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院士談新型能源體系建設(shè):以煤炭清潔高效利用保障國(guó)家能源安全

金臺(tái)資訊發(fā)布時(shí)間:2023-03-24 10:30:13

  今年的政府工作報(bào)告指出,“推動(dòng)發(fā)展方式綠色轉(zhuǎn)型。”“推進(jìn)煤炭清潔高效利用和技術(shù)研發(fā),加快建設(shè)新型能源體系。”

  日前,中國(guó)工程院院士、華北電力大學(xué)教授、新能源電力系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任劉吉臻,中國(guó)工程院院士、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)校長(zhǎng)葛世榮在接受人民網(wǎng)等媒體采訪時(shí)表示,加快建設(shè)新型能源體系,要立足我國(guó)基本國(guó)情,加大技術(shù)研發(fā),以煤炭清潔高效利用保障國(guó)家能源安全。同時(shí),加快推動(dòng)煤炭與新能源深度融合發(fā)展,推動(dòng)多能互補(bǔ),實(shí)現(xiàn)多種能源耦合發(fā)展,統(tǒng)籌能源安全穩(wěn)定供應(yīng)和綠色低碳發(fā)展。

  推動(dòng)煤炭與新能源深度融合發(fā)展

  “構(gòu)建新型能源體系,既要發(fā)揮能源對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的支撐作用,也要符合我國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化、走向綠色低碳的發(fā)展戰(zhàn)略,同時(shí)也要適應(yīng)當(dāng)今科技發(fā)展、政治經(jīng)濟(jì)環(huán)境的變化。”劉吉臻表示,該體系涉及方方面面,最基本特征是要符合清潔、低碳、安全、高效目標(biāo),具體到電力行業(yè),要構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。

  在葛世榮看來(lái),“清潔、低碳、安全、高效”這8個(gè)字在新型能源體系里很重要,它們的順序也更重要。首先要考慮我國(guó)能源安全,再兼顧環(huán)境安全。要在保障能源安全的基礎(chǔ)上,再確定非化石能源和化石能源所承擔(dān)的保供比例。

  對(duì)于煤炭在新型能源體系中的地位和作用,劉吉臻認(rèn)為,這些年,中央多次給出了明確的定位,要先立后破,社會(huì)對(duì)煤炭的地位和作用以及發(fā)展路徑共識(shí)度也越來(lái)越高。要認(rèn)識(shí)到我國(guó)基本的國(guó)情和資源稟賦,也要看實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的歷史進(jìn)程和階段性。

  國(guó)家能源局發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,截至2022年底,我國(guó)風(fēng)電、光伏發(fā)電裝機(jī)突破了7億千瓦;我國(guó)可再生能源裝機(jī)突破12億千瓦,超過(guò)全國(guó)煤電裝機(jī)。2022年,我國(guó)風(fēng)電、光伏發(fā)電量占全社會(huì)用電量的13.8%,占全社會(huì)用電量近60%的是煤電。

  “目前,在我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中煤炭發(fā)揮著主導(dǎo)作用。就發(fā)電量而言,盡管風(fēng)電、光伏裝機(jī)容量很大,但發(fā)電量并不大。”劉吉臻表示,為保障能源安全可靠穩(wěn)定供應(yīng),目前,煤炭支撐性、壓艙石作用不能動(dòng)搖。要采取措施加快煤炭綠色低碳發(fā)展,無(wú)論是煤炭開(kāi)采應(yīng)用,還是燃煤發(fā)電技術(shù)更加高效、清潔,再加上碳捕獲、利用與封存(CCUS)技術(shù),要減少煤炭應(yīng)用總量,用最小量煤炭支撐更大規(guī)模新能源發(fā)展。

  “構(gòu)建新型能源體系,煤炭一定要和新能源深度融合發(fā)展,要實(shí)現(xiàn)多元互補(bǔ)、源網(wǎng)協(xié)同、供需互動(dòng),電力系統(tǒng)也要走向靈活、智能。”劉吉臻強(qiáng)調(diào),我國(guó)最終實(shí)現(xiàn)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展,一是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)要實(shí)現(xiàn)革命性變革,經(jīng)濟(jì)GDP增長(zhǎng)不再依賴(lài)能源支撐。二是科學(xué)技術(shù)要有顛覆性突破。三是全社會(huì)能源、消費(fèi)、文化與生態(tài)發(fā)生變革。用戶(hù)側(cè)要從目前的源隨荷動(dòng)逐漸過(guò)渡到供需互動(dòng),最后實(shí)現(xiàn)荷隨源動(dòng),要樹(shù)立電源至上,實(shí)現(xiàn)社會(huì)能源消費(fèi)方式的變革。

