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样构建燃煤消费结构?


国务院常务会议日前部署的大气污染防治十条措施中,首要措施是要减少污染物排放,其中就包括全面整治燃煤小锅炉,加快重点行业脱硫脱硝除尘改造。

  毋庸置疑,燃煤污染对环境空气质量影响巨大,但在电力行业节能减排工作取得很大成绩的同时,量大而面广的燃煤小锅炉治理、企业自备电厂减排等工作的进展并不尽如人意。中国到底需要构建一个怎样的燃煤消费结构?

  火电耗煤量占煤炭消耗总量的50%左右,二氧化硫和氮氧化物排放量均占排放总量的30%~40%。单从这两组数据出发,传统观念很容易得出这样的结论:要控制煤炭消费总量,首先要控制电力行业;要削减环境中的大气污染物,首当其冲还是电力行业。但是,电力的排放数据降下来,环境质量就一定会得到根本改善吗?

  经过“十一五”前后十多年的不懈努力,电力行业减排取得显著成果,二氧化硫、氮氧化物下降幅度均高于全国平均水平,其排放标准也日益严格,但公众的感受却是环境空气质量在逐渐变差。出现这种反差的原因何在?

  基于此,应深入研究煤炭消费结构的科学性和合理性,从政策、技术、管理等方面改变思路,让减排的思路和方法更全面,真正实现环境质量改变。本期邀请专家从中美电力耗煤及大气污染物排放出发,对我国煤炭消费结构进行再探讨。

  我国电力耗煤过多吗?

  我国电力行业煤耗约占48%,美国电力耗煤量甚至达到99%

  根据《中国能源统计年鉴2011》中分行业煤炭消费总量数据,我国电煤消费从2005年的10.63亿吨增长至2010年的15.12亿吨,年增长率约为8.45%。在2005~2010年期间,电煤占煤炭消费总量的比例基本稳定,波动不大,平均为48.06%,占比最大为2007年的49.00%,占比最小为2005年的45.84%。

  根据美国能源信息局(EIA)提供的数据,在2005~2010年期间,美国电煤消费从2005年的10.65亿吨增长至2010年的10.69亿吨,年消费电煤平均值为10.46亿吨,年增长率约为0.08%,近乎零增长。从消费总量而言,美国在2005~2010年期间煤炭消费基本保持不变,处于基本稳定小幅波动的状态。

  在2005~2010年期间,美国电煤占煤炭消费总量的比例从2005年的90.19%,稳步增长为2010年的99.12%,且每年都保持正增长,尤其是2010年,美国电煤消费占到了煤炭消费总量的99.12%。

  对比中美两国电力行业耗煤情况,可以看出:美国经济基本稳定,所以无论是煤炭消费总量还是电煤消费总量均已处于稳定状态。而我国尚属于经济发展的重化工阶段,能源消耗大,所以煤炭消费总量、电煤消费总量增加。以2010年为例,我国人均电煤消费量是1.13吨/人,美国是3.45吨/人。

  但在节能减排的大形势下,考虑到发展与保护的关系,我国在发展经济的同时,需要实行煤炭消费总量控制制度。

  从电煤消费占原煤消费总量的比例而言,我国平均为48.06%;美国电煤消费占比则稳定在90%以上,平均值为92.65%。所以,从环境质量的角度,单单考核或重视电煤占比这个概念,战略意义不大。相反,这充分说明美国的煤炭消费基本集中在电力行业,这就实现了燃煤的集中治理。从这个角度来看,我国应该加大发电用煤的比例,从而让更多燃煤污染得到有效治理。

  二氧化硫排放处于什么水平?

