目前,我国的煤炭清洁高效利用在燃煤电厂减排方面已经步入正轨并取得了良好成效,但是散煤的清洁高效利用路径仍然不够明确。散煤污染治理途径主要包括用热电联产和集中供暖替代分散散煤燃烧、煤炭改为气电等清洁能源如煤改气和煤改电,还有改善煤质和使用节能高效型炉具等这几种措施。
燃煤排放是雾霾的主要成因之一。据了解,目前我国每年消费煤炭约38亿吨,其中民用煤炭3亿多吨。尽管民用煤炭占比不足10%,但基本上为分散式燃烧,且大多没有采取除尘、脱硫等环保措施,对大气污染的贡献率高达50%左右。每吨散煤燃烧排放的污染物量是火电燃煤排放的5~10倍。按目前情况推算,我国民用散煤污染物排放超过全国火电站污染物排放总和。因此,散煤治理是大气污染防治的重点。
散煤治理众所周知难
业内人士指出,散煤治理是我国煤炭清洁高效利用领域的重点和难点问题。当前制约散煤治理和清洁高效利用的因素主要是概念不清,规划缺失,散煤替代成本高,关键技术不成熟,市场环境待优化,监管成效难保障等。
多个省市都已出台相关方案和计划
一般来说散煤主要是指小锅炉、家庭取暖、餐饮用煤等民用煤,民用煤主要分为无烟煤和烟煤。目前,价格便宜但污染大的烟煤仍是广大农村散户使用最多的煤种,使用量占到七成以上,而且有相当数量是劣质烟煤。
2015年,国家能源局对外发布《煤炭清洁高效利用行动计划(2015-2020年)》,明确提出要加大民用散煤清洁化治理力度,减少煤炭分散直接燃烧。大力推广优质能源替代民用散煤,逐步推行天然气、电力及可再生能源等清洁能源替代散煤。推行优质、低排放煤炭产品替代劣质散煤机制,全面禁止劣质散煤的销售。
据了解,目前全国多个省市都在进行散煤治理。2015年,北京农村地区减煤换煤工作进展顺利,全市减煤换煤工作覆盖92万户农户,完成优质燃煤替代100余万吨,更换高效节能炉具13万台。
天津市实施《农村地区推广先进民用炉具实施方案》,2017年底之前要完成先进炉具推广120万台的任务。
今年4月河北省印发了《散煤污染整治专项行动方案》,到2018年基本完成城乡散煤的压减替代。
山东省政府出台了《关于推进全省煤炭清洁高效利用的工作意见》,2013年甘肃省兰州市制定了《煤炭经营使用监督管理条例》,对居民生活散煤采取地方立法、市场整合,流程管控等方面的治理措施。山西省太原市提出“以炭代煤”,利用当地焦化产能,将烟煤加工成民用洁净焦炭。
治理散煤需因地制宜
中国环科院研究员薛志钢指出,在散煤治理过程中,用清洁能源替代时需要考虑四大因素:资源禀赋、经济发展水平、自然地理环境、基础设施条件(电网、燃气管线),另外还要考虑居民生活习惯。替代技术主要有电采暖、太阳能、生物质能、天然气以及其他组合技术等。在经济条件许可的情况下,农村居民集中居住区,可以利用地源热能和水源热能的技术,包括整体热泵技术;在太阳能较丰富的地区,可以采用太阳能热水供暖技术和主被动结合的供暖技术;在经济欠发达地区,应优先采用建筑节能技术和被动式太阳能利用技术;在生物质资源丰富地区,也可以采用生物质成型燃料技术,采用一村一厂的方式。
优质煤替代方面,主要是控制煤质,优先使用硫分、灰分及有害元素含量较低的民用煤,可选用优质的无烟煤、型煤和其他煤制品,包括兰炭和半焦炭以及一些能够达标的烟煤,禁止褐煤、煤泥等劣质煤进入市场。替换时要根据煤炭资源情况、经济条件和污染严重程度决定优先选用何种煤替代,必须结合当地的资源,不能一刀切地统一用某种煤替代。另外还需要关注的是建筑节能。
