地面集中采暖供热小区,采取热电联供模式减少烟尘产生,分散矿井所有锅炉统一安装了除尘脱硫设施,烟尘排放全面达标;应用煤炭开采地下水保护关键技术,在采空区建成35座地下水库(库容总量3200万立方,相当于2个西湖的水体量),地面建成38座废水处理厂和3座深度水处理厂,实现地下分布式水库、选煤车间、锅炉房构成废水闭路循环系统,和生产复用、生活日用、生态灌溉实现水的多种利用,在一个缺水地区建成了超10万人生活、年超千亿元产值的大型煤炭生产基地。
煤矿开采,不能以破坏环境为代价。这是神东人坚定地承诺,也是他们多年来夙兴夜寐、为之奋斗的目标。今日,这美丽的矿区告诉我们,神东人言出必践,一诺千金。
生态治理:当荒漠矿区成为绿色煤都,神东人圆了30年的梦想和追求。金山银山、青山绿水,这是神东人用双手创造的传奇
神东矿区地处毛乌素沙地与黄土高原过渡地带,干旱少雨,原生植被种类单调,平均植被覆盖率仅3-11%,风蚀区面积占总面积的 70% , 生态环境十分脆弱,是全国水土流失重点监督区与治理区。上世纪90年代,为了给自己和儿女们创造一个美丽的家园,神东的创业者以不畏艰苦的精神和百折不挠的勇气,克服了常人难以想象的困难,一点一点地染绿了矿区。随着时光的推移,荒凉的地貌早已成为老员工们心中的回忆。保护环境、建设生态矿区,则成为全体神东人秉承的理念。
面对资源开采与脆弱生态环境之间的矛盾,神东摒弃了先开发后治理的传统做法,坚持开发与治理并重,构建起持续稳定、科学有效的的生态系统。针对矿区外围流动沙地,优化草本为主、草灌结合的林分结构,营造了267平方千米生态防护林,建成了“外围防护圈”; 针对矿井周边裸露高大山地,优化水土保持整地技术,建设了“两山一湾”周边常绿林与“两纵一网”公路绿化 30平方千米,形成了常绿景观,构建起“周边常绿圈”; 针对生产生活环境,建设了森林化厂区、园林化小区 12 平方千米,绿地率达 40%以上,植被覆盖度达到了 80% 以上,打造出“中心美化圈”,成为采矿业水土保持治理的示范性模式。
通过科技创新路上的高歌猛进,神东人从无到有建立起采煤沉陷区生态修复技术体系。应用封堵种草、水保整地、锚固植树等技术措施,解决了裂缝、错台、滑坡等地质环境问题;采用水土保持与风沙治理措施,年减少入河泥沙约 566 万吨;采取覆土、植物与微生物综合复垦技术,提高了排矸场和沉陷区土地质量。为培育生态经济产业链条,神东大力发展沙棘等经济林产业,创新了“茶园式”种植模式,已栽植大果沙棘 25 平方公里 255万株,到盛果期预计可实现产值近亿元。在美化环境的同时,深度落实了精准扶贫政策,建立当地群众参与经济林营造和管护的机制,为当地群众提供了稳定收入。
神东,我国第一个两亿吨级新型煤炭基地。它不仅书写了中国煤炭工业的神话,更是创造了绿色开采的奇迹。几代神东人对环保梦想的一路追逐,勇于创新和敢于担当的神东精神,让环保与绿色成为惊艳世界的神东品牌。
既要金山银山,也要绿水青山。在中国神东这片梦幻之地,这不仅是追求,更是现实。
燃烧前净化加工技术:主要包括选煤、型煤加工和水煤浆技术,以选煤为主。相比其它方式而言,选煤能够以较低的成本最大程度地除去煤炭中大部分的矸石、灰分,部分硫分和其它有害杂质,减少燃煤对大气的污染,它是洁净型煤技术的前提。
燃烧中净化技术:主要包括流化床技术和先进燃烧器技术。流化床技术具有燃烧温度低、燃烧效率高、燃料使用范围广、脱硫效率高以及有效控制氮氧化物排放等优点。先进燃烧器技术能有效减少二氧化硫和氮氧化物的排放。
燃烧后净化处理技术:主要是消烟除尘和脱硫脱氮技术。消烟除尘方面电厂一般都采用静电除尘。脱硫分干法和湿法,脱硫效率都可达90%。干法脱硫是用浆状石灰喷雾与烟气中二氧化硫反应,生成干燥颗粒硫酸钙,用集尘器收集湿法是用石灰水淋洗烟尘,生成浆状亚硫酸排放。