  我国电力行业二氧化硫排放占比呈下降趋势,美国在70%上下,远高于我国

  中国电力二氧化硫排放占比下降到42%左右

  我国电力二氧化硫排放量从2000年开始基本呈逐年增加的趋势,直到2007年开始连续4年实现下降。

  从排放绝对值来看,2005年~2010年,我国电力行业减排二氧化硫424万吨,下降幅度约31.41%。与此同时,全国二氧化硫排放量下降了364万吨,下降幅度约14.29%。从数据对比可以看出,在此期间我国电力行业的二氧化硫减排量比全国减排总量还多60万吨,这说明其他行业的二氧化硫排放量之和在“十一五”期间不但没减少,反而有所增加。

  2005年~2010年,我国电力行业二氧化硫排放量占全国二氧化硫排放量的比例从52.96%下降到42.38%,降低了10.58%。

  美国电力二氧化硫排放基本在70%上下

  美国曾是世界上最大的二氧化硫排放国。根据美国环保署提供的统计数据,美国二氧化硫排放量的峰值出现在20世纪60年代,在1970年二氧化硫排放量达到3121万吨之后逐年下降,到2008年美国二氧化硫排放量为1018万吨。2005年~2010年,美国电力行业的二氧化硫排放绝对值呈逐年下降的趋势,从1034万吨降低到540万吨,下降约47.78%。

  与此同时,美国全国二氧化硫排放量也呈现逐年下降的趋势。2005年~2010年,美国二氧化硫从1459万吨下降到793万吨,下降幅度为45.65%。在电力行业二氧化硫排放量占美国二氧化硫排放量的比例方面,呈波动式发展,基本在70%上下。

  对比中美两国电力行业二氧化硫排放情况,可以得到:

  从电力二氧化硫排放量对比来看,2005年~2010年,中国电力行业的二氧化硫排放量一直比美国大,且二者差距逐渐增大,相差最大在2006年,为438万吨。

  从电力二氧化硫排放量趋势来看,美国在2006年~2010年也在不断下降,降幅分别为7.93%、5.04%、13.38%、23.75%、9.55%,但这种下降是在电力煤炭消费绝对集中的前提下。而中国2006年~2010年降幅分别为-2.96%、13.67%、12.50%、9.71%、2.32%。

  从电力二氧化硫排放占全国二氧化硫的比例来看,2005年~2010年,美国均大于68%,最大值为2007年的77.60%,最小值为2010年的68.10%。而中国均小于54%,最大值为2006年的53.71%,最小值为2010年的42.38%。以2010年为例,中、美电力二氧化硫占比分别为42.38%、68.10%,相差25.72%。

  消费结构怎样更合理?

  在电力二氧化硫排放总量下降的前提下,为改善我国环境空气质量,应进一步重视煤炭消费向发电集中,其他行业所需能源可由电力提供

  煤炭消费方式的核心问题是什么?

  为了实现生态文明建设的目标,在煤炭消费占全球48.2%的中国,实行能源消费总量控制与煤炭消费总量控制是应该的。但在实现煤炭消费总量控制的前提下,如何实现煤炭消费结构的合理布局?什么样的煤炭消费方式更有利于我国环境质量的改善?这是煤炭消费的核心问题。

  一直以来,电力行业是煤炭消费大户,其消费量占全国煤炭消费总量的50%左右,在节能减排工作中也承担着重要任务,这是否意味着需要对电力行业耗煤进行严格控制?反观美国的经验,其电力耗煤一直保持在90%以上,甚至达到99%,环境质量却明显优于我国。这充分说明,电力耗煤总量的多少,并不是造成环境空气质量问题的绝对因素。

  非电行业二氧化硫得到有效控制了吗?

  作为排放大户,我国电力行业二氧化硫排放量占总排放量的42%左右。但在美国,电力二氧化硫排放一直保持在总量的70%左右,环境质量并没有因此受到影响。

  问题在于,二氧化硫排放的结构特征对应相应的煤炭消费方式,美国因为电力耗煤占90%以上,所以,电力二氧化硫占比高。

  因为美国电力耗煤的绝对集中,解决了非电力行业耗煤排放的问题。在我国,除了48%的电煤消耗之外,52%的非电力煤炭消耗所排放的二氧化硫并没有得到有效治理,这才是当前影响环境质量的关键,这在美国是没有的。这也充分说明,在电力二氧化硫排放总量下降的前提下,为改善我国环境空气质量,应进一步重视煤炭消费向发电集中,其余行业所需能源由电力提供。

  如何进行协同考虑?

