超低排放成就清洁煤电——燃煤发电正在从黑走向白
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北极星大气网讯:10月21日，国务院新闻办公室举行新闻发布会称，截至2019年底，全国实现超低排放的煤电机组占煤电总装机容量86%，中国建成了世界最大规模的超低排放清洁煤电供应体系。放眼国外，煤电在为世界提供了百十年的电力后虽然渐显颓势，但许多国家至今仍在投入技术对其进行污染治理和改造，使它继续为人类服务。
图 国际能源署称世界燃煤发电在2018年到达创纪录的顶峰，然后从2019年开始下降。
印度：控制煤电污染会损失百亿美元
长期以来，煤电一直是全球电力生产的领导者。根据英国石油公司（BP）2018年发布的《世界能源统计年鉴》，本世纪以来，燃煤发电在全球电力生产中的占比基本徘徊在40%上下，几乎是核电、水电和可再生能源发电量之和。从煤电占能源供应比例来看，中国、印度、波兰和南非四国国内超过2/3的电力来自煤电。
图 印度燃煤电厂长期排放不达标，已经成为国家环境问题中的痛点。
以印度为代表的亚洲发展中国家，由于缺乏较为先进的清洁能源、储能技术以及成熟的可再生能源政策框架，使用清洁能源的成本较高，对印度这样的新兴经济体来说，廉价的煤电仍是最佳的发电选择，这就使得南亚和东南亚一带成为全球少有的煤电占比增长地区，但这也给当地煤电治污带来了不小的麻烦。
图 印度杜蒂戈林的一座亚临界燃煤电站，这种电站热效率最低，单位电量的碳排放最多。
几年前，印度科学技术与政策研究中心（CSTEP）进行的一项空气污染研究表明，由于印度的燃煤电厂向大气中排放大量有害气体和颗粒物，到2030年因不遵守排放标准导致的早死病例多达30万至32万例，此外还有5100万人因呼吸系统疾病住院。安装更先进的设备来控制硫氧化物、氮氧化物和颗粒物等是个不错的选择，但这笔账算下来，印度的燃煤电厂要损失98亿至115亿美元，每度电的成本会因此提高9%至21%，印度当局经过权衡，最后认为控制煤电污值得投入。2015年12月，印度环境、森林与气候变化部（MOEFCC）出台了限制燃煤电厂中硫氧化物、氮氧化物和颗粒物浓度的新标准，给国内燃煤电厂两年限期执行。但到2017年12月，当局发现几乎没有燃煤电厂安装了治理污染的设备，于是被迫将最后期限延长至2022年。”有消息人士说，两年限期让煤电行业承受了巨大的压力，这才导致了延期。但大多数专家认为，到2022年许多燃煤电厂仍不会遵守严格的标准。当局对此有所准备，正从招标和施工审批、杜绝监测数据造假和监督改造成本上加大管理力度。目前，印度正在改造境内所有旧煤电厂，使其排放水平降至国家标准，同时将关闭一批严重超期服役的老旧电厂。
图 印度是世界产煤大国，图为印度一处露天煤矿。
抛开具体的技术不谈，我们可以认为印度在煤电污染治理中遇到的问题是许多发展中国家普遍存在的。不过，好在随着可再生能源发电成本的不断下降，煤电在印度能源结构中的“王者”身份也许会开始动摇。
日本：逐渐淘汰低效燃煤电厂
据国际能源署（EIA）2019年公布的数据，2018年日本90多家燃煤电厂的发电量估计为3170亿千瓦时，在日本电力结构中占比约为1/3。日本煤炭消费总量中99%来自进口。2018年，日本进口煤炭总量超过2.1亿吨，若加上天然气发电量，日本有74%的电力来自于化石能源，这一比例远高于欧美发达国家。
图 福岛核事故发生后，日本煤电建设连续数年增长。