洁净煤技术是指从煤炭开发到利用的全过程中旨在减少污染排放与提高利用效率的加工、燃烧、转化及污染控制等新技术。旨在减少污染和提高效益的煤炭加工、燃烧、转换和污染控制等新技术的总称。
洁净技术包括:选煤,型煤,水煤浆,超临界火力发电,先进的燃烧器,流化床燃烧,煤气化联合循环发电,烟道气净化,煤炭气化,煤炭液化,燃料电池。
直接烧煤洁净技术这是在直接烧煤的情况下,需要采用的技术措施:①燃烧前的净化加工技术,主要是洗选、型煤加工和水煤浆技术。原煤洗选采用筛分、物理选煤、化学选煤和细菌脱硫方法,可以除去或减少灰分、矸古、硫等杂质;型煤加工是把散煤加工成型煤,由于成型时加入石灰固硫剂,可减少二氧化硫排放,减少烟尘,还可节煤;水煤浆是先用优质低灰原煤制成,可以代替石油。②燃烧中的净化燃烧技术,主要是流化床燃烧技术和先进燃烧器技术。流化床又叫沸腾床,有泡床和循环床两种,由于燃烧温度低可减少氮氧化物排放量,煤中添加石灰可减少二氧化硫排放量,炉渣可以综合利用,能烧劣质煤,这些都是它的优点;先进燃烧器技术是指改进锅炉、窑炉结构与燃烧技术,减少二氧化硫和氮氧化物的排放技术。③燃烧后的净化处理技术,主要是消烟除尘和脱硫脱氮技术。消烟除尘技术很多,静电除尘器效率最高,可达99%以上,电厂一般都采用。脱硫有干法和湿法两种,干法是用浆状石灰喷雾与烟气中二氧化硫反应,生成干燥颗粒硫酸钙,用集尘器收集;湿法是用石灰水淋洗烟尘,生成浆状亚硫酸排放。它们脱硫效率可达90%。
煤转化为洁净燃料技术主要有以下四种:①煤的气化技术,有常压气化和加压气化两种,它是在常压或加压条件下,保持一定温度,通过气化剂(空气、氧气和蒸汽)与煤炭反应生成煤气,煤气中主要成分是一氧化碳、氢气、甲烷等可燃气体。用空气和蒸汽做气化剂,煤气热值低;用氧气做气化剂,煤气热值高。煤在气化中可脱硫除氮,排去灰渣,因此,煤气就是洁净燃料了。②煤的液化技术,有间接液化和直接液化两种。间接液化是先将煤气化,然后再把煤气液化,如煤制甲醇,可替代汽油,我国已有应用。直接液化是把煤直接转化成液体燃料,比如直接加氢将煤转化成液体燃料,或煤炭与渣油混合成油煤浆反应生成液体燃料,我国已开展研究。③煤气化联合循环发电技术,先把煤制成煤气,再用燃气轮机发电,排出高温废气烧锅炉,再用蒸汽轮机发电,整个发电效率可达45%。我国正在开发研究中。④燃煤磁流体发电技术,当燃煤得到的高温等离子气体高速切割强磁场,就直接产生直流电,然后把直流电转换成交流电。发电效率可过50%~60%。我国正在开发研究这种技术。
在我国陕西榆林正式投入运行的是全球最大煤制氢变压吸附装置项目,这一个项目的顺利进行,可以很好地帮助我国实现煤炭清洁高效转化。这一个项目是使用我国自主研发的大型化变压吸附专利技术,这一项由我国拥有的专利技术是大型煤制氢装置在工艺技术、设计制造的难题,将煤炭向石油化工产品进行高效转化,还有利于实现高效利用煤炭资源,兼具环境保护。
煤制氢是用煤炭还原剂,用水蒸气作为氧化剂,利用高温条件下的反应,生成的一氧化碳和氢气可以在进一步经过转化,成为氢气和合成气,经过一系列装置的转化,生成高质量的清洁油品和化工品。在转化的过程中所使用的的E-Gas 煤制氢联合装置,碳转化率高、热利用效率高、耗氧少,可以降低成本实现高效转化和绿色环保兼具。
值得注意的是,在陕西榆林正式投入运行的煤制氢变压吸附装置项目是全球之最,每年产氢的产量可以达到35 万吨。这一个装置可以很好地达到了氮氧化物、二氧化硫、污水等污染物都一样实现了达标排放,达到行业先进水平,这一个进步对我国经济发展有着重要意义。
煤炭现在还是一项重要能源,我们要使用煤炭,也有符合现在绿色环保的要求,所以,使用这个煤制氢变压吸附装置项目可以达到煤炭资源高效清洁利用,保障我国的能源安全,有利于我国环境保护事业的发展,也有助于我国经济的进步。从长远上来看,在能源安全和实现可持续发展这方面来看,使用煤制氢变压吸附装置也有很重大的意义。
央行增加千亿专项再贷款,支持煤炭清洁高效利用,这释放了什么信号?
