不少“煤改氣”城市,最后都被“找不到足夠的天然氣”搞得難以為繼

“其實(shí)燃煤發(fā)電對(duì)霧霾的‘貢獻(xiàn)’很有限。最主要還是散煤的燃燒”

實(shí)際上,美國90%的煤集中在發(fā)電領(lǐng)域,德國也有88%,而中國只有50%

中國最主要的能源支撐就是煤,治霾的核心問題還是應(yīng)該研究好煤的清潔利用

這幾天,京津冀及其周邊地區(qū)又陷入了持續(xù)重污染霧霾天氣。

對(duì)于霧霾污染源的具體構(gòu)成數(shù)據(jù),目前不同機(jī)構(gòu)都有各自的意見。不過,對(duì)于造成國內(nèi)霧霾的“主犯”,無論是中科院張仁健的課題組,還是北京大學(xué)胡敏教授的課題組、清華大學(xué)姚強(qiáng)教授的課題組等,都一致認(rèn)為是“化石燃料”——尤其是燃煤。

與此同時(shí),2013年12月2日,由環(huán)保組織“綠色和平”與英國利茲大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)最新發(fā)布的《霧霾真相——京津冀地區(qū)PM2.5污染解析及減排策略研究》中也指出:煤炭燃燒排放出的大氣污染物是整個(gè)京津冀地區(qū)霧霾的最大根源。

確實(shí),因霧霾四處作亂,近年來批判“煤在能源結(jié)構(gòu)中比重過大”,呼吁大力發(fā)展清潔能源的聲音,無論在學(xué)界、政府還是公眾之中都時(shí)常可以聽到。而北京、唐山、濟(jì)南、青島、荊州等城市,更相繼搞起“煤改氣”工程。北京更是提出“到2017年將設(shè)四大燃?xì)鉄犭娭行?全面關(guān)停燃煤電廠”。

不過,在一些學(xué)者看來,這樣使用清潔能源,實(shí)在是有些“暴殄天物”。

更有學(xué)者指出,清潔能源還“難堪大任”,中國最主要的能源支撐就是煤,治霾的核心問題還是應(yīng)該研究好煤的清潔利用。

“煤改氣”,問題不止“氣短”

提到使用清潔能源,很多人第一反應(yīng)就是“大力發(fā)展天然氣”。確實(shí),在一眾清潔能源之中,天然氣目前是被開發(fā)應(yīng)用得最為廣泛的一種。電視里,中國與俄羅斯等國家簽訂大宗天然氣進(jìn)口協(xié)議的新聞也讓人對(duì)天然氣在不久的將來大展拳腳充滿了期待。不過,花巨資引進(jìn)天然氣的中國,是不是在“財(cái)大”之余就能變得“氣粗”了呢?

清華大學(xué)熱能工程系教授姚強(qiáng)算了這樣一筆賬:“我們國家目前的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)大概60%～70%是煤,17%～20%是石油,5%～6%是天然氣,核能、其他可再生能源等加起來不到10%。而國際上大概30%多一些是煤,33%是石油,25%左右是天然氣,剩下10%左右是其他能源。2020年,之前簽約的各國天然氣都進(jìn)來了,加上我們自己開采的,也就4000億立方米。也僅僅能夠占到我們能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的10%,仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于25%的國際水平。”

實(shí)際上,不少大力發(fā)展“煤改氣”的城市,最后都被“找不到足夠的天然氣”搞得難以為繼。北京搞“四大燃?xì)鉄犭娭行?rdquo;,在清華大學(xué)熱能工程系教授、中國工程院院士倪維斗看來,是“也只有首都才有這種便利條件能這么搞”,從全國的實(shí)際情況來講根本不現(xiàn)實(shí)。

使用天然氣,“氣短”并不是唯一的問題。倪維斗院士解釋說,中國北方的能源供應(yīng)一般是“熱電聯(lián)供”,發(fā)電和供暖要同步進(jìn)行,并且每種能源產(chǎn)生的電量和熱量的比率是相對(duì)固定的。跟煤相比,天然氣的電熱比更高,即在供同樣多熱量的情況下,需要燒更多的天然氣,而北京每年供熱的量是相對(duì)固定的,所以,用的氣就更多了。

倪維斗院士接著說,天然氣雖然是清潔能源,但也只是“相對(duì)清潔”,如果不是在純氧環(huán)境中高溫燃燒,同樣會(huì)和空氣中的氮?dú)獍l(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生會(huì)導(dǎo)致霧霾的氮氧化物,“用天然氣代替燃煤發(fā)電,天然氣再清潔也架不住用得多。這樣算下來,產(chǎn)生的氮氧化物可能比之前還多。”

清潔能源一定“清潔”嗎?