日本煤电高占比的原因是一次 历史 性突发事件。早在2010年时，日本经济产业省就计划减少燃煤发电量，计划到2030年将煤电份额减少一半以上，用核电弥补这一空缺，将核电比例提升至50%。然而，2011年发生的福岛核事故不仅大大削弱了日本电力的“清洁度”，更引爆了公众多年来都无法缓和的“反核”情绪。为弥补关停核电带来的电力缺口，日本启动了很多煤电项目。不过，日本较好地处理了煤电产能扩大和污染治理之间的矛盾，原因是日本在煤电污染控制技术上有底气。
日本自上世纪七八十年代以来，在燃煤发电诸多环节研发了大量先进技术，并投入使用，其中一些技术出口国外（包括中国）。在烟气污染防治技术方面，日本应用的以低低温电除尘技术为核心的烟气协同治理技术路线中，湿法脱硫的协同除尘效率可达 70%~90%。再如资源化脱硫技术中的活性焦脱硫技术，是通过移动床利用活性焦吸附解吸二氧化硫，利用硫酸生产工艺制备硫酸，集脱硫和收集工业原材料于一体。该技术在日本等国的大型电厂中投入应用，日本的新矶子电厂已有 2 600兆瓦机组的应用业绩。
在低氮燃烧方面，日本的三菱、日立公司等在低氮氧化物燃烧器开发与应用上均有良好表现。在低氮燃烧技术相关专利申请方面，全球相关专利申请企业排名前10位中，日本占有6家，美国有3家。但好消息是，近几年来我国在这方面的专利数量正迅速增加。
2015年6月，日本成立由政产学各界组成的“促进新一代火力发电技术协会”，开始举全国之力推动下一代火力发电清洁高效利用技术的开发。日本内阁于2018年7月批准第五个战略能源计划，推动日本向高效和下一代燃煤发电转变，以逐步淘汰低效煤炭使用。今年7月，日本经济产业大臣梶山弘志表示，日本将在2030年前逐渐淘汰低效燃煤发电厂，这是其战略能源计划的一部分，日本经济产业省官员开始制定更为有效的新框架，以确保逐步淘汰低效燃煤发电厂。
美国：煤电发电量最大的发达国家
全球能源监测机构发布的数据显示，2019年全球燃煤电站发电总量排名前十的国家由高到低依次为：中国、印度、美国、日本、韩国、南非、德国、俄罗斯、印度尼西亚、澳大利亚。在新建燃煤电站方面，2019年这10国中仅有美国、德国、澳大利亚3个国家没有新建燃煤电站投运，且美国2019年关闭的燃煤电站容量位居10国之首。但如今的美国仍然是煤电发电量最大的发达国家，燃煤电厂对美国空气污染带来的影响（包括PM2.5、臭氧和酸雨等）也不容忽视。在美国，燃煤电厂每年消耗的煤炭占煤炭消费总量的90%以上，燃煤电厂排放的二氧化硫约占全美国排放总量的一半，排放的氮氧化物占10%。
图 美国亚拉巴马州的寡妇溪燃煤电厂停运后，美国谷歌公司2018年开始动工，将其改造成一个使用可再生能源的数据中心。
在美国，大多数燃煤电厂采用湿法烟气脱硫系统（WFGD）来控制二氧化硫排放，用低氮燃烧器、燃尽风和选择性催化还原系统（SCR）来控制氮氧化物排放，用静电除尘器（ESP）来控制颗粒物（PM）。大约有一半的燃煤电厂还会使用带有袋式除尘器的活性碳喷射系统（ACI）来控制汞排放。美国在低氮燃烧领域较为擅长。美国有公司开发了旋转对冲燃尽风技术（ROFA），从锅炉二次风中抽取30%左右的风量，通过不对称安放的喷嘴，以高速射流方式射入炉膛上部，形成涡流，从而改善炉内的物料混合和温度分布，从而大幅降低氮氧化物生成。目前，该技术在欧美发达国家有良好的应用。
全球每年排放到大气中的汞总量约为5000吨，而燃煤过程中汞排放占相当大的比重。从上世纪末开始，汞污染治理一直是美国燃煤电厂的防治重点之一。美国环境保护署（EPA）称，在1990年，下列三个工业部门的汞排放总量约占美国的2/3：医疗废物焚化炉、市政垃圾焚烧厂和燃煤发电厂。前两个行业已受到排放标准的约束，但燃煤电厂的汞污染还有待治理。