为进一步释放我们的煤炭产能,中国人民银行增加1000亿元支持煤炭清洁高效利用专项再贷款额度。本次增加的1000亿元额度,将专门用于支持我们的煤炭开发使用和增强煤炭储备能力。在我们的新增额度支持领域包括煤炭安全生产和储备,以及煤电企业电煤保供。
信号一、先贷后借的直达机制:要知道我们当前世界局势复杂演变,国际能源价格持续高位波动,对我国能源安全和经济平稳运行带来更大不确定性和挑战。次增加1000亿元专项再贷款额度,专门用于支持煤炭开发使用和增强煤炭储备能力,有利于充分发挥我国富煤的资源禀赋特点,保障能源稳定供应,支持产业链供应链稳定,支持经济运行在合理区间。支持范围内符合标准的项目发放优惠贷款,贷款利率与发放时最近1次公布的同期限档次贷款市场报价利率大致持平,可根据我们企业信用状况下浮贷款利率。
金融机构应优先支持煤炭安全生产和储备的项目贷款。对于煤电企业电煤保供领域,金融机构发放的煤电企业购买煤炭的流动资金贷款可按要求申请专项再贷款支持。
信号二、大宗商品保供稳价:我们的人民银行实施好碳减排支持工具和支持煤炭清洁高效利用专项再贷款,通过金融机构向企业提供融资支持。推进了我们的煤炭清洁高效利用,推动煤电机组节能减排改造、灵活性改造、供热改造,提高能源使用效率。切实的保障我们的市场供应,加快优质产能释放,加强价格和储备政策协调联动,发挥储备调节作用,强化储备和进出口调节。为加强能源供应保障,促进煤炭进口。
首先我国煤炭技术含量高,生产效率高。煤炭生产效率也称为生产人机工程学,即一个普通工人一天工作的煤炭产量。技术进步推动我国煤矿机械化水平和单井产量规模逐步提高,带动煤炭生产效率快速提高。智慧绿色已成为煤炭生产的新趋势。煤矿安全得到根本改善。我国煤炭资源普遍埋深,采煤以地下煤矿为主。井下环境复杂,灾害风险因素多,煤矿安全生产面临巨大挑战。
其次矿石容量和外观良好。根据新发布的绿色矿山建设标准要求,煤矿在矿山外观、矿区绿化、废弃物排放、生态保护与修复等方面有更高的约束性要求。为进一步贯彻创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念,绿矿对矿区功能分区进行了合理布局。矿山外观与地表、植被等周边自然环境和谐统一,绿化覆盖率达100%。矿区花园实现“三季花四时绿”,煤矿环境堪比大学校园。
未来煤矿建设趋势将会走寡头垄断的产业结构。在长期的市场竞争和政府引导下,煤炭行业进入生命周期成熟期,生产效率高,生产成本稳步下降。四大煤炭企业占据90%以上的市场份额。这种产业结构既符合规模经济的要求,又保持了相当大的竞争活力,适合长期稳定发展。
要知道煤炭产业是指以开采煤炭资源为主的产业。它是国家能源的主要来源之一,也是国民经济的重要支柱之一。煤炭在我国能源中的主导地位不会改变。虽然比重呈缓慢下降趋势,但煤炭在我国能源市场的主导地位不会改变,当前国民经济的发展离不开煤炭。煤炭产业高质量发展面临多重挑战。新能源、清洁能源替代煤炭步伐加快;煤炭需求增速放缓;煤炭清洁高效利用迫在眉睫。
“富煤、贫油、少气”的能源资源特点形成了我国“以煤为主”的能源结构,占我国一次能源消费的70%。2013年,我国原煤产量36.8亿吨,如此大规模的资源开发对环境的扰动和煤炭消费对环境的影响巨大,煤炭资源综合利用尤为重要。
煤炭资源分布集中,部分省份资源开发强度过大。煤炭资源储量主要集中在山西、内蒙古、新疆、陕西、河南和安徽等省(自治区),6省(自治区)基础储量占比合计占全国的76.2%。从主要省份的储量和产量占比看,内蒙古、陕西、安徽和甘肃4省(自治区)煤炭资源产量和储量比例不匹配,特别是甘肃省储量约占全国的1.5%,而产量占全国的8.5%,资源开发强度过大(图1-26)。2012年,全国煤炭采区回采率约为79%。
