社会各界对于煤炭分级分质利用的内涵特别是重要性的认识非常有限,行业外多数人甚至不知道煤炭分级分质利用这一概念,即使业内对其认识也大多停留在上世纪六七十年代,多数还不清楚煤炭分级分质近年来发生的根本性变化。
三、煤炭分级分质利用仍面临诸多挑战
思想认识亟待提升。尽管目前煤炭分级分质利用已引起国家重视,但其定位还很笼统,国家还没有专门的规划(仅在《煤炭清洁高效利用行动计划(2015-2020年)》中有简单描述),下一步工作如何开展还未布局,且与其他国家相比明显落后。早在20世纪30年代,德国就开始研究和应用煤炭分级分质利用技术并建立了工厂,成功地获取煤焦油,加工成柴、汽油,成为“二战”期间德国油品供应的重要来源。日本通产省在《21世纪煤炭技术战略》报告中,特别提到了提高燃料利用率的高增值技术,其中把低温快速干馏制取燃气、燃油及高价值化学品作为重要研究项目。美国能源部也把煤中提取部分高品位液体燃料和化学品列入“21世纪能源展望”计划中一项重要内容。同时,社会各界对于煤炭分级分质利用的内涵特别是重要性的认识非常有限,行业外多数人甚至不知道煤炭分级分质利用这一概念,即使业内对其认识也大多停留在上世纪六七十年代,多数还不清楚煤炭分级分质近年来发生的根本性变化。
部分系统性配套技术有待攻克。目前,煤炭分级分质利用部分系统性配套技术有待进一步解决和完善。
一是热解装置能否大型化是影响煤炭分级分质利用经济性、环保性、安全性的重要因素。煤炭主体是碳,要拿出规模产量的焦油、煤气,必须将整体规模做大。尽管旋转床低温干馏分质利用技术已建成单系统百万吨级干馏装置并实现工业化应用,但仍有进一步放大的空间。
二是煤炭热解后的洁净煤如何与钢铁、建材、发电、民用、化工等产业实现有机连接、系统耦合,既是影响煤炭分级分质利用现实经济效益、社会效益和环保效益的重要一环,又是一个技术难点。热解所产洁净煤具有可磨指数高 (提高10%-15%)、有害元素低、发热量高、挥发分适中等特点,可替代无烟煤、贫煤、瘦煤,可广泛用于发电、高炉喷吹、民用、化工等领域。由于现有钢铁用高炉喷吹煤、电煤、民用散煤、化工用煤等均有一套严格的质量指标标准,洁净煤需要通过控制工艺来调控挥发分、热值等指标,以满足用户需求。因此,目前,工业上洁净煤广泛用于铁合金、电石、钢铁冶炼行业,但用于发电、民用烟煤替代、化工等耦合技术仍处于初步探索阶段,尚不成熟。
三是热解所产焦油成分复杂,含有的有机物超过1000种,主要是芳香族化合物,烷烃、烯烃化合物较少,有少量含氧、含氮和含硫的化合物。目前,工业上的焦油提质技术仍不成熟,煤焦油提取高附加值组分技术仍需要攻关。
缺乏科学的洁净煤质量标准。原料煤经低温热解,降低了挥发分,脱除了部分硫、氮、重金属等有害元素,可用作民用洁净燃料,尤其适合做民用型煤。2014年6月国家能源局与京津冀三省市及相关能源企业签订的 《散烧煤清洁化治理协议》明确提出“到2017年底,基本建立以县(区)为单位的全密闭配煤中心、覆盖所有乡镇村的洁净煤供应网络,优质低硫散烧煤、洁净型煤在民用燃煤中的使用比例达到90%以上”。但由于目前洁净煤质量标准缺失,导致分级分质利用所生产的洁净煤并未纳入到各地供应方案;同时由于单个生产厂商规模普遍偏小、生产过程中易掺混有少量焦油,一些洁净煤利用还产生刺激性气体,导致洁净煤产品质量参差不齐、以次充好。当然,除民用外,洁净煤用于分散燃烧、发电、化工同样要有相应质量要求,而目前尚缺乏科学的质量标准,极易发生“劣币驱逐良币”现象。