薛志钢认为,散煤治理,监管的作用非常关键,他建议,一是要建立区域协调联动机制;二是加强民用煤市场监管;三是加强煤炭和炉具等企业的质量管理;四是积极发挥基层监管职能,实行网格化管理;另外利用市场引入第三方合同能源管理。
在行动方面,他建议,一是摸清底数,开展试点;二是统一部署,协调工作落实;三是因地制宜,提出治理方案;四是加强指导,促进工作开展,动员全社会力量推动促进散煤污染的综合防治。
建议出台专项规划
国务院参事室特约研究员、国家能源局原副局长吴吟在2016中国散煤清洁高效利用和治理大会上表示,散煤治理的难点一是职责体系不够完善,缺乏顶层设计和比较清晰的路线图。尽管目前有的政策是好多部门联名发的,但是从整体上来讲,系统性、协调性还不足。
二是民用散煤的技术规范和标准体系还不健全。一方面,目前民用煤质量标准中缺乏衡量污染物排放水平的焦油含量指标;另一方面,尚缺失煤炭的燃烧后排放标准。
三是民用型煤供应体系不完善。我国无烟煤储量和产量约占总量的10%,无烟煤在数量上难以满足替代烟煤的需要。而目前我国民用型煤生产布点较分散,不适应工业化、大规模生产和现代化物流配送要求。目前从事洁净煤生产的多为小企业,快速投建的型煤厂普遍存在着设计不合理、工艺落后、设备简陋、工作环境差、安全隐患多等问题,产品质量保障体系不健全。另外散煤治理涉及千家万户,监管难度大。
吴吟建议,鼓励大型企业进入散煤治理领域,进行大规模型煤生产,运输、配送,实现“好煤配好炉”、专业化等一条龙服务。
另外也有业内人士建议要出台有关散煤污染治理的专项规划,目前大气治理方面有大气污染防治法,商品煤也有专门的质量管理办法,因此也有必要制定一个关于散煤污染治理的专项规划,明确散煤治理的目标,让各地方对于散煤治理可以有据可依,逐步实现散煤替代和清洁利用。
“好煤”配“好炉”
中国农村能源行业协会节能炉具专业委员会任彦波认为,民用散煤燃烧污染综合治理,清洁能源替代是方向也是趋势,但在我国富煤、贫油、少气的能源现状及经济生活水平现实条件下,煤的清洁高效利用,“好煤配好炉”是目前解决民用煤燃烧污染治理最经济、最有效的措施之一。“好煤配好炉”是民用散煤燃烧污染治理的有效措施。“好煤”即优质煤炭、洁净型煤等,“好炉”即节能环保型高效炉具。
“好煤”之半焦型煤
北京老万生物质能科技有限公司邢立力介绍,“好煤配好炉”很关键的一方面是“好煤”。据他介绍,洁净煤的节煤率在20%以上,氮氧化物减少50%以上,二氧化硫减少70%以上,烟尘排放减少80%以上。
北京国电富通科技发展有限责任公司苗文华认为,治理散煤污染时,电能替代需要对电网进行改造,投资大,适合经济发达且用户集中地区。由于天然气资源短缺,且主要集中在西北地区,输送距离远,投资大,因此气代煤主要适合气源充足的地区。而洁净煤替代则投资低,原料来源广泛,与我国能源结构相吻合,尤其适合用户较为分散的农村地区。
他认为,半焦型煤可以说是“好煤”中的一种,半焦型煤具有挥发分低、灰分低、硫含量低、固定碳高、热值高的特点,完全符合北京市低硫煤及其制品的质量标准。以陕北民用燃煤炉为例,使用半焦型煤,燃烧过程中排放的PM2.5和总颗粒物浓度是榆林烟煤的1/33,远低于烟煤,也低于无烟煤,燃烧后排放的氮氧化物、二氧化硫比烟煤也大为减少,几乎与无烟煤接近。
