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朱彤:能源转型与我国煤炭高效清洁利用

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朱彤:能源转型与我国煤炭高效清洁利用

发布日期:2019-06-20 作者:农村清洁取暖丨炉具网 点击:

1 引言


近年来,围绕煤炭清洁高效利用的讨论逐渐成为能源领域,特别是煤炭行业的焦点话题。这与两个因素直接相关:

 

(1)2011年底我国大面积爆发雾霾引发社会热议,而煤炭燃烧排放的污染物被认为是雾霾的主要来源。

 

(2)2013年以来我国推动的以治理大气污染为主要内容的“环保风暴”中,出现了简单粗暴的一刀切禁煤、不顾实际情况强行推行“煤改气”、“煤改电”等做法产生了较大的社会舆论反响。①此外,英国、西班牙、德国等欧洲国家为进一步推进能源转型,先后制定了未来关闭煤电厂的时间表,引发了国内舆论对“去煤”问题的讨论。

 

在此背景下,开始有专家批评我国一刀切去煤的做法,认为从大气污染角度看,煤炭燃烧也可以做到天然气一样的排放;②也有学者则从我国以煤为主能源结构短期难以改变的特征出发,强调煤炭清洁高效利用的迫切性和对能源转型的重要性,认为如果没有煤炭的清洁高效利用,完全依靠可再生能源,中国的低碳发展之路会比较难走[1]。在与煤炭有关的学术研讨会和论坛上,煤炭清洁高效利用的讨论逐渐成为“主旋律”。

① 实际上,在相关政策文件中,煤炭清洁高效利用也是其中的重要内容。然而,煤炭高效清洁利用是一个“慢工”、“细活”,而一刀切禁煤、强力推动“煤改气”、“煤改电”短期容易见效。就其所产生的社会舆论影响看,后者也因为涉及”民生“而更容易引人关注。

 

② 2018年3月2日,全国政协委员、国家能源投资集团总经理凌文接受中国网财经采访的发言。

 

煤炭作为我国主力能源之一,是化石能源利用排放的大气污染物的主要贡献者,同时也与能源转型密切相关。由于我国处于大气污染治理与能源转型的叠加期,这很容易导致在两个不同语境下煤炭问题混为一谈,但显然两者不完全一致。

 

特别是尽管煤炭清洁高效利用主要是作为对更严格大气排放标准的反应,同时,高效利用从减少煤炭消费量的角度对减少碳排放也有积极的促进作用,但能源转型对煤炭的冲击也是显而易见的,而且能源转型的最终目标就是要以低碳能源取代包括煤炭在内的高碳能源。本文首先讨论了当前我国煤炭清洁高效利用的重要性;其次,系统分析历史上的能源转型与当前能源转型共同点与差异性基础上,探讨了煤炭在我国能转型进程中的地位;再次,分析了我国煤炭清洁高效利用与能源低碳转型的一致性与矛盾之处,最后是总结性评论。



当前我国煤炭清洁高效利用的重要性



2017年煤炭消费量达到38.7亿t,占我国一次能源消费的60.4%。尽管未来煤炭的消费份额将呈现稳定的下降趋势,但直到2050年煤炭仍将占据33%~40%的份额。③由于如果煤炭消费短期内难以大幅减少,大力推进我国煤炭清洁高效利用就具有极端重要性。 

③ 不同机构的预测,但不包括2摄氏度及其以下的方案。

 

2.1 煤炭清洁高效利用是减少当前我国空气污染物排放的最有效路径

 

与煤炭作为主力能源的地位相对应,煤炭也是我国主要大气污染物的最大贡献者,这就决定了当前和今后一段时期煤炭必然是我国大气污染治理主攻方向。煤炭使用过程排放的大气污染包括直接燃烧排放和相关行业工业过程中使用煤炭而产生的排放两类。煤炭直接燃烧的排放是电站燃煤锅炉、燃煤工业锅炉和民用燃煤设备排放的大气污染物,相关行业工业过程中使用煤炭而产生的排放是指焦炭、钢铁、水泥、有色金属等生产中的焦炉与窑炉烧煤所产生的大气污染物排放量。

 