政策支持力度明显不够。研发、应用和推广煤炭分级分质利用技术是一项跨行业、跨领域、跨部门的系统工程,涉及煤炭、油气化工、电力等多个行业,由于我国长期的行业分割,目前无论电力或化工领域的管理、技术人员对煤炭分级分质利用技术的认识都不够全面、系统,尚未形成合力。同时,尽管国家有关部门已在相应政策规划或行动计划中提出要鼓励煤炭分级分质利用示范推广,但由于该技术属近年来提出并开发的一种新型煤炭利用方式,目前对这类技术仍未形成一套专门、系统、健全的示范鼓励和产业扶持政策,煤制油、煤制气等现代煤化工项目均建有示范项目,而煤炭分级分质利用示范仍是空白,加之目前洁净煤市场供应面狭窄、推广受限,在很大程度上限制了煤炭分级分质利用技术的应用和推广。
四、推动煤炭分级分质利用科学发展的建议
第一,应转变观念、高度重视,将煤炭分级分质利用纳入国家能源“十三五”规划并制定专项规划。政府部门要深刻认识加快煤炭分级分质利用是实现煤炭清洁高效利用、切实推动我国能源生产革命的重要选择。鉴于此,建议将煤炭分级分质利用纳入《国家能源发展“十三五”规划》。根据技术发展状况、区域煤炭资源条件、市场承接能力、水资源承载力和生态环境容量等因素,研究制定煤炭分级分质利用发展规划和行动计划,明确煤炭分级分质利用的适宜区域、发展规模,加快制定煤炭分级分质利用技术和装备标准,研究建立煤炭分级分质利用技术和装备评价机制,及时向社会发布先进技术和装备目录。同时,要充分利用多种媒体,加强宣传,提高全民认知程度,促进煤炭分级分质利用高起点、高水平发展。
第二,应加快推进煤炭分级分质利用系统性关键技术攻关和示范。将煤炭分级分质利用技术列入国家“十三五”国家重点研发计划优先启动专项,组织力量开展热解装置工艺优化与设备定型、热解与燃煤锅炉发电耦合、煤焦油加氢、煤气制氢联产LNG等技术攻关。鼓励并加快开展煤炭分级分质利用产业化示范和规模化利用,鼓励利用成熟的热解技术,在国家规划的煤炭煤电基地建设一批煤炭分级分质利用示范项目,推进煤-化-电-热一体化发展,实现“分级分质、能化结合、集成联产”;待项目稳定运行、通过国家层面的验收后,有计划、有步骤地在全国范围内推广应用。
第三,应研究制定洁净煤替代散烧煤的质量标准和纳入京津冀洁净煤供应网络的具体方案。为提高洁净煤替代散烧煤效果,避免以次充好,替代散烧煤的洁净煤应达到一定的质量要求,建议参照民用无烟煤的相关指标要求,从挥发分、硫分、灰分、焦油含量等方面制定洁净煤(洁净煤型煤)的质量标准。同时,加快论证以神府煤田圈为基础建立低温干馏洁净煤规模化生产示范基地和京津冀地区消费示范基地的可行性,研究制定将煤炭分级分质利用技术所产洁净煤、洁净煤型煤纳入京津冀洁净煤供应网络的具体方案,推动该区域民用散烧煤替代。此外,建议组织洁净煤供应企业与京津冀电厂、钢铁厂、化肥厂等大型煤炭用户以及洁净煤供应网络对接,鼓励形成长期定制化供应机制,大型用户提出洁净煤质量要求,供应企业依要求定制化生产,实现洁净煤与设备匹配,上下游配套,减少中间过程损耗,提高利用整体效率,减少污染物排放。
第四,应健全相关管理机制和财税支撑体系。鼓励和推广煤炭分级分质利用技术需要发改、能源、工信、环保等多部门形成合力、协同支持,为此应建立部门间联席制度和协同管理机制,各有关部门根据职责分工,协调配合,加快完善有利于煤炭分级分质利用的资源管理、产业规划、政策标准、技术装备支撑等体系建设。同时,制定煤炭分级分质利用相关财税政策,如在《环境保护、节能节水项目企业所得税优惠目录》中,增列“煤炭分级分质利用相关设备及产业化项目”类别;制定鼓励金融机构支持创新型、战略型企业的融资政策,尤其对具有革命性的煤炭低温热解分级分质清洁高效利用技术示范项目应给予低息、长周期的专项贷款。
(作者系国务院发展研究中心资源与环境政策研究所资源政策研究室副主任、副研究员)