图1-26 2012年主要省份煤炭储量及产量占全国比例
资料来源:全国矿山调研统计数据。
入洗率逐年提高,洁净煤生产规模增加。2013年,全国原煤产量36.8亿吨,同比增长0.8%;入洗原煤21.7亿吨,入洗率62%。从2010年以来煤炭入洗率总体稳步提升,2013年全国煤炭入洗率比2010年提高了8%。煤炭产量逐年增长的情况下,入洗率的稳步提高,说明我国洁净煤生产规模在增加(图1-27)。
图1-27 2005—2013年全国煤炭资源入洗情况
资料来源:煤炭工业协会。
2013年,全国90家大型煤炭企业原煤产量27.7亿吨,占全国原煤产量的75%,同比增长5.6%;90家大型煤炭企业入洗原煤8.15亿吨,同比增长3.7%。全国前10家企业精煤产量6.94亿吨,占全国90家大型企业洗精煤产量的85%(表1-3)。
表1-3 2012年和2013年前10名企业精煤产量
资料来源:煤炭工业协会。
专栏1-3 煤炭资源合理开发利用“三率”指标要求(试行)
(一)煤矿采区回采率
1.井工煤矿
薄煤层(小于1.3米)不低于85%;中厚煤层(1.3~3.5米)不低于80%;厚煤层(大于3.5米)不低于75%;对于采用水力采煤技术的井工煤矿,薄煤层、中厚煤层和厚煤层的采区回采率分别不低于80%、75%和70%。
2.露天煤矿
薄煤层(小于3.5米)不低于85%;中厚煤层(3.5~10.0米)不低于90%;厚煤层(大于10.0米)不低于95%。
(二)原煤入选率
煤炭矿山企业的原煤入选率原则上应达到75%以上。
(三)煤矸石与共伴生矿产资源综合利用率
国家鼓励煤炭矿山企业合理开发与综合利用煤矸石以及与煤共伴生矿产资源。开采设计或开发利用方案也要对煤层气、黄铁矿、镁、铟、高岭土等矿产资源开发利用提出指标要求。其中煤矸石和矿井水综合利用率均应达到75%以上。
煤矸石利用率波动不大,未来还有提升空间。煤矸石是煤炭开采和洗选加工过程中产生的主要固体废弃物。我国井工采煤的煤矸石产出量很大,约占原煤产量的15%~20%。据煤炭协会不完全统计,目前全国累计堆放的煤矸石约80亿吨,规模较大的煤矸石山2600多座。大量排放的煤矸石,不但压占土地,且矸石中的一些有害微量元素经雨水淋溶后,还会污染土壤和周围水体。2012年,国内煤矸石利用率约为62%(图1-28),煤矸石的主要利用途径包括发电、制建材、井下充填、土地复垦、筑路、提取氧化铝、制作肥料等。《矿产资源节约与综合利用“十二五”规划》中提出,2015年东部、中西部和东北部煤矸石综合利用分别达到90%、60%和75%。目前,我国矸石综合利用率在62%左右,距离规划目标差距不小,尚需进一步提高煤矸石的综合利用率。
图1-28 2007—2012年我国煤矸石利用情况
资料来源:煤炭工业协会。
粉煤灰综合利用率总体稳定,其年增量大于利用量。粉煤灰主要是燃煤发电排放的固体废弃物,每燃烧1吨煤可产生250~300千克的粉煤灰。2011年国内粉煤灰产生量达5.4亿吨,综合利用率68%(图1-29)。产生量和利用量分别比2010年增长0.6亿吨和0.4亿吨,同比分别增长12.5%和9.8%,利用量仍不及增量(图1-30)。
图1-29 2007—2011年我国粉煤灰利用情况
资料来源:煤炭工业协会。
图1-30 2008—2011年我国粉煤灰产生量与利用量增长情况
资料来源:煤炭工业协会。