天然氣雖然清潔,畢竟也屬于“化石能源”。那么,太陽能、風(fēng)能這些看起來更加“綠色”的清潔能源呢?

對(duì)于評(píng)估一種能源對(duì)于環(huán)境的影響,倪維斗院士提出了“全生命周期分析”的概念,考慮的層面不光是能源的使用層面,還要從采集層面考慮能源的清潔性:“比如說太陽能,太陽能使用過程確實(shí)不產(chǎn)生污染物,但是做太陽能設(shè)備是非常耗能的。做太陽能板,用單晶硅、多晶硅,這些東西很耗能的。純度很高的硅體,煉一噸要用好幾十萬度電。”

相對(duì)而言,風(fēng)能在前期采集過程中的能耗相對(duì)低一些。然而,在風(fēng)能發(fā)電如何進(jìn)入電網(wǎng)這個(gè)環(huán)節(jié),又出現(xiàn)了問題。“風(fēng)電,包括太陽能發(fā)電也是,發(fā)多少電取決于‘老天爺’——風(fēng)大風(fēng)小,晴天陰天,都會(huì)影響發(fā)電多少。但本身電網(wǎng)的需求是要求‘可控’——需要電多就得多發(fā)一些,需要電少就少發(fā)一點(diǎn)。一般現(xiàn)在燃煤電廠都是可控的?？梢远喟l(fā)可以少發(fā)。但是風(fēng)電的話,電網(wǎng)的需求跟老天爺不一定‘匹配’。發(fā)電和送電是要同步的,不能說存起來,現(xiàn)在還沒有很好的技術(shù)來存電。如果能存起來,那么可以解決很多問題?，F(xiàn)在風(fēng)電的規(guī)模越來越大,但是電網(wǎng)與之相匹配的即發(fā)即用的系統(tǒng)沒建立起來。”倪院士坦言,在現(xiàn)有技術(shù)條件下,風(fēng)電想接入電網(wǎng),不但要有大量的設(shè)備調(diào)整,同時(shí)電網(wǎng)內(nèi)原有的很多火力發(fā)電廠也要針對(duì)風(fēng)電的波動(dòng)來調(diào)整自己的發(fā)電量,涉及變動(dòng)的地方太多,更需要很多備用機(jī)組來待命,“有的電網(wǎng)方面的人,直接就管風(fēng)電叫做‘垃圾電’‘劣質(zhì)電’,電網(wǎng)接納風(fēng)電的積極性一直不高。”

煤也可以是清潔的,治霾的核心問題還是應(yīng)該好好研究煤的清潔利用

至于煤炭是霧霾“禍?zhǔn)?rdquo;的看法,倪維斗院士雖然也認(rèn)可,但他覺得如果因此來限制燃煤發(fā)電,明顯是“板子沒打?qū)ζü?rdquo;:“其實(shí)燃煤發(fā)電對(duì)霧霾的‘貢獻(xiàn)’很有限。最主要還是散煤的燃燒。”

姚強(qiáng)教授也認(rèn)可倪院士的觀點(diǎn):“散煤是什么?比如家家戶戶燒的煤球、蜂窩煤,還有一些自己供暖的小鍋爐,那個(gè)小爐子要去控制它的二氧化硫、氮氧化物等的排放,是很難的。我計(jì)算過,沒有減排控制的400萬噸散煤造成的污染物,大概和2000萬噸進(jìn)行了集中減排處理的煤造成的污染物是相當(dāng)?shù)摹?rdquo;實(shí)際上,在美國,90%的煤都集中用在發(fā)電領(lǐng)域,德國也有88%。而中國,這個(gè)數(shù)字只占50%。