图 2018年11月，美国北卡莱罗纳州的诺曼湖上热气蒸腾，附近的马歇尔电厂向湖中排放了大量温度较高的废水。
本世纪以来，美国燃煤电厂根据“清洁天空计划”的要求，开始重点解决排汞控制问题，美国能源部为此选择了8项新的排汞控制技术试验项目进行投资。美国电力科学研究院的专利排汞控制技术作为试验项目的一部分，在6个项目中进行试验。此外，美国能源部计划长期大规模地对富有发展前景的排汞控制技术进行试验，尤其是在燃烧褐煤和装有较小型静电除尘器的燃煤电厂展开试验。
欧盟：多国公布淘汰煤电时间表
在欧洲国家中，德国率先向燃煤发电污染开刀，在上世纪80年代制订了《大型燃烧装置法》，要求自 1987年7月1日起，大型燃烧装置排放烟气中的二氧化硫浓度不得超过400毫克/立方米，烟气中的硫含量低于燃料含硫量的15%。因此，几乎所有的德国电厂都在原有的机炉厂房旁建立起高大崭新的烟气脱硫、脱硝设备，这成为德国电厂的一大特色。德国人后来把1983至1988 年期间在全西德范围内加装烟气净化设备的举措称之为“改装运动”。到1988年，西德已有95%的装机容量安装了烟气脱硫装置，燃煤电厂的二氧化硫排放量由1982年的155万吨降低到1991年的20万吨，削减幅度达到87%，在欧盟和世界范围内起到了很好的示范带头作用。
图 位于劳西茨的一个德国燃煤电站，德国已经决定于2038年彻底停运燃煤电厂。
由于燃煤电厂烟气在脱硝、除尘和脱硫的同时，可对汞产生协同脱除的效应。欧盟《大型燃烧装置的最佳可行技术参考文件》建议，汞的脱除优先考虑采用高效除尘、烟气脱硫和脱硝协同控制的技术路线。采用电除尘器或布袋除尘器后加装烟气脱硫装置，平均脱除效率在75%（电除尘器为50%，烟气脱硫为50%），若加上SCR装置可达90%。
在清洁煤领域，欧盟研究开发的项目有整体煤气化联合循环（IGCC）技术、煤和生物质及废弃物联合气化技术、循环流化床燃烧（简称CFB，当前主流清洁煤燃烧技术）技术、固体燃料气化与燃料电池联合循环技术等。
图 英国北约克郡的艾格伯勒燃煤电厂已经于2018年关闭,同年该厂区成为电影《速度与激情》的拍摄场地之一。
在欧洲，煤电发展现状和预期因国家而异。这主要取决于各国监管机构对脱碳、空气质量的政策，以及煤电在各国电力生产中的地位等。为了落实《巴黎协定》中的节能减排目标，欧洲各国政府也相继公布了淘汰煤电的时间表：英国决定在2025年前关闭所有煤电设施；法国计划到2021年关闭所有煤电厂；芬兰考虑到2030年全面禁煤；荷兰将从2030年起禁止使用燃煤发电等。类似情况也在世界其他地方发生。包括美国在内的许多国家正在远离煤炭，因为其他清洁能源正在变得越来越便宜，而环境法规也让这种矿物燃料的市场遇冷——既然燃煤发电有替代选择，为什么还要用呢？
中国：煤电排污标准比发达国家严
由于煤电在我国电力供应结构中占比超过一半，全面实施超低排放和节能改造，有利于提升我国煤电行业清洁、高效、高质量发展的水平。自2014年以来，我国大力推进国内各发电企业实施超低排放和节能改造工程。一方面推行更为严格的煤电能效环保标准，提出全国有条件的新建燃煤发电机组大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值，具备条件的现役燃煤机组实施超低排放改造。另一方面，有关部门进一步明确超低排放电价政策，有效降低了企业改造和运行成本。
图 燃煤电厂是20世纪最重要的人类遗产之一
