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中国科学院:煤改气无助于控制氮氧化物排放

来源:www.sjgfb.com   发布时间:2016-11-28

自2014年大气治理“国十条”发布后,各级政府纷纷加快煤改气工程进度,尤其是京津冀地区迫切需要改变环境污染严重的状况。但两年时间过去,北方地区一到采暖季,雾霾依旧笼罩整个冬季。


其实,早在2014年中国科学院高峰就针对各地政府大力推行“煤改气”政策时就在中国环境报阐述了自己的观点。他当时就表示不能神话了天然气,天然气锅炉对控制氮氧化物没有任何优势可言。


以下是2014年6月26日中国科学院高峰在中国环境报刊发的《煤改气无助于控制氮氧化物排放》全文

国务院颁发《大气污染防治行动计划》后,各地纷纷提出相关对策,天然气被戴上了清洁能源的桂冠。许多地方 “一哄而上”大规模推行“煤改气”,有的地方还强迫企业“煤改气”,未考虑使用其他清洁燃烧技术,也没有考虑天然气的资源供应量。但如果不顾我国国情和客观条件大规模推行“煤改气”,可能会带来很多问题。



不能神话了天然气

天然气锅炉对控制氮氧化物没有任何优势可言


把天然气说成是清洁能源,本身就有失偏颇。天然气也是化石能源,也有清洁燃烧的问题,主要是燃烧过程中会产生大量氮氧化物。

根据环保部门对天然气锅炉运行情况检测公布的资料,燃气工业锅炉运行中,氮氧化物排放浓度小于200毫克/立方米的只占35%,小于400毫克/立方米的占94%,大部分天然气锅炉氮氧化物排放浓度在300毫克/立方米左右。而以半焦为燃料的解耦燃烧锅炉,却可将氮氧化物排放量控制到200毫克/立方米以下,此外,煤气发生炉锅炉更可以把氮氧化物控制到100毫克/立方米以下。



雾霾的主要成份是PM2.5,生成PM2.5的罪魁又是氮氧化物,目前大规模“煤改气”中使用的天然气锅炉,对控制氮氧化物没有任何优势可言。令人不解的是,各地力推的“煤改气”工作,从公开记载的数据中,很难查到氮氧化物排放量是多少,“煤改气”前后氮氧化物有什么变化。

众所周知,我国是石油、天然气资源贫乏的国度。根据国家能源局的预计,2015年我国天然气消费量将达2310亿立方米,而国内天然气供应量只有1310亿立方米,需要进口1000亿立方米。

天然气资源被国外控制,燃气机叶片制造和修理技术被国外控制,燃料价格我们也没有话语权。“煤改气”要花大钱,增加后处理设施也要大花钱,对天然气燃料还要长期补贴,对此我们应该有清醒的认识。从这一点来说,治理雾霾已不仅仅是环境问题,而是一个政治问题。



北京“煤改气”成功了吗?

静稳天气下, 48小时内北京会达到严重污染


以北京市为例,北京市主城区的燃煤锅炉绝大多数已经改为燃气锅炉,但是,PM2。5雾霾严重污染不仅没有消除,还有进一步加剧的趋势。原因就在于,“煤改气”大量增加排放的氮氧化物,加之汽车尾气排放的氮氧化物,是北京PM2。5雾霾日益严重的根本原因,而且有资料表明,北京空气中的氮氧化物已是二氧化硫的3倍。

2013年冬季供暖期,北京市天然气用气量为78亿立方米,按氮氧化物平均排放浓度300毫克计算,排放的氮氧化物量为25740吨,排放量和汽车排放基本相当(现在北京有500多万辆汽车,年消耗700多万吨汽柴油,排污总量90多万吨,其中氮氧化物8万多吨,在供暖期时间段也在2万多吨左右)。



按照北京市“十二五”时期燃气发展建设规划,规划到2015年,北京市天然气年用气量达到600亿立方米,排放的氮氧化物量为19.8万吨;2017年用气量达到930亿立方米,排放的氮氧化物量将达到30.69万吨,接近2013年的15倍。

当北京冬季处在静风或微风时,外地污染对北京影响较小,不到48小时本地空气就会达到严重污染,也就是说环境污染会很快达到极限,当氮氧化物排放量再增加15倍时,想象一下污染会达到什么程度。