根据《中国煤炭消费总量控制方案和政策研究项目》课题组和清华大学的研究,以2012年的数据为基础计算,[2]我国人为排放的大气污染物中,93%以上的SO2,70%的NOx,67%的烟粉尘、63%的一次PM2.5排放量,以及84%的汞(Hg)排放是煤炭直接燃烧和工业生产过程使用煤炭贡献的。可见,通过推进煤炭清洁高效利用对降低相关大气污染物数量,对我国总体大气污染物排放水平有显著影响。因此,大力推进煤炭清洁高效利用是减少我国大气污染物最有效路径。

 

2013年以来,煤炭清洁高效利用逐渐成为我国环保与能源政策的重要内容,也成为煤炭行业发展的热点话题。2013年9月,在以国务院名义发布的《大气污染防治行动计划》的第四部分“加快调整能源结构,增加清洁能源供应”中,明确提出“推进煤炭清洁利用”作为大气污染防治的手段之一。不过,该文件提到的“煤炭清洁利用“范围比较窄,仅仅强调了“提高煤炭洗选比例,禁止进口劣质煤炭”。实际上,从对大气污染防治贡献角度,煤炭清洁利用的范围和手段远不仅于此。此外,文件也没有提及煤炭“高效”利用。

 

此后,为贯彻国务院《大气污染防治行动计划》,国家能源局、工业和信息化部2015年发布了专门“行动计划”,即国家能源局发布的《煤炭清洁高效利用行动计划(2015-2020年)》,工业与信息化部会同财政部发布的《工业领域煤炭清洁高效利用行动计划(2015-2020年)》。在《大气污染防治行动计划》中,煤炭清洁利用重要性不高,针对煤炭的关键词主要煤炭“替代”,煤炭消费总量“控制”,“禁煤区”等。这两项“煤炭清洁高效利用”专门行动计划的实施,标志着我国煤炭清洁高效利用进入系统实施阶段。

 

2.2 煤炭“高效”利用切实影响我国CO2排放量增减变化

 

2015年,我国在巴黎气候变化会议上就减排做出3点承诺:

 

(1)到2020年单位GDP CO2排放比2005年下降40%~45%。

 

(2)非化石能源占一次能源消费比重达到15%。

 

(3)2030年左右我国CO2排放达到峰值并争取尽早达峰。

 

根据生态环境部保护的数据,截止到2017年底,我国单位GDP CO2排放比2005年下降了46%,非化石能源占一次能源比重已达13.8%,CO2排放总量增速有所变缓[3]。也就是说,单位GDP CO2排放目标已经提前实现,2020年实现非化石能源占一次能源消费比重20%的目标问题也不大。至于2030年我国CO2排放达峰的承诺,很大程度取决于减少煤炭消费量和大力推进煤炭清洁高效利用。 


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图1 我国能源消费排放的CO2总量与结构:

1990~2017年④ 


④ CO2排放系数根据国家发展和改革委员会重点节能技术推荐使用的排放因子,分别是:煤炭2.64tCO2/tce,2.08tCO2/tce,1.63tCO2/tce。

 

从图1可以看到,我国化石能源消费所排放的CO2基本上随着煤炭的排放量而变化。1990年,我国CO2排放量增长还比较平缓。从2002年开始,CO2总排放量随着煤炭消费排放的CO2快速增加,并且在2014年达到高点后,2015年和2016年连续两年缓慢下降。当然,这并不意味着我国CO2排放达峰。因为2017年我国CO2排放出现反弹,并再次创新高。

 

从1990年以来我国煤炭、石油和天然气消费排放的CO2份额变化看,煤炭一直是排放的绝对主力,但下降趋势也非常明显,如图2所示。1990年到2017年,煤炭排放的CO2份额从84.1%下降到75.9%,同期天然气的份额从1.4%增加到5.4%,而石油消费排放的CO2则处于波动变化中:从1990年的14.5%稳步上升到2000年的19.9%,此后缓慢下降到2009年的14.9%,而后又稳步回升到2017年的18.6%。 


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图2 1990~2017年化石能源消费排放的CO2能源品种占比


 

一个值得注意的现象是:随着煤炭利用排放的CO2在总排放量中份额的持续下降,煤炭对我国CO2排放增量的贡献也随之下降。比如,2017年,我国CO2排放量在连续两年下降后出现反弹,并创新高,同比增长1.9%。⑤其中,煤炭仅贡献了14.8%的增长,而石油和天然气分别贡献了44.6%和40.6%。尽管如此,在目前的能源消费结构和政策环境下,通过提高煤炭利用效率降低煤炭消费来CO2排放仍然是最重要的途径之一,因为减少1份煤炭消费的CO2减排效果,相当于减少了1.3份石油消费和1.6份天然气消费CO2减排效果。 