据中国电力企业联合会统计，在2012年至2017年这5年间，在全国煤电装机容量增幅达30%的情况下，煤电的二氧化硫、氮氧化物、烟尘排放量下降幅度达86%、89%、85%。煤电机组供电标准煤耗从325克/千瓦时下降至312克/千瓦时。考虑到我国煤电装机容量全球最大，现在超低排放改造的基础容量已经超过7亿千瓦，这在全世界都绝无仅有。以前，我国的烟气污染物排放标准比发达国家要宽松，但现在我国燃煤电厂烟尘、二氧化硫和氮氧化物排放水平已与燃气电厂接近，比发达国家的排放要求严格50%以上。
图 印尼中爪哇岛哲帕拉的孩子们在燃煤电厂附近玩耍，对近在咫尺的污染源视若无睹。这种景象在煤电持续扩张的东南亚很常见。
中国的燃煤电厂发生的变化说明，煤电作为上个世纪遗留下来的象征物并没有过时，只要我们有智慧地对其进行充分利用，它就能继续生存并焕发出生机活力。
图 南非国有电力公司新建成的库塞尔燃煤电厂也采用湿法脱硫装置
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据新闻媒体报道，欧盟多个国家达成了共识，决定对俄罗斯实施制裁，其中就包括从俄罗斯进口煤炭。政策实施之后，欧洲的煤炭价格出现了明显的提升，全球的煤炭属于供不应求的阶段，欧盟的决定在一定程度上已经扰乱了全球煤炭的供应，会对非洲，亚洲以及拉丁美洲都造成很大的影响。煤炭价格的提升也会提升天然气，电力的价格，欧洲煤炭的产量是有一定限制的，下滑的速度也是非常明显的，这也让欧洲各个国家非常依赖进口煤炭，同时进口的煤炭大多数都是来自俄罗斯的。
2020年，欧洲各个国家从俄罗斯一共进口了5,700万吨动力煤，欧洲从俄罗斯进口的数量占绝大部分。欧洲各国家通常会从俄罗斯进口两种煤炭，分别是发电厂所使用的热煤，另外一种便是炼钢的冶金煤。虽然有一些国家对欧洲的依赖并不是非常明显，但波兰以及德国很大程度上都依赖俄罗斯的能源。
如果欧盟真的对俄罗斯实施了禁运煤炭的政策，那么就不得不与其他的国家进行合作，比如南非，哥伦比亚，印度尼西亚等。在这个过程中，就会让其他出口国以及俄罗斯造成一些影响，全球的煤炭总产量也可能会出现明显的下降，在一定程度上会推高煤炭的价格。如果有些国家需要从很远的地方进口煤炭，那么必然会增加货运成本，同时也会让不少国家承受到非常大的经济压力。
不同国家的煤炭质量其实存在着比较大的差异，因此多数国家也需要考虑煤炭本身的情况。有些发动机需要使用特定的煤炭，如果换成了质量比较差的煤炭，那必然会增加燃料成本，而且也会提高电价。欧盟各国家需要寻找替代品，但在短时间内很难真正找到。
2022年8月11日，欧盟对俄罗斯煤炭的禁运正式生效，这对欧盟本身会造成极大的损失。欧盟内部认为如果禁运俄罗斯煤炭，就会让煤炭的价格进一步上涨，就会让本地区的电价进一步上升，会对当地的消费者造成比较大的负担。2022年4月份，欧盟就已经决定要对俄罗斯进行制裁，同时也会实施煤炭禁运的相关规定，欧盟表示会给成员国90天的过渡时间，但德国对此并不怎么满意，认为需要延长至120天。欧盟每个国家都有着不同的情况，因此对于煤炭的需求量是不一样的，比如德国就不怎么希望对俄罗斯进行制裁，因为德国是能源非常匮乏的国家。
欧盟做出这样的决定，无疑是在俄乌冲突的影响下，作出的一个反制措施。自乌克兰危机爆发之后，欧盟就对俄罗斯采取了制裁，俄罗斯是能源大国，欧盟每年都需要从俄罗斯进口大量的资源，其中意大利，德国，荷兰，波兰是最大的买家，而这些国家从俄罗斯进口的煤炭数量达到了进口总数量的65%，当切断了煤炭来源时，国家就需要寻找替代源。
欧盟各个国家对煤炭的需求量并没有对天然气的需求量多，因此即使切断了禁运，俄罗斯煤炭也并不会对欧盟各个国家的经济造成太大的影响，但价格上升，必然会导致其他能源的价格上升。一些国家也许会限制煤炭的出口，在一定程度上也会让全球煤炭的价格上升。
