大型燃煤鍋爐煤化工及熱電廠(chǎng)如何生存

大型燃煤鍋爐煤化工及熱電廠(chǎng)如何生存，推進(jìn)煤炭清潔高效利用是關(guān)鍵，目前，我國各地關(guān)停了多家燃煤電廠(chǎng)，究其原因，是因為環(huán)保不達標，污染指數更高。煤炭是我國的主體能源和重要工業(yè)原料。今年的政府工作報告再次強調“推進(jìn)煤炭清潔高效利用”。

原標題：煤炭的未來(lái)在于清潔高效轉化

煤炭是我國的主體能源和重要工業(yè)原料。今年的政府工作報告再次強調“推進(jìn)煤炭清潔高效利用”。對此，全國人大常委會(huì )委員、中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)校長(cháng)包信和認為，在未來(lái)能源體系中，煤炭應盡量少用于燃燒發(fā)電、多實(shí)施高效轉化。解決碳排放、高水耗及廢水、廢氣、廢渣處理處置，是其中的關(guān)鍵問(wèn)題。

中國能源報：隨著(zhù)能源轉型進(jìn)程加速，當前不乏“去煤化”呼聲。對此，您怎么看？

包信和：我國能源結構長(cháng)期以煤為主，但不少地方現在提到煤炭就打怵。這主要是因為，煤在使用過(guò)程中排放大量二氧化碳，消耗大量水資源，對環(huán)境產(chǎn)生大量污染。

受多重因素影響，今年國際能源市場(chǎng)充滿(mǎn)變數，給保障能源安全敲響警鐘。2019年，我國原油和石油對外依存度雙破72%，天然氣對外依存度突破46%。從已探明的開(kāi)采量來(lái)看，我國石油大概可采12年，天然氣大概可采30年，煤炭還可以采50年以上。在一定時(shí)期內，真正靠得住的主體能源還是煤，煤炭是我國能源安全的“壓艙石”。

中國能源報：圍繞“清潔高效”，如何充分挖掘煤的潛力？

包信和：煤炭在我國有兩種主流利用方式。一是作為能源，燃燒發(fā)電；二是作為原料，制備化學(xué)品。

煤電在我國電力供應結構中占比一直超50%，但隨著(zhù)可再生能源技術(shù)發(fā)展、成本降低，煤炭應該不再是發(fā)電的唯一選擇。風(fēng)電、光伏及核電等新能源逐步替代煤電，是我國經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展的愿景和必然趨勢。未來(lái)，煤到底還要不要大比例用于發(fā)電，是一個(gè)值得探討的問(wèn)題。

另一方面，我國對化學(xué)品的需求量非常大，現有獲得途徑主要依賴(lài)原油。在“貧油、少氣、相對富煤”的資源稟賦下，我們很難完全依賴(lài)石油化工，利用煤炭制備化學(xué)品是符合國情的現實(shí)之選。在可再生能源發(fā)展日漸成熟的基礎上，發(fā)電用煤能少盡少。把煤用作碳資源制備更多化學(xué)品，即發(fā)展現代煤化工，是未來(lái)清潔高效利用的主要途徑。

中國能源報：既然是主流途徑，現代煤化工為何長(cháng)期存在爭議？

包信和：除了經(jīng)濟性考量外，目前對煤化工的詬病主要集中在三個(gè)方面，也是煤炭實(shí)現清潔高效利用必須徹底解決的三個(gè)問(wèn)題。

一是二氧化碳排放。煤的結構及反應過(guò)程決定其燃燒一定會(huì )產(chǎn)生二氧化碳，燃燒1噸煤排放3噸以上二氧化碳。碳減排是現實(shí)需求，也是我國應對氣候變化的國際承諾。但目前，真正的碳減排技術(shù)成本很高，一般企業(yè)難以承受。

二是耗水。煤化工項目往往是用水大戶(hù)，煤氣化、合成及后續產(chǎn)品純化、分離等環(huán)節均離不開(kāi)水。相應地，合成轉化過(guò)程產(chǎn)生大量廢水。理論上，采用現代技術(shù)，煤化工過(guò)程中的廢水均可經(jīng)過(guò)處理循環(huán)利用，但費用越來(lái)越高。

三是排放廢氣、廢渣。煤中雜質(zhì)燃燒產(chǎn)生的廢氣和固廢對環(huán)境造成很大壓力，無(wú)害化處理和資源綜合利用的費用逐年攀升，企業(yè)壓力加大。

中國能源報：有沒(méi)有辦法解決上述問(wèn)題？

包信和：徹底解決的根本途徑在于技術(shù)突破，其中催化技術(shù)又被寄予厚望。石油化工正是利用催化劑這把“剪刀”，把原油中的大分子“剪裁”成大小不同的分子，從而得到所需的化學(xué)品。

90多年來(lái)，煤化工一直沿襲費托合成技術(shù)，導致潔凈水進(jìn)、廢水排放。能否利用催化技術(shù)，把煤中的大分子像石油煉制一樣直接“剪開(kāi)”，少排二氧化碳，少用水甚至不用水，高效拿到我們需要的東西？這是催化研究的愿景和長(cháng)期目標，但現在還很難達到。

我們正在研究一種新型催化技術(shù)，無(wú)需借助水循環(huán)，即可實(shí)現煤基合成氣一步轉化直接制烯烴，在保持二氧化碳排放量不變的情況下，降低水耗和能耗。該技術(shù)目前正在實(shí)施全流程開(kāi)車(chē)。一旦成功，有望推廣至煤制油、制含氧化合物等工藝過(guò)程，打造一個(gè)煤化工轉化新平臺。