  到底该有怎样的煤炭消费结构?从单纯的电力煤炭消费角度来看,是占比越小越好。从单纯的电力二氧化硫排放占比来看,也是越小越好。

  但是,从美国的环境质量实际以及电力煤炭消费、电力二氧化硫排放来看,如将二者协同考虑,电力煤炭消费与电力二氧化硫占比却是越大越好,而且是在电力煤炭消费占比绝对集中的前提下,对电力脱硫设施进行严格要求,从而实现电力二氧化硫排放逐步降低,以及电力二氧化硫占比在高水平的前提下,实现逐步下降。

  所以,我国电力行业煤炭消费评价体系需要进一步优化。

  为何要用“二次再比”评价?

  综合以上原因,建议对电力行业煤炭消费及排放评价引入新的概念——“二次再比”,把“二次再比”作为重要指标来进行评价,即电力行业二氧化硫排放占比与电力行业煤炭消费占比之比值。(中美电力行业2005年~2010年“二次再比”见表格)

  从表中可以看出,中国“二次再比”均值为1.00,并且最近几年数值变化波动幅度变窄,美国“二次再比”均值为0.79,数值有逐渐变小的趋势。所以,相比而言,两个均值差距很大。建议,电力行业煤炭消费评价体系首选为二次再比(电力行业二氧化硫排放占比与电力行业煤炭消费占比之比值);其次分别为电力二氧化硫排放总量占比、电力二氧化硫排放量、电力煤炭消费占比、电力煤炭消费量。

  基于此,并且参照美国环境空气质量、电力发展水平等综合因素,建议将二次再比的目标值设定为0.80或再小一些。到2015年底,我国电力煤炭消费占比为55%,电力二氧化硫占比为47%;到2020年,我国电力煤炭消费占比为65%,电力二氧化硫占比为52%。

  应加大电煤消费比例

  基于此,对现有的电力行业煤炭消费,建议:

  1.优化电力行业煤炭消费及二氧化硫排放的评价体系,电力耗煤与电力排放需协同分析,将二次再比(电力行业二氧化硫排放占比与电力行业煤炭消费占比之比值)作为重要考虑因子。

  2.从环境质量改善的目标出发,建议在煤炭消费结构中,不是绝对地要求降低电力煤炭消费,而是在煤炭消费总量控制的前提下,进一步集中电煤消耗,提高电煤消费占比。

  3.实现电煤消费的绝对集中,从而会引起电力二氧化硫排放占比增加。但是,由于削减了非电力行业的煤炭消耗,会使全国二氧化硫排放总量逐步降低。在此基础上,对电力行业环保设施提出进一步严格要求,从而实现电力行业二氧化硫排放总量逐年降低。

  4.其他行业应加大电力消费,减少煤炭燃烧,这既不会限制其他行业的发展,又有利于污染物集中控制,减少环境污染。这也说明,为达到环境质量改善的目的,我国煤炭消费总量控制的突破口应该在非电力行业,实现合理的煤炭消费流。

  5.“十一五”期间,我国电煤占比从2005年的45.8%提高到2010年48.4%。为保护环境,我国应加大电煤消费量占全国煤炭消费总量的比例,建议到“十二五”末达到55%,到2020年超过目前韩国的水平,即65%。同时,建议控制钢铁、化工、建材等工业锅炉的煤炭消费量,所需二次能源由电厂集中供给,特别是在东部地区。(作者:王圣,国电环境保护研究院综合管理部副主任;莫华,环境保护部环境工程评估中心能源评估部)

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