⑤ 按照BP世界能源统计的CO2排放数据,2017年中国CO2比2016年增长1.6%。

 

3 煤炭在我国能源清洁低碳转型进程中的角色定位


 

煤炭等化石能源导致的环境污染问题,是工业化高度发展的产物。因此,20世纪50~60年代,当英国、美国和日本等国进入工业化后期阶段后,先后爆发了大规模的环境灾难事件。⑥当20世纪末21世纪初,本轮能源清洁低碳转型开始启动时,这些国家的环境问题基本得到解决。

 

与这些欧美国家不同,我国当前环境治理问题与能源转型问题叠加,很容易导致把两类不同的问题混为一谈。⑦面对我国空气污染的严峻形势,煤炭清洁高效利用是我国大气污染治理最有效路径,同时也是必须要采取的手段,但从能源转型的逻辑看,这只是转型过程中一个阶段存在和面对的问题。这就提出了如何认识煤炭等化石能源在我国能源转型中的角色定位问题。 

⑥ 比如,20世纪40年代美国洛杉矶爆发的雾霾,20世纪50年代英国伦敦爆发的“伦敦雾事件”和日本爆发的水俣病。

 

⑦ 尽管二者存在着联系,但本质上属于两类不同的问题。二者的联系后面专门论述。

 

3.1 能源转型的历史演进与内涵

 

能源转型(energy transition)一词最早可能出自1980年德国科学院出版的一份报告:《能源转型:没有石油与铀的增长与繁荣》。报告当时呼吁彻底放弃核电和石油能源的观点受到强烈反对,但在进入21世纪后逐渐演变成为德国能源政策的基本内容。相应的,德国“能源转型”的含义逐渐演变为“转向分布式可再生能源和提高能源效率”,并宣称最终目标是建立100%基于可再生能源的能源体系。⑧ 

⑧ Energy transition.From Wikipedia,the free encyclopedia.http://en.wikipedia.org/wiki/Energy_transition。

 

能源转型的含义当然不仅仅是可再生能源发展。在更一般意义上,能源转型通常被理解为一个国家或社会主导能源的转换或更替过程。比如,煤炭替代薪柴并成为主导能源,石油替代煤炭成为主导能源。不过,对能源转型的这种描述性的理解,以及基于这一理解的相关研究难以适应复杂、丰富的能源转型实践的需要,无法对认识当前能源转型提供洞见。

 

美国天然气专家罗伯特·海夫纳三世试图另辟蹊径。在其2009年出版的著作《能源大转型》中,罗伯特·海夫纳三世从能源存在的3种物理形态,即固体(木材、煤炭等)、液体(石油)和气体(天然气、风能、太阳能、氢能等)出发,把人类能源利用的历史与未来概括为两次能源转型:第一次能源转型是固体能源向液体能源的转型,第二次能源转型是液体能源向气体能源的转型[4]。这一观点具有高度的理论抽象性和逻辑一致性,为我们认识未来能源转型方向提供了有价值的观察视角;但这一理论对于能源转型判断标准过于抽象,而且对能源转型的内涵和特征等问题缺乏深入研究,因而对理解当前及未来能源“如何转型”作用有限。

 

加拿大的瓦茨拉夫·斯米尔(Vaclav Smil)教授认为,能源转型是各种能源利用“原动机”(prime mov?ers)驱动下的能源结构不断变化过程。“每当效率更高的新能量‘原动机’出现取代旧的原动机,显著提高了人类所能利用的能源的量级,能源转型就会发生[5]。”

 

斯米尔教授根据“原动机标准”将人类能源利用划分为4次能源转型:第一能源转型发生在距今1万年到0.5万年,人类通过驯养役畜来替代部分人力;第二次能源转型发生在公元前1000年风车和水车的出现,进一步替代人和动物的肌肉力;第三次能源转型随着1765年瓦特改良后的蒸汽机的扩散和进一步改进,启动了煤炭替代薪柴的能源转型进程。第四次能源转型的发生则伴随着发电机的发明使用,以及1882年世界第一座中心发电站在纽约和伦敦投入使用,人类进入电气化时代而出现。

 

