能源類型及使用方式的變化，映射著人類社會的發(fā)展。在經(jīng)濟高度發(fā)達、日益重視環(huán)保的時代，清潔低碳的可再生能源迅速發(fā)展，逐漸替代高污染、高碳的化石能源。但是我國能源稟賦以煤炭為主，在今后相當長的一段時期內(nèi)，以燃煤為主的發(fā)電結構不會發(fā)生根本性改變。如何清潔高效地利用化石能源，具有十分深遠的現(xiàn)實意義。
近日，記者在2017中國電機工程學會年會上采訪到國家電網(wǎng)顧問、中國工程院院士黃其勵，請其就煤炭的高效清潔利用發(fā)表觀點。
高效低碳 助力能源轉(zhuǎn)型升級
環(huán)境問題和能源安全倒逼戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型，以及全球能源技術創(chuàng)新下的多元化趨勢，共同推進了我國能源體系加速變革。“十九大報告多次提到能源問題，我歸納為一句話，就是要加速能源轉(zhuǎn)型?！秉S其勵對記者說?！昂唵蝸碚f，能源轉(zhuǎn)型就是由低效向高效、高碳向低碳、污染向清潔、單一向協(xié)調(diào)利用轉(zhuǎn)化。我們國家能源利用效率約為33%，與世界先進水平相差十幾個百分點，節(jié)能空間和技術發(fā)展?jié)摿艽?。能源轉(zhuǎn)型有兩大主力，一個是化石能源的清潔化和低碳化，二是清潔能源的規(guī)?；腿~消納?！?/p>
當前，世界化石能源消耗占全球能源消費總量的81%，燃燒化石能源產(chǎn)生的二氧化碳占人類活動碳排放總量的四分之三，是導致氣候變暖的重要因素。黃其勵認為，人類發(fā)展至今，化石能源有不朽的功績，結合我國實際，煤炭一直是最主要的一次能源。但是量變到質(zhì)變，在本世紀的能源轉(zhuǎn)型時期，煤炭是“老革命遇到新問題”，它應該面對新挑戰(zhàn)、扮演新角色、承擔新責任。
“我國60%的煤炭用于發(fā)電，燃燒產(chǎn)生的二氧化碳和二氧化硫排放量世界第一，清潔、低碳發(fā)展勢在必行。這就要求，以煤炭為主的能源應盡量高效化和清潔化利用，清潔煤將成為今后的發(fā)展重點，關鍵是如何用一種巧妙、創(chuàng)新、跨界的方法進行融合，實現(xiàn)清潔能源替代。高效、低碳、綠色的能源體系是能源轉(zhuǎn)型的核心?！秉S其勵分析。
注重兼容 完善小機組靈活性改造
近年來，我國清潔能源裝機的比重逐步上升，電源結構不斷優(yōu)化，但在今后相當長一段時期內(nèi)，我國以燃煤為主的能源結構不會發(fā)生根本性改變。高效和低碳，成了能源轉(zhuǎn)型期出現(xiàn)的高頻詞。
黃其勵介紹：“現(xiàn)在我國已經(jīng)擁有世界上臺數(shù)最多、總?cè)萘孔畲蟮某R界火電機組，對降低煤耗、高效利用煤炭發(fā)揮了重要作用?！秉S其勵強調(diào)，“要特別注意電源結構問題，要確保有一定比例的調(diào)峰機組容量。用戶的用電負荷是反應需求變化的曲線，為了滿足用戶的用電需求，必須有基荷機組、腰荷機組和尖峰負荷機組的合理、科學組合，來滿足用戶日益增長的個性化用電需求。參照國外發(fā)達國家的經(jīng)驗，為了滿足用戶的用電需求，和支撐不穩(wěn)定的風電和太陽能發(fā)電的發(fā)展，必須要有總裝機容量10%以上的調(diào)峰機組，比如抽水蓄能發(fā)電站、燃氣輪機發(fā)電站等。”
黃其勵提出，火電機組應重視高效、環(huán)保，進入靈活運行的新階段，應利用其自身優(yōu)勢實施靈活性改造。他為記者舉了個例子：一臺60萬千瓦火電機組的金屬重量約在5000噸左右，加上各種保溫材料總量是很大的。利用它們的溫度和熱容量的受控變化，可以當成一個很大的蓄熱池；另外通過自動化和智能系統(tǒng)改造，讓機組能夠在70%以下的負荷安全運行，經(jīng)過適當?shù)撵`活性改造，甚至在30%負荷的情況下仍能安全運行，就能起到應有的調(diào)峰功能。因此高效、低碳、清潔、靈活運行，是今后一段時期火電機組所必須具備的功能。
“還有一個需要注意的問題，過去社會上不太重視自備電廠和地方電站的機組管理，它們主要用來滿足企業(yè)自身的電力需求，而不承擔社會責任，不注重環(huán)保，沒有什么治理措施，實際上是污染的大戶，是環(huán)保工作的盲區(qū)。我建議，要加大對自備電廠和地方電站機組的改造力度，讓它承擔與大型火電廠一樣的社會責任和提高清潔發(fā)電水平，實現(xiàn)高效、低碳、低污染排放，并且也要并入電網(wǎng)，接受電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度，滿足企業(yè)和社會兩方面的需求。它們要加強技術進步和必要的技術改造?！秉S其勵說。
物盡其用 發(fā)揮煤炭資源屬性
黃其勵認為，煤炭既是能源又是資源，但現(xiàn)在人們往往只注重其能源屬性。如果把煤炭的兩個屬性用好，首先發(fā)揮它的資源優(yōu)勢，后發(fā)揮它的能源優(yōu)勢，綜合利用其本質(zhì)特點，將會取得更好的效用。
談起煤炭的資源屬性，黃其勵解釋說：“煤炭是一種非常寶貴的物質(zhì)，作為能源，可以通過燃燒釋放能量。但更主要的，煤炭是一種資源。組成煤炭的成分有碳、氫、氧、氮、硫等，這些都是煤化工的原料。煤化工可以使煤轉(zhuǎn)化為氣體、液體和固體產(chǎn)品或半成品，代替石油化工，所以它是一種非常重要的資源?！?/p>
黃其勵向記者介紹說：“過去我們發(fā)電主要靠煤炭，我們可以預計，二、三十年之后，發(fā)電主要靠清潔能源，比如風電、水電、核電、太陽能發(fā)電等。發(fā)電任務由清潔能源來完成，而煤炭主要作為資源使用。比如把煤氣化，經(jīng)過化學處理最終變成汽油、甲烷、乙醇、甲醇等。我國石油對外依存度63%左右，可以利用煤炭的資源屬性，為石油安全做貢獻。煤炭作為重要化工原料使用，提高其附加值，提高經(jīng)濟增加值。如果能實現(xiàn)煤炭清潔高效利用和新型節(jié)能技術并重，明確煤炭作為資源使用的目標，我覺得煤炭算是物盡其用了。”
