博文
未来洁净煤利用发展需要重点探讨的问题
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1 我国可持续的能源生产和消费总量的“天花板”
在21世纪初，国家原有规划是到2020年GDP翻两番，能源需求翻一番，即从2000年我国总能耗15亿tce增长到2020年30亿tce。 2008年总能耗已达到28.5亿tce，若不是全球经济危机减弱增长势头，2009年将超过30亿tce，提前11年达到2020年的目标。2006年美国能耗总量为33.3亿tce，按照我国2008年的势头，将在2011年就要超过美国成为世界第一耗能大国。从发展趋势来看，我国工业已进入重化阶段，按世界各国发展的历史规律来看，能耗迅速增长阶段似不可逾越。然而，且不说温室气体排放所面临的巨大压力，从资源供应、环境容量、生态退化、能源安全来说，这个能耗总量是我国这块土地无法承受的。
根据我国目前的能源消耗增长速率（每年消费增量约2亿tce），难以解决能源安全和生态环保的困局，特别是为我国经济建设作出能源贡献的城市中，大多数都面临着或已经处于资源枯竭的困境，可持续发展面临挑战。另一方面，重化工业、基础设施、房地产、对外加工出口（高耗能和低端的产品）等发展的“冲动”实在太强烈，难以遏制能耗的过快增长。
因此，在有限的资源禀赋、环境容量下，需要研究我国可持续的能源生产和消费总量。尤其因为煤炭利用所导致的气候变化、空气污染、水污染、土壤污染、安全威胁等一系列问题，需要重点研究我国可持续的煤炭开采量。
2 我国总的环境容量和排放量的“天花板”
我国的环境容量有限，SOX、NOX、PM2.5-10、汞等污染物的影响限于本国，然而CO2是关系全球的大事，不控制污染排放量会导致巨大的环境、经济和社会代价。对GDP的迫切追求驱动着耗能工业不断扩张，忽视了我国的环境容量，例如多晶硅产业的发展，依靠技术进口、产品出口，环境污染和资源消耗留在国内。类似地以资源消耗来换取经济的增长，仅考虑产品生产的外部成本，不计内部成本，是否是可持续发展的路径？目前我国CO2排放实际上已和原位居世界第一的美国基本齐平。在不久将要召开的哥本哈根大会，我国作为发展中国家虽不会马上承担明确的减排义务，但人们一定会想：作为全世界排放CO2处于“前列”的中国，其排放量仍在迅速上升，究竟中国的CO2排放量最高峰将达到多少？在哪个年份？作为一个负责任的大国，我国在不远的将来必然要承担一定量、甚至大幅度温室气体的减排任务。因而，从战略高度、从现在开始就应该认真考虑我国CO2如何分阶段减排的有关战略技术和政策问题，否则，在今后几十年我国将会为此付出更多的代价。
3 制定适合我国国情的温室气体减排战略
从目前我国发展的形势来看，必须分步骤考虑CCS的实施，但更要注重碳资源的综合利用，即CCUS（Carbon Capture, Utilization and Sequestration，简称CCUS）。CCUS 应当尽快启动，根据中国具体国情，从易到难实施的三个阶段分别为：
第一阶段：利用从天然气中分离出来的CO2强化石油开采（EOR）及强化煤层气开采（ECBM）。
第二阶段：煤化工中的 CCUS。甲醇和二甲醚生产的CO2排放分别为2 t CO2/t MeOH、3.5 t CO2/t DME，且生产过程中CO2的浓度和压力较高，捕集成本较低。CCUS需将原有技术产业链从燃料制作扩展到CO2捕集、到EOR及ECBM的运输。
第三阶段：发电行业的CCUS。发电行业实施CCUS是个耗能工程，比煤化工中的CCUS困难的多，对于燃煤电厂，因捕集而使供电效率减少11个百分点。
因此，煤基替代燃料的生产应该承担起中国近期内CCUS的责任。每个新筹建的项目应当同时设计CCUS系统，否则替代燃料系统就是不可持续的。
4 新能源发展规划应重视传统能源变革形成的新能源
我国对新能源的定义应当是符合中国国情的新能源开发利用：包括新的能源资源开发利用，和传统能源变革过程中形成的新兴能源产业。在我国，除了核电和可再生能源之外，凡是相对于当前主力在役能源（指目前主要使用的、满足社会经济发展对能源产品和服务需求的一次能源和相关利用和转化技术）的形式有大的变革，且占到相当份额、能减少污染、降低二氧化碳排放的能源，都应该叫新能源，如现代化的煤炭利用技术（非直接燃烧方式）、车用新型燃料等。因此，我国资源禀赋、环境容量和生态平衡决定了我国的新能源发展规划一定要重视能源变革形成的新能源应用。
5 建立洁净煤利用的评价体系
未来煤炭的高效清洁利用面临多种技术选择：亚临界、超超临界、IGCC、富氧燃烧、煤基多联产等，若进一步考虑CO2减排则加上CCS系统。
如何评价该技术是否符合煤炭的清洁利用？必须建立完善、科学合理的洁净煤利用评价指标体系，对各种发电方式经济性、环境性进行评估。这一指标体系应当包括技术指标：效率、资源消耗（水耗、电耗）等；环境指标：气体污染物排放量（CO2、SOX、NOX、PM2.5-10）、固体污染物排放量（固体废弃物）、液体污染物排放量（废水）以及衡量元素排放量（如汞）等。
节选自倪维斗等 《关于我国煤炭高效合理利用的战略思考》发表于2009年6月10日《山东论坛》
https://blog.sciencenet.cn/blog-374251-282035.html