斯米尔教授所提出的“原动力发明、改进和扩散”逻辑为我们认识历史上的能源转型“何时发生”、“如何发生”提供了非常有启发性的见解。然而,回顾人类能源利用史就会发现,以“原动机”单一标准来判断能源转型至少存在2个问题:

 

(1)从原动机标准所划分的一些能源转型并未真正导致该种能源最终成为“主导能源”,从而不构成人类社会或者国家层面上的能源转型。比如公元前1000年伴随风车和水车的出现,除了在小范围外,水能并没有在普遍范围成为主导能源,更不用说全球了,这是水能的自身局限所致。

 

(2)以“发电机”出现而引发的第四次能源转型,偏离了“一次能源”的逻辑进入二次能源(电气化),这一转型与当前清洁低碳化发展方向可能不一致。比如,交通运输领域的电动汽车发展,实现了交通燃料的清洁低碳,但在电源结构以化石能源为主的情况下,其电动汽车对一个国家清洁低碳转型的贡献是要“打折扣”的。因此,任何非一次能源技术革命对于“能源转型”的价值和意义,必须回归到其所依赖的一次能源的“源头”来评价,才是真实可靠的。

 

综上所述,为了更好描述历史上能源转型的逻辑和解释未来的能源转型,给出能源转型的如下定义:能源转型是由重大能源技术创新或原动机推动的,伴随着能源系统深刻变革的,一次能源结构的长期变化过程[6]。

 

因此,就国家或全球层次而言,能源转型应包含3个要素:

 

(1)有重大能源利用技术创新或能量原动机的出现。比如1765年蒸汽机的发明和推广,标志着煤炭替代薪柴转型的开始。

 

(2)在新的能源利用方式基础上存在一次能源结构的长期变化。这个变化周期可能经历数十年,甚至上百年。比如,从蒸汽机到煤炭取代薪柴成为人类社会的主导能源大致经历了130年。

 

(3)主导能源更替伴随着能源系统的深刻变革。也就是说,基于能源利用新的技术路径(原动机),一次能源的替代与转换的展开,必须同时构建与这种能源特性相匹配的能源生产、消费和输送体系,否则能源转型难以顺利和有效推进[7]。

 

3.2 能源清洁低碳转型方向决定了煤炭等化石能源作为过渡能源的地位

 

与煤炭替代薪柴、石油替代煤炭这些历史上的能源转型不同,当前全球正在推进的能源转型是在应对全球气候变化的背景下启动的,其核心诉求是以可再生能源替代化石能源,推动能源系统从以化石能源为主体转向以可再生能源为主体,最终实现人类活动的CO2排放量大幅减少,抑制地球温度进一步上升。

 

然而,可再生能源要完全取代化石能源需要经历一个较长的时期。在这一长达半个世纪以上的“过渡期”内,能源品种的替代,能源系统的转型是一个渐进过程。根据化石能源近中期难以大量退出的现实,需要选择一个恰当的过渡能源“组合”,而煤炭显然要在我国能源转型进程中承担重要的“过渡”职能。德国和美国的能源转型实践表明,选择恰当的、符合本国国情的过渡能源不仅有利于能源转型进程的推进,而且对能源转型的成本高低有着重要影响。

 

实际上,一旦确定大幅降低CO2排放量是这一次能源转型的终极目标,以及可再生能源是未来能源系统的绝对主力,就决定了包括煤炭在内的所有化石能源在能源转型进程中作为过渡能源的角色与地位。也正是从能源转型进程与过渡期的视角,我们才有必要特别强调煤炭等化石能源的清洁高效利用问题。因为只有低碳才是能源转型的终极目标,而“清洁高效”更多是针对过渡期内化石能源短期难以快速退出的现实而产生问题的应对。

 

“过渡能源”含义,不仅是指这些能源利用在排放上要符合清洁、低碳的要求,更重要的是,在利用方式上要更具“灵活性”,使其能较好的与未来能源系统“兼容”。因为以可再生能源为主导的未来能源系统中,“系统灵活性”是最大的稀缺资源,因此,越大越好的传统利用方式要“有节制”的发展,以降低未来成为“搁置资产”的风险。这些过渡能源组合中的能源品种,在满足低碳清洁的条件下,能够以具有竞争力的成本提供“灵活性”的能力越强,则在能源转型进程中的生命周期越长[8]。

 