我国无烟煤资源有限,仅占全国煤炭资源的10%,而烟煤储量丰富,半焦生产不存在原料问题。此外,我国半焦生产规模大,具备替代散煤的能力。京津冀地区民用燃煤消费量约3600万吨/年,如果利用半焦型煤代替,京津冀地区就少向大气中排放约26万吨二氧化硫、18万吨氮氧化物。半焦型煤作为民用型煤在降低环境污染的同时,还具有价格优势。在京津冀地区,无烟煤售价在1200元每吨左右,而半焦型煤销售价格仅在900元每吨左右。按照每年3600万吨的市场需求计算,仅京津冀地区就可节约资金108亿元左右。随着以GF技术为代表的新型半焦型煤生产技术的产业化,半焦生产状况将得到较大改善,真正实现半焦生产过程的清洁环保和高效,从而进一步降低半焦型煤的成本,助力半焦型煤的推广和应用。
“好煤”之兰炭
据中科院环境地球研究所测试数据显示,兰炭燃烧排放的PM2.5、致癌物有机碳(OC)、致霾物元素碳(EC)三项指标较烟煤均下降90%以上,与无烟煤接近;兰炭燃烧排放的二氧化硫较烟煤降低57%,优于无烟煤。
据神木县兰炭产业服务中心相关人员介绍,北京市已将兰炭列入民用清洁燃料财政补贴目录,今年北京市出台文件继续补贴兰炭和炉具使用。
在国家层面,兰炭被纳入国家强制性标准《商品煤质量——民用散煤、民用型煤》,鼓励推广应用。环保部下发的《农村散煤燃烧污染综合治理技术指南(征求意见稿)》也将兰炭纳入鼓励使用范围,并建议针对各地中小锅炉全部限煤改煤实施难度大和雾霾治理任务严峻的实际,中小锅炉掺烧或全烧兰炭,以实现减霾效果;针对煤改油、气、电等运行成本高的实际,大力推广兰炭专用锅炉,以实现治霾和民生取暖双赢。
加大“好炉”推广力度
任彦波介绍,据不完全统计,在我国1.6亿户农村居民家庭中,采取分散采暖约9300万户,其中燃煤采暖约6600万户,散煤使用量约2亿吨。商品化炉具市场保有量约1.2亿台,近80%居民使用低效炉具,燃用劣质燃煤。与传统炉具相比,节能环保炉具不仅热效率更高(节能环保炉具热效率大于等于70%,而传统炉具为30%~50%),而且比传统低效炉具能减少30%~40%的污染物排放。
2016年3月,中国农村能源行业协会节能炉具专业委员会开展的“专用燃料配套专用节能环保炉具测评活动”结果表明,在保证煤质量的前提下,配套专用燃烧技术的炉具,热性能和污染物排放指标均能达到国家标准。
2016-2018年,计划推广节能环保炉具1000万台,热效率平均提高5个百分点,每年可节省249万吨标准煤,减排722.10万吨二氧化碳、1.49万吨二氧化硫、0.40万吨氮氧化物、3.36万吨颗粒物。
任彦波说,在推广节能环保高效炉具方面,还存在着一些问题和困难,一是用户环保意识淡薄,节能环保炉具市场认知度低,调研显示,用户使用率仅为23%。二是农村居民购买力较低,受传统消费观念制约,市场推广难度大。三是市场监管缺失,低效高污染炉具仍在大量生产销售。四是知识产权保护力度不足,假冒伪劣产品扰乱市场秩序,阻碍行业技术创新。另外,民用燃煤炉具国家标准不完善,各部门对大气污染物排放测试方法认识不统一,炉具生产及销售缺乏权威标准引导和监管依据,影响炉具检测认证和市场推广。
针对目前存在的问题,他建议首先是统一规划,制定扶持政策;其次是制定强制标准,加大市场监管力度。另外还要加强宣传培训,提高节能环保和清洁采暖意识,规范炉具安全使用方法,提高炉具运行效率,减少污染物排放。