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在21世纪初，国家原有规划是到2020年GDP翻两番，能源需求翻一番，即从2000年我国总能耗15亿tce增长到2020年30亿tce。 2008年总能耗已达到28.5亿tce，若不是全球经济危机减弱增长势头，2009年将超过30亿tce，提前11年达到2020年的目标。2006年美国能耗总量为33.3亿tce，按照我国2008年的势头，将在2011年就要超过美国成为世界第一耗能大国。从发展趋势来看，我国工业已进入重化阶段，按世界各国发展的历史规律来看，能耗迅速增长阶段似不可逾越。然而，且不说温室气体排放所面临的巨大压力，从资源供应、环境容量、生态退化、能源安全来说，这个能耗总量是我国这块土地无法承受的。
根据我国目前的能源消耗增长速率（每年消费增量约2亿tce），难以解决能源安全和生态环保的困局，特别是为我国经济建设作出能源贡献的城市中，大多数都面临着或已经处于资源枯竭的困境，可持续发展面临挑战。另一方面，重化工业、基础设施、房地产、对外加工出口（高耗能和低端的产品）等发展的“冲动”实在太强烈，难以遏制能耗的过快增长。
因此，在有限的资源禀赋、环境容量下，需要研究我国可持续的能源生产和消费总量。尤其因为煤炭利用所导致的气候变化、空气污染、水污染、土壤污染、安全威胁等一系列问题，需要重点研究我国可持续的煤炭开采量。
2 我国总的环境容量和排放量的“天花板”
我国的环境容量有限，SOX、NOX、PM2.5-10、汞等污染物的影响限于本国，然而CO2是关系全球的大事，不控制污染排放量会导致巨大的环境、经济和社会代价。对GDP的迫切追求驱动着耗能工业不断扩张，忽视了我国的环境容量，例如多晶硅产业的发展，依靠技术进口、产品出口，环境污染和资源消耗留在国内。类似地以资源消耗来换取经济的增长，仅考虑产品生产的外部成本，不计内部成本，是否是可持续发展的路径？目前我国CO2排放实际上已和原位居世界第一的美国基本齐平。在不久将要召开的哥本哈根大会，我国作为发展中国家虽不会马上承担明确的减排义务，但人们一定会想：作为全世界排放CO2处于“前列”的中国，其排放量仍在迅速上升，究竟中国的CO2排放量最高峰将达到多少？在哪个年份？作为一个负责任的大国，我国在不远的将来必然要承担一定量、甚至大幅度温室气体的减排任务。因而，从战略高度、从现在开始就应该认真考虑我国CO2如何分阶段减排的有关战略技术和政策问题，否则，在今后几十年我国将会为此付出更多的代价。
3 制定适合我国国情的温室气体减排战略
从目前我国发展的形势来看，必须分步骤考虑CCS的实施，但更要注重碳资源的综合利用，即CCUS（Carbon Capture, Utilization and Sequestration，简称CCUS）。CCUS 应当尽快启动，根据中国具体国情，从易到难实施的三个阶段分别为：
第一阶段：利用从天然气中分离出来的CO2强化石油开采（EOR）及强化煤层气开采（ECBM）。
第二阶段：煤化工中的 CCUS。甲醇和二甲醚生产的CO2排放分别为2 t CO2/t MeOH、3.5 t CO2/t DME，且生产过程中CO2的浓度和压力较高，捕集成本较低。CCUS需将原有技术产业链从燃料制作扩展到CO2捕集、到EOR及ECBM的运输。
第三阶段：发电行业的CCUS。发电行业实施CCUS是个耗能工程，比煤化工中的CCUS困难的多，对于燃煤电厂，因捕集而使供电效率减少11个百分点。
因此，煤基替代燃料的生产应该承担起中国近期内CCUS的责任。每个新筹建的项目应当同时设计CCUS系统，否则替代燃料系统就是不可持续的。
4 新能源发展规划应重视传统能源变革形成的新能源
我国对新能源的定义应当是符合中国国情的新能源开发利用：包括新的能源资源开发利用，和传统能源变革过程中形成的新兴能源产业。在我国，除了核电和可再生能源之外，凡是相对于当前主力在役能源（指目前主要使用的、满足社会经济发展对能源产品和服务需求的一次能源和相关利用和转化技术）的形式有大的变革，且占到相当份额、能减少污染、降低二氧化碳排放的能源，都应该叫新能源，如现代化的煤炭利用技术（非直接燃烧方式）、车用新型燃料等。因此，我国资源禀赋、环境容量和生态平衡决定了我国的新能源发展规划一定要重视能源变革形成的新能源应用。
5 建立洁净煤利用的评价体系
未来煤炭的高效清洁利用面临多种技术选择：亚临界、超超临界、IGCC、富氧燃烧、煤基多联产等，若进一步考虑CO2减排则加上CCS系统。
如何评价该技术是否符合煤炭的清洁利用？必须建立完善、科学合理的洁净煤利用评价指标体系，对各种发电方式经济性、环境性进行评估。这一指标体系应当包括技术指标：效率、资源消耗（水耗、电耗）等；环境指标：气体污染物排放量（CO2、SOX、NOX、PM2.5-10）、固体污染物排放量（固体废弃物）、液体污染物排放量（废水）以及衡量元素排放量（如汞）等。
节选自倪维斗等 《关于我国煤炭高效合理利用的战略思考》发表于2009年6月10日《山东论坛》
https://blog.sciencenet.cn/blog-374251-282035.html
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