欧盟为了解决天然气短缺的问题，已经在积极的寻找替代能源，在短时间内想要寻找一个合适的替代源，是一件比较困难的事情，而且如果过多的使用煤炭，还有可能会对环境造成恶劣的影响。大多数煤电厂已经开始采取措施来支持煤电的发展，目的是为了缓解天然气短期的问题。
欧洲地区的煤炭资源会造成很大的缺口
由于乌克兰和罗斯的矛盾，导致双方兵戎相见，而在此次的矛盾中 欧洲各国都选择支持乌克兰，而对俄罗斯进行各方面的制裁，所以俄罗斯也通过天然气出口限制的方式反制欧洲各国，导致俄罗斯和欧盟各国的关系都十分紧张；而近期欧盟又通过了禁止进口俄罗斯煤炭的协议，整个欧洲地区的国家都将会停止俄罗斯煤炭的进口，虽然这个季节欧洲各国使用煤炭并不多，但是失去了最大的能源出口国，欧洲各国的煤炭储备还是会面临巨大的问题。
欧洲地区的经济将会持续倒退
虽然煤炭不会和经济直接挂钩，但是没看可以用作发电来制造电能，而电能又可以帮助欧洲的工厂制造高价商品进行出口，而一旦欧洲各国的煤炭储备出现问题，那么欧洲各国的电能也会出现紧缺，这会直接导致各个公司生产商品的效率；同时欧洲各国进口煤炭的价格也会上升，这也会导致制造商品的成本价上升，出口的盈利额就会下降，最终导致欧洲地区的经济不断下滑；同时能源价格不断攀升，这也会导致严重的通货膨胀问题。
欧洲的冬天将会面临严寒
由于俄罗斯和乌克兰的矛盾至今没有缓解的趋势，所以很有可能这场矛盾会一直持续到今年的冬天；而一旦欧洲地区进入冬天之后，就需要大量的天然气和煤炭 维持居民的正常生活，而欧洲各国失去了俄罗斯的能源供应之后，就不得不花费高价进口别国的天然气和煤炭，这会严重加大国家的财政压力，同时国家天然气和煤炭的储备也会减少，这甚至会影响到居民的正常生活，所以欧洲的这个冬天可能会面临极度的严寒。
由于德国的政策减少了从俄罗斯所进口的天然气，所以欧洲的天然气价格也在不断的上涨，为了减轻一些能源支出的压力，则国的不少家庭已经开始抢购一些煤炭来度过冬天。极端高温天气出去天然气和电力的价格都一路飙升，德国街头最火爆的店铺也成为了卖煤炭的。很多店铺甚至都被抢购缺货了。这主要是因为德国从俄罗斯进口的天然气减少飞行器天然气供应紧缺，德国的一些家庭的园长单排就是分的这种之后，政府还宣布在10月底就开始征收一些天然气的附加税。也就意味着多用多缴，所以德国的家庭选择是用煤炭来减轻压力。
根据媒体的报道可以看出德国的欧洲国家因为减少从俄罗斯能源的进口一些能源实在是有些短缺，所以能源的价格也是一路高升。德国因为天然气供应到短缺，甚至导致电力的价格都飙升了，这对于德国的一些普通家庭来说，能源支出都是一个非常大的压力。而在之后德国政府因为能源短缺的原因，还要征收一些天然气附加税。附加税的一个征收标准是每千瓦时2.419部分，这一则表示着天然气多用就要多交，这无疑将会使自己的能源支出成本更加的雪上加霜，所以在一些消费者看来，使用烧煤取暖无疑是一个更好的选择。
由于天然气价格一路上涨的原因，欧洲多个国家都开始重新启动煤炭发电，而德国的政府也在7月的时候就重新启动并且延长，运营了10多家，本来是要淘汰的煤电厂。而由于欧盟也是禁止进口俄罗斯的煤炭，所以各成员国也只能在国际上的其他市场抢购一些煤炭，这也同样加剧了市场上的竞争太高的价格。我国的人民也是掀起了一阵强攻煤炭的热潮，街上很多店铺的煤炭都已经被抢抢空了。
德国家庭进行抢购过冬煤炭，也主要是因为国内的天然气资源短缺，导致其价格上升，还有电力的价格也有所上升，为了减少家庭支出的压力，只能使用更加积极实惠的煤炭，使用煤炭取暖度过冬天。