从上述前两个标准看,天然气显然是作为过渡能源的最佳选择。相对于其它化石能源,天然气不仅相对“清洁”,而且从利用方式上,兼具集中式和分布式特点,是化石能源系统向可再生能源系统转型的最佳桥梁。但从我国实际情况看,天然气作为过渡能源存在两个不足:①天然气价格缺乏竞争力,影响市场渗透率。②从我国目前天然气勘探开发情况看,天然气份额的快速提高将大幅增加我国能源对外依赖度,不利于能源安全状况的改善。因此,从必要性和可能性考虑,天然气作为过渡能源,将有一个适度的份额,但不宜过度依赖。

 

核能作为“无碳”能源,是我国能源转型进程中过渡能源的较好选择。不过,在目前的社会舆论环境下,核电的安全成本呈现日益上升趋势。因此,核能在过渡能源组合中的地位与规模,根本上取决于其供能的成本竞争力与“灵活性”程度。

 

综合考虑清洁低碳、经济性、灵活性和能源安全等要求,天然气和核能近中期难以完全“承担”过渡期职责的情况下,煤炭作为过渡能源的优势相对突出:经济性、灵活性与能源安全都没有问题,清洁低碳方面也有一定的改善空间。而且,结合国家煤炭消费总量控制的政策,煤炭高效利用也能通过减少煤炭消费量而对碳减排起到积极作用。

 

4 煤炭清洁高效利用与能源转型的一致性与冲突性


  

这个问题主要是在长期的能源转型过程中,在一段时期内需要煤炭作为过渡能源这角度来说的。因为从能源转型的终极目标看,煤炭最终是要被完全取代。但从能源转型顺利推进,以及降低能源转型成本的角度看,煤炭高效清洁利用与能源转型既存在一致性,也存在矛盾和冲突。

 

4.1 煤炭清洁高效利用与能源转型的一致性

 

煤炭的清洁高效利用,简而言之:

 

(1)提高煤炭利用效率。

 

(2)大幅降低煤炭利用的常规污染物排放,比如SO2、NOx、颗粒物粉尘等。

 

能源低碳转型的终极目标是大幅降低化石能源消费产生的CO2排放。为实现CO2大幅减排,除了大力发展可再生能源替代化石能源之外,大力提高能源效率,降低煤炭等化石能源消费量实现CO2减排也是推进能源低碳转型的一个重要支柱。因为目前包括煤炭在内的化石能源消费所排放的CO2还没有找到大规模资源化利用的方式,所以降低CO2排放首先取决于煤炭、石油和天然气等化石能源消费量的减少。因此,煤炭的“高效”利用在如下意义上与CO2减排有关:煤炭利用效率的提高,减少了提供同样品质和数量能源服务所需要的煤炭数量。煤炭清洁高效利用与能源转型通过“提高化石能源利用效率降低其消费量”这个环节实现逻辑“一致性”,推进煤炭“高效”利用可以为降低我国CO2排放做出贡献。

 

然而,提高煤炭利用能效对能源转型的正向贡献,只有同时在煤炭消费总量实现下降的前提下才能成立,因为能源效率“回弹效应”(Rebound Effect))的作用会“破坏”两者之间的“一致性”。所谓回弹效应是指能源效率提高所节省的能源被能源消费行为部分或全部抵消。其作用机制是:能效提高有效降低单位能源服务的能耗,从而降低用能开支,这会激励用户在不增加开支的情况下,为追求更好的生活品质更多地消费能源。大多数相关用户都采取类似行动,最终对能源服务需求增加带来的能源消费增量甚至会超过能效提升降低的能源消费量,进而导致能源消费总量的增加。而控制政策可以在相当程度上抑制效率提升伴随的“回弹效应”,从而使煤炭“高效”利用对碳减排目标产生实际的影响。

 