如果通过采取措施,上环保设备,来降低氮氧化物排放浓度,当排放浓度降低到20毫克/立方米时,还仅仅只是维持目前的大气水平,事实上要想让全市的天然气锅炉都达到20毫克/立方米的排放标准,投资巨大,几乎不可能。



雾霾天数不降反升的尴尬表明,北京的“煤改气”并不成功,并没有改善大气环境,尤其是没有减轻PM2.5造成的雾霾污染。实际上,把北京周围热电厂全部“煤改气”,产生的氮氧化物会更多,PM2.5也更多,会导致在错误的路上走得更远。中国工程院院士倪维斗做过测算,热电厂“煤改气”后,氮氧化物排放不但不会减少,反而会增加,反而会恶化雾霾的状况。

面对这种现状,只能再投入大量人力、物力和资金,对天然气锅炉排放的二氧化氮污染再做后处理,走的还是过去燃煤锅炉“先污染后治理”的道路。



在可预见的未来,煤炭仍将是我国主要的一次能源,煤炭在能源生产和消费结构中的主导作用不会改变。靠“禁煤”来治理大气污染行不通,试图用“煤改气”政策绕过去,也行不通。

既然燃煤是造成环境污染的主要因素,我国大气污染中90%的二氧化硫、70%的氮氧化物与一氧化碳、60%的烟尘和80%的二氧化碳都是燃煤引起的,所以我们更要坚定不移地走清洁煤的道路。只有啃下清洁煤技术这个硬骨头,采用清洁煤技术,改造火电厂,更新燃煤工业锅炉,实现煤炭的清洁利用,才是治理雾霾最有效的途径。



清洁煤技术是指煤炭从开采到利用的全过程,包含清洁生产技术、清洁加工技术、高效清洁转化技术、高效清洁燃烧与发电技术和燃煤污染排放治理技术等。清洁煤技术是当前世界各国解决环境问题的主导技术之一,也是国际上高技术竞争的一个重要领域。

2013年我国燃煤电厂消耗煤炭21亿吨,约占全国煤炭消耗的50%,排放的烟尘、二氧化硫、氮氧化物分别为142万吨、820万吨、834万吨,占大气污染的20%左右,燃煤电厂的清洁排放直接影响到我国的大气环境。

上海外高桥第三发电厂通过实施零能耗脱硫技术、全天候脱硝系列技术以及其他创新技术,2013年供电标准煤耗达276克/千瓦时,同时,粉尘排放浓度11.63毫克、二氧化硫17.71毫克、氮氧化物27.25毫克,污染物排放可降低90%,大大优于我国燃气轮机发电机组的排放标准。如果全面推广其技术和经验,可以将现在全国火电厂污染排放总量降低至现有水平的10%左右。



工业锅炉也是大气污染的主要来源。截至2011年,我国有各种容量的在用锅炉61.06 万台,其中燃煤工业锅炉约46 万台,占总量的85%左右,折合426万蒸吨,年煤耗量7.3亿吨标准煤,颗粒物排放160万吨、二氧化硫排放718万吨、氮氧化物排放271万吨。排放的二氧化硫约占大气污染总量的30%以上,产生的PM2.5、PM10约占大气污染总量的25%以上,超过了全国火电厂排放总量,也是造成雾霾的主要原因之一。

目前,在工业企业推广新的清洁煤技术,包括新型高效节能环保煤粉锅炉技术、煤气化锅炉燃烧技术、解耦燃烧技术的半焦层燃式燃烧等,都可以有效地将氮氧化物生成浓度降低到200毫克/立方米以下。


在脱硫和除尘方面,只要法规标准严格执行,在技术上、管理上和成本上,燃煤锅炉都可以达到天然气锅炉的排放标准,综合成本却比燃烧天然气低很多,也不会出现像天然气那样的供应不足问题。

全国政协委员、财政部财政科学研究所所长贾康在今年全国“两会”的提案中提出,应尽快出台国家标准,大力推广洁净煤技术。他建议国家能源局、环境保护部等主管部门尽快制定洁净煤技术行业标准,对各种洁净煤技术加以甄别和认证,并予以推广,改变目前各地一刀切的限煤政策。此外,还应该加大对洁净煤技术、专有装备、产业化示范项目的政策扶持。建议国家有关部门就洁净煤技术、专有装备、产业化示范项目建立国家层面专项基金,并加大已有政策扶持力度。

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