粉煤灰利用的途径较多。其中,用于生产水泥占41%,用于生产商品混凝土占19%,用于生产粉煤灰砖占26%,用于筑路、农业和提取矿物等高附加值利用合计占14%。
专栏1-4 煤炭清洁生产与当前雾霾关系
2013年2月初中国科学院“大气灰霾追因与控制”专项组发布的研究结果显示,华北地区强雾霾是人为与非人为因素共同作用的结果。燃煤和机动车尾气是京津冀地区大气污染的元凶,其中燃煤占34%,机动车尾气占16%,其余来自工业、外来输送、扬尘、餐饮及其他。
根据我国《能源发展“十二五”规划》,与环保有关的三个目标均是约束性的——单位GDP二氧化碳排放量每年下降17%,煤电二氧化硫排放系数每年下降12.4%,煤电氮氧化物排放系数每年下降15.1%。我国制定了严格的环保规划,为了让它们更好地实现,恐怕还需要更细致的执行方案、更严格的监管制度以及政策和资金层面更多的支持。
20世纪50年代发生在伦敦的烟雾事件是煤炭污染的典型代表。在那个煤炭清洁利用技术还不完善的时代,英国针对空气污染的治理主要是“去煤化”。
从长远来看,为了人类在更清洁的环境中生存,清洁能源将越来越多地被人们选择。英国环境治理,对我们有前车之鉴,但同时,因时代的不同,我国治理环境可以有更多的选择。清洁能源的发展是必然的趋势,煤炭清洁利用理应得到提倡。
综合利用产值大幅减少,综合利用产值率也出现下降。2012年,我国煤炭综合利用产值为732.79亿元,同比下降22.89%,占全国总值的60.3%;综合利用产值率5.46%,同比下降29.91%(图1-31)。
图1-31 2006—2012年我国煤炭综合利用产值变化情况
资料来源:全国非油气矿产资源开发利用统计年报(2006—2012年)。
专栏1-5 甘肃窑街煤炭集团综合利用案例
甘肃窑街通过综合利用油页岩等共伴生资源,在海石湾煤矿实施了岩空留巷Y型通风连续开采技术,实现煤层连续开采,进一步提高了煤炭资源回采率;对煤炭开采共伴生的油页岩资源采用具用自主知识产权的方炉炼油技术,实现综合利用;对油页岩炼化尾气混合后作为燃气发电燃料的实践应用属国内首例使用,初步实现煤矿资源高效开采,共伴生资源(油页岩)及工业废弃物(煤矸石、煤泥、粉煤灰)综合利用,形成了以煤炭资源高效开采、共伴生资源综合利用和绿色矿山建设为核心的资源节约与综合利用体系。
一是加大技术创新力度,开发更加节能环保、适合分散供热的清洁煤和炉灶。在这方面,市场上有许多技术。然而,没有系统的方法来开发热效率更高、成本更低的洁净煤技术,来改善洁净煤的形状和密度,以及控制复合功能添加剂二次燃烧造成的污染。各方需要共同努力克服它们。最近,一些地区反映,政府推广的洁净煤不容易点燃,不容易封火等问题需要注意。技术研发能否跟上标准,煤质能否达标,直接影响洁净煤的推广和煤炭在清洁供热中的命运。同时,节能环保炉灶的市场份额只有70%,这也说明这个市场存在巨大的技术创新和推广空间。
二是我们应该提供良好的服务。煤和炉具能否配套,是影响取暖和减排的重大问题。这与人们以往的理解和使用习惯不同,一定要做好这方面的工作。政府和企业要切实宣传洁净煤、节能环保炉灶,并给予有效引导。要从思想观念和实际操作上努力,确保人们使用方便,充分发挥洁净煤、节能环保炉灶的真正作用。
三是政府部门的监管要到位。洁净煤供暖节能降耗有哪些合理建议?首先要加强对民用煤炭市场的监管,防止劣质煤炭从生产、运输、销售等方面进入市场。其次,要加强煤炭和炉灶的质量管理,严格执行民用煤炭标准,鼓励企业发展节能环保炉灶,确定标准,淘汰落后炉具。建议定期进行抽查和评估。
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