自2013年以来,我国先后出台了一系列控制煤炭消费总量的政策,客观上为抑制能源效率的回弹效应的作用,从而使提高煤炭利用效率的同时抑制煤炭消费总量增长。比如,在2013年国务院发布实施的《大气污染防治行动计划》中,明确提出要“制定国家煤炭消费总量中长期控制目标,实行目标责任管理;到2017年,煤炭占能源消费总量比重降低到65%以下;京津冀、长三角、珠三角等区域力争实现煤炭消费总量负增长。“国家发改委与国家能源局2016年发布《煤炭工业发展“十三五”规划》,明确提出“十三五”期间我国煤炭消费比重将下降到58%。2018年7月,国务院印发了《打赢蓝天保卫战三年行动计划》,进一步强调要大力推进煤炭消费减量替代,重点区域要实施煤炭消费总量控制,并提出消费减量规划目标:到2020年,全国煤炭占能源消费总量比重下降到58%以下;京津冀及周边、汾渭平原的平原地区基本完成生活和冬季取暖散煤替代;北京、天津、河北、山东、河南及珠三角区域煤炭消费总量比2015年均下降10%,上海、江苏、浙江、安徽及汾渭平原煤炭消费总量均下降5%左右。为落实“三年行动计划“,各地政府纷纷发布实施了《煤炭消费减量行动计划2018-2020》,规定了到2020年之前每年煤炭消费减量目标。

 

2013年我国推行的煤炭消费总量控制政策收到了很好的效果。根据国家统计局的数据,2014~2017年我国煤炭消费量连续3年下降,分别比上一年减少了1671万t标准煤、5479万t标准煤、3642万t标准煤。2018年煤炭消费量略有反弹,比2017年增加了988万t标准煤,但与2013年煤炭消费量相比,仍然减少3.5%,约9800万t标准煤。与此相对应,2014~2017年我国煤炭消费的CO2排放量分别同比减少了0.59%,1.96%和1.33%。特别是2018年,尽管我国与能源消费有关的CO2排放反弹了1.9%,但与煤炭消费有关的CO2排放仅仅增加了0.37%。这其中也有一部分是提高煤炭利用效率的作用,其中主要是煤电行业能效提高的贡献。

 

4.2 煤炭清洁高效利用与能源转型的冲突

 

无论是提高效率,还是降低排放,都应结合煤炭消费的领域来有针对的实施。目前,我国煤炭使用主要分布在如下5个领域:①燃煤发电用煤,约占煤炭消费总量的50%。②冶金炼焦用煤,占17%。③煤化工用煤,占7%[9]。④各类燃煤锅炉(含建材窑炉和供热供暖)用煤,占20%。⑤民用散烧煤,占6%[10]。

 

上述5个方面,实现煤炭清洁高效的可行性差异很大。一般来说,工业中小锅炉和民用散烧燃烧效率低、污染排放高,实现清洁高效的技术和经济上难度很大,因而政策关闭中小燃煤锅炉,鼓励其它能源替代煤炭。近年来在华北地区大规模推进的“煤改气、煤改电”就是在这一背景下启动的。因此,专家们的主流意见把煤炭清洁高效利用的重点领域放在发电方面,因为我国直接燃煤发电技术处于世界领先地位。以上海外高桥第三发电厂为例,在全年平均负荷率为75%~81%的条件下,目前该电厂实际全年平均供电煤耗(包括脱硫和脱硝)276g/kWh,全国平均约321g/kWh,相差约45g/kWh。

 

我国发电行业是煤炭清洁高效利用已经走在各行业前列。⑨为了推动我国发电行业煤炭清洁高效利用,我国近年来一直通过“上大压小”的政策关闭中小燃煤发电机组,以提高燃煤发电效率,降低排放。最新的政策是要求到2020年,新建燃煤发电机组平均供电煤耗低于300g/kWh标准煤,现役燃煤发电机组经改造平均供电煤耗低于310g/kWh标准煤。能耗与环保不达标的30万kW(含)以下机组也要逐步关闭。 

⑨ 钢铁、石油、有色金属等重点行业煤炭清洁高效利用改造工作刚刚起步。

 

就煤电清洁高效利用而言,单机规模越大,单位供电煤耗越低,污染物排放越低。因此,我国追求大规模、高参数的发电机组的倾向是大力实施煤炭清洁高效利用政策的必然结果。然而,这一政策导向与能源转型存在着内在冲突。因为就电力系统而言,能源转型就是越来越多可再生能源发电量,特别是波动性的风力发电和光伏发电量进入到电力系统。在可再生能源优先并网政策的驱动下,随着波动性可再生能源电量份额的增加,越来越多原先作为基荷电源的燃煤发电机组转变为备用机组——当没有风力发电和光伏发电快速下滑时能迅速增加发电量。也就是说,在一个高比例可再生能源发电量的电力系统中,电力系统的“灵活性”是最稀缺的资源。而追求更大发电单机规模的政策虽然实现了更高的能效和更低的排放,但却降低了机组的灵活性,从而降低了整个电力系统的灵活性,这显然与能源转型的要求是背道而驰的。