据央视新闻消息，从当地时间11日开始，欧盟对俄罗斯煤炭禁运正式生效。
今年4月，欧盟决定对俄罗斯实施煤炭禁运。欧盟最初提出给成员国90天过渡期，在德国等国要求下延长至120天。这意味着，过渡期已于当地时间8月10日午夜期满结束，禁运从11日开始正式生效。对俄煤炭禁运是欧盟第五轮对俄制裁系列措施之一，也是乌克兰危机发生以来欧盟首次针对俄罗斯能源实施制裁。
据悉，2021年欧盟进口煤炭约1.1亿吨，其中约5100万吨进口自俄罗斯。欧盟每年进口的煤炭45%来自俄罗斯，总值大约40亿欧元。
相比于石油和天然气，欧盟进口的俄产煤炭金额低得多。目前，欧盟正加大力度从南非等国采购煤炭，希望弥补市场空缺。不过，欧盟内部普遍认为，尽管可从其他国家和地区进口煤炭，但成本将上涨；对俄煤炭禁运还意味着欧盟地区将面对电价上涨。
全球煤炭消费有望增至80亿吨，持平历史纪录
在俄罗斯能源遭到欧美日等国的抵制后，全球对煤炭和天然气的争夺日趋激烈，发电企业也在积极囤积燃料，全球煤炭消费增加。
数据显示，7月俄罗斯海运煤出口量环比下降6.19%，同比下降3.14%。其中向欧洲、韩国等地出口量均明显下降，向中国出口量同比增加14.65%，占比32%。已有印尼出口商开始向欧洲发运煤炭，德国、西班牙、意大利等欧洲买家均对印尼煤有采购意向。
随着欧洲天然气和电力价格不断上涨，再加上欧洲积极从全球各地采购煤炭来取代俄煤进口，需求激增推动欧洲煤炭市场价格一路上行。截至7月末，欧洲ARA港动力煤现货价/澳洲纽卡斯尔动力煤现货价分别为362美元/吨和421美元/吨，相比年初分别上涨142%和141%。
开源证券表示，欧盟对俄煤禁令即将生效，对俄罗斯天然气和石油进口的缩减也正逐步实施，油气替代性需求也转向煤炭，海外煤价或将被继续推升。
国泰君安也认为国际煤价或将再度上行。其表示，减排大背景下全球多年缺乏煤炭资本开支，能源制裁使本就偏紧的供需雪上加霜。测算替代叠加转移需求有望提高全球煤炭消费量的2.5%，除中国市场外有5.5%的提升。
近期，国际能源署在《7月煤炭市场报告》中称，根据目前的经济和市场趋势，2022年全球煤炭消费将在2021年增长6%的基础上继续增长0.7%，届时全球煤炭消费量将达到80亿吨，与2013年创下的年度纪录相当。
煤炭公司上半年业绩普遍高增
证券时报·数据宝统计，截至目前，已有30家煤炭上市公司预告或公告中报业绩。以区间中值计算，17股净利润同比翻倍，占比近六成。
在4家千亿市值巨头中，陕西煤业、兖矿能源在去年同期净利润超60亿元的基础上，同比增长近200%；中国神华和中煤能源净利润增幅在50%以上。4家上市公司均在业绩预告中提及煤炭等能源价格持续上涨对于公司业绩的拉动作用。此外，山煤国际、冀中能源、神火股份等一众百亿市值煤炭股，均有净利润同比增逾200%的亮眼表现。
七月以来，煤炭股跌多涨少。华阳股份涨幅居首，累计上涨37.68%；其后神火股份、国际实业双双涨逾20%。19股跌超5%，靖远煤电、兰花科创、昊华能源、晋控煤业、山煤国际累计跌幅均在10%以上。
机构关注度方面，7股评级机构逾10家，中国神华、陕西煤业、兖矿能源评级机构逾15家。
数据宝统计，多家煤炭上市公司具备欧洲出口业务。山煤国际拥有煤炭进出口专营权，公司主要产品为原煤及洗精煤，主要用于配焦用煤和动力用煤；安泰集团涉及欧洲市场以出口西欧地区为主，包括德国、法国、意大利、英国等；独立焦化龙头企业山西焦化其主产品冶金焦炭出口国为德国、荷兰等。（数据宝 张智博）
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