  葛世榮對(duì)此表示認(rèn)同,他認(rèn)為,新型能源體系是基于我國(guó)能源資源稟賦的多元協(xié)同體系,包括化石能源和非化石能源融合,非化石能源里可再生能源與核能、其他能源融合,核心是安全,兼顧低碳,從而實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)。同時(shí),提高能效、降低能耗也是構(gòu)建新型能源體系的重要方面。盡管2022年我國(guó)萬(wàn)元GDP能耗比上年下降0.1%,但仍比世界平均能耗水平高50%,如果我國(guó)單位GDP能耗可以達(dá)到世界平均水平,二氧化碳排放就會(huì)下降很多。因此,節(jié)能也是新型能源體系的重要內(nèi)涵之一。

  “不能把新型能源體系單純的認(rèn)為是能源生產(chǎn)體系,應(yīng)該包括用能體系、節(jié)能體系。”葛世榮說(shuō),新型能源體系首要任務(wù)是保證能源安全,通過(guò)煤炭清潔高效利用、節(jié)能等技術(shù),使其保障國(guó)家能源安全的同時(shí)可以清潔低碳發(fā)展。

  以技術(shù)創(chuàng)新推進(jìn)煤炭清潔高效利用

  數(shù)據(jù)顯示,煤炭是我國(guó)的主體能源,2022年國(guó)內(nèi)煤炭總產(chǎn)量約44.5億噸,煤炭消費(fèi)量占我國(guó)一次能源消費(fèi)總量的56.2%。

  “對(duì)一個(gè)國(guó)家來(lái)說(shuō),如果某種能源品種的比例占到50%以上,它就是一種戰(zhàn)略性能源。”葛世榮強(qiáng)調(diào),據(jù)測(cè)算,一噸標(biāo)準(zhǔn)煤大概有2.6噸的二氧化碳排放。對(duì)于我國(guó)而言,煤炭清潔高效利用非常重要。

  劉吉臻表示,我國(guó)燃煤發(fā)電的目標(biāo)是安全、高效、清潔。當(dāng)前,我國(guó)燃煤發(fā)電裝備和技術(shù)取得了顯著的進(jìn)步,逐步實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化自主化,核心技術(shù)基本掌握在自己手中,有很多技術(shù)也走到了世界前列。

  比如,百萬(wàn)千瓦超超臨界機(jī)組的研發(fā)制造和應(yīng)用,度電煤耗等技術(shù)指標(biāo)達(dá)到世界領(lǐng)先水平,節(jié)能減排效益巨大。同時(shí),二次再熱、超凈排放、CCUS等技術(shù)在燃煤火電中也得到了很好的應(yīng)用。

  記者梳理,“十三五”以來(lái),我國(guó)推動(dòng)了大型燃煤電站的清潔化改造,煤電機(jī)組排放的煙塵、氮氧化物、二氧化硫等大氣污染物不到全社會(huì)總量的10%,我國(guó)已建成全球最大的清潔煤電供應(yīng)體系。

  值得注意的是,“目前,我國(guó)燃煤電廠尤其是大型燃煤電廠的粉塵、氮氧化物和硫化物的排放已經(jīng)是超低排放,有些燃煤電廠比燃?xì)怆姀S的排放還要低,但二氧化碳排放的問(wèn)題還沒(méi)解決。”葛世榮說(shuō),未來(lái)煤炭清潔高效利用重點(diǎn)的是降低二氧化碳排放,要改變固態(tài)燃燒這一傳統(tǒng)的煤炭利用方式,采取顛覆性技術(shù),進(jìn)行技術(shù)變革,比如發(fā)展地下煤層原位采油、采氣等。

  “在煤制氣領(lǐng)域,目前主要是煤炭開(kāi)采出來(lái)后,實(shí)施地面煤氣化,煤氣化后可以制氫(灰氫)。天然氣被認(rèn)為屬于清潔能源,煤制氣就屬于煤炭清潔高效利用工藝,但地面煤制氣的二氧化碳排放問(wèn)題依然存在。”葛世榮說(shuō),中國(guó)礦業(yè)大學(xué)40年前就開(kāi)始研究地下煤炭氣化技術(shù),即煤炭直接在地下原位進(jìn)行氣化,將約65%的二氧化碳暫時(shí)封存在地下氣化腔里。煤炭地下氣化后,再用這些二氧化碳制甲醇或者其他化學(xué)品,意味著煤氣化的工藝變成了接近零排放的制氫和制甲醇工藝。煤炭地下氣化生產(chǎn)合成氣,再利用整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)(IGCC)發(fā)電,是低碳排放的火電生產(chǎn)流程。

  除了煤制氣之外,葛世榮表示,去年國(guó)家能源集團(tuán)研發(fā)成功煤基納米碳?xì)淙剂习l(fā)電技術(shù),也是推動(dòng)煤炭清潔高效利用的一項(xiàng)新成果,應(yīng)用前景廣闊。“該技術(shù)將煤炭制成納米級(jí)煤粉,將加入2%的添加劑,制成含水50%的富氫納米水煤漿,成為納米碳?xì)淙剂?,可以使發(fā)電煤耗降低50克/千瓦時(shí),降低二氧化碳排放120克/千瓦時(shí),污染物超低排放。”葛世榮說(shuō)。


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