 

 

5 结束语


  

从我国能源资源禀赋和顺利推进能源转型的要求看,可能到2050年,煤炭仍将在我国能源消费结构中占有一席之地。但这个“一席之地”不是简单的份额变化,而是与未来能源系统完美融合之后的“一席之地”。基于前面的分析,这里从煤炭清洁高效利用与能源转型及其相互关系的视角,谈几点总结性看法:

 

(1)我们不应“妖魔化”煤炭,但也要避免“神圣化”煤炭。在能源转型的大背景下,加上雾霾治理2013年以来成为我国环保政策的重中之重,我国一段时期的确存在“妖魔化”煤炭的倾向,以及实践中一刀切的“去煤”做法。这些不良的倾向和做法激发了一些院士专家纷纷发声,强调煤炭在中国能源系统中的重要性,以及煤炭清洁高效利用的必要性与可行性,收到了良好效果。另一方面,我们也要避免问题的讨论走向“神圣化”煤炭的另一个极端:无视某些领域实现煤炭清洁高效利用的难点(比如中小燃煤锅炉),“一刀切”的“保煤”,甚至认为实现了“清洁高效利用”的煤炭也是“清洁能源”。事实上,不止煤炭,所有化石能源本质上都不可能是清洁能源。⑩况且,从目前煤炭清洁高效利用的实践看,除了燃煤发电领域外,其它领域煤炭的清洁高效利用也才刚刚起步。

 

(2)煤炭清洁高效利用和能源低碳转型对煤炭未来地位的影响是不一样的。煤炭作为我国当前的主力能源,是我国大气污染物排放与CO2排放的主要贡献者,也必然成为大气污染物和CO2减排的主要承担者。然而,煤炭清洁高效利用与能源转型对煤炭的影响是不同的。

 

从大气与环境治理角度看,煤炭清洁高效利用可以大幅降低常规空气污染物排放,特别是燃煤发电实现的超低排放,这给煤炭提供了一个应获得与其它化石能源一样的“发展权”的理由。

 

从能源低碳转型角度看,煤炭将成为我国能源低碳转型过渡期最重要的过渡能源,但其份额将稳步下降。因为能源低碳转型最终要实现所有化石能源被替代。与其它化石能源相比,煤炭作为我国最重要的过渡能源,不仅是因为煤炭是目前的主力能源,更重要的,是燃煤发电机组在波动性可再生能源发电量占比日益提高的电力系统中,从经济性与技术性综合看是为电力体系提供灵活性的最好选择。

 

(3)应尽快按照能源转型的要求调整我国能源产业政策与大气污染治理政策及其实施方式。我国产业政策的一个长期偏好是以“大”为美,在能源领域也是如此,发电领域“上大压小”政策实施多年,对提高发电能效和减少排放产生了积极效果。近年来的大气污染治理政策,不断提高排放标准外(这是环保政策的标准动作),越来越有产业政策的“味道”:从燃料选择(高污染燃料认定),门槛规模(淘汰中小锅炉),到技术路径选择都有规定。环保政策对传统产业政策领域的延伸除了既是为了加强环保政策的“效果”,同时也是习惯于“一竿子插到底”既有行政管理体制的自然反应,当然也是追求“越大越好”。

 

这种政策导向与实施方式,在不考虑成本情况下,容易短期见到效果。然而,考虑到电力低碳转型对“灵活性”需求大幅增加,以“大”为政策导向的产业政策和大气污染治理政策的实施将会给未来电力系统低碳转型产生新的障碍。因此,必须尽快调整能源领域产业政策和大气污染治理政策过度追求规模化的倾向,根据电力低碳转型的要求调整我国能源产业政策与大气污染治理政策。简而言之,应该从能效、排放和灵活性等方面综合考虑能源(电力)系统最佳,而不是以单一指标和追求单机规模指标最佳,同时大气污染治理政策应该回归环保政策“管排放”的本义,而把燃料品种、技术路径,生产规模的选择交给市场主体,这样能够给技术创新提供充分的机会。


参考文献

[1]倪维斗.煤炭清洁高效利用势在必行[J].中国电力企业管理(综合),2015(5).

 

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朱彤

经济学博士,副研究员,现任中国社会科学院工业经济研究所能源经济室主任,研究方向为能源战略与政策、国家能源转型、产业政策。


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