“煤不一定就是臟的。你可以很好地利用潔凈煤技術(shù),包括脫硫脫硝、煤的汽化液化等潔凈煤技術(shù),完全可以在相同的煤炭使用的情況下,污染物減少至少一半,甚至能達(dá)到80%～90%。”姚強(qiáng)教授介紹說,現(xiàn)在在國內(nèi),已經(jīng)有一些燃煤電廠的污染物排放接近甚至達(dá)到了天然氣的排放標(biāo)準(zhǔn),上海外高橋第三發(fā)電廠的排放量之少甚至達(dá)到了世界第一。

“清潔能源的概念是什么?是不是排放污染物少?如果能通過技術(shù)減少煤炭使用時(shí)的污染物排放量,能說它就不清潔么?”倪維斗院士指出,控制霧霾,對(duì)煤不能一刀砍死。因?yàn)槊旱目偭刻罅?占到70%多的比重。中國最主要的能源支撐就是煤,核心問題還是應(yīng)該研究好煤的清潔利用。

清潔能源要“巧用”

煤炭要清潔利用,同時(shí)倪維斗院士認(rèn)為,目前還“難堪大任”的清潔能源,從長遠(yuǎn)角度來看也需要發(fā)展,問題是要“巧用”,要發(fā)揮其最大價(jià)值。

“像天然氣、風(fēng)電、太陽能電這樣的清潔能源,更適宜用分布式能源系統(tǒng)來解決——發(fā)電系統(tǒng)不一定是大電網(wǎng),比如清華大學(xué)搞一些機(jī)器設(shè)備,能發(fā)電、冬天能供熱,夏天能供冷。以天然氣為主,可以加上風(fēng)電、太陽能、地?zé)崮艿?自己形成一個(gè)小網(wǎng)?；旧献越o自足,實(shí)在不行再用電網(wǎng)電。”

倪維斗院士介紹的這種擺脫電網(wǎng),“自立門戶”的分布式能源系統(tǒng),基本構(gòu)成是一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)(按照發(fā)電規(guī)?？梢圆捎脙?nèi)燃機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī))用天然氣為一個(gè)區(qū)域發(fā)電,同時(shí)該區(qū)域的風(fēng)電、太陽能、地?zé)岬榷伎梢择詈线M(jìn)來,完成不同種來源供電的小平衡。而如果分布式能源系統(tǒng)形成規(guī)模,一個(gè)個(gè)小系統(tǒng)之間還可以就近連接起來,形成區(qū)域間的能源互補(bǔ)利用。“所以說,天然氣的價(jià)值在于它不僅僅本身是清潔能源,它其實(shí)還具有帶動(dòng)其它清潔的可再生能源應(yīng)用的潛力——就是通過分布式能源系統(tǒng)把各種可再生能源帶起來。這才是天然氣最能發(fā)揮作用的地方。”

治霾者說:不要把治霾和發(fā)展對(duì)立起來

近期,一部中篇小說《霾來了》,讓河北省廊坊市環(huán)保局副局長李春元受到了環(huán)保界和文學(xué)界不少關(guān)注。小說一開篇,就寫了一名環(huán)保局長因?yàn)橹挝垲A(yù)算被挪用與上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)爭執(zhí),最終被撤職的故事。

如今治霾成為共識(shí),在山東省環(huán)保廳廳長張波看來“現(xiàn)在開展工作比原來要順利多了。”張波說,“治霾不單純是環(huán)保部門一家的工作了,任何一項(xiàng)工作一旦上升到黨委政府的重中之重的時(shí)候,總歸是要順利得多。”

李春元同樣感受到了這樣的變化。近期他幾乎天天都有跟治霾減排有關(guān)的工作和會(huì)議——學(xué)校、老社區(qū)的小鍋爐要拆,供熱煤改電、煤改氣的工作要安排……加班的時(shí)間比前段時(shí)間幾乎多了一倍。身體上很疲勞,但是他現(xiàn)在做事情覺得“痛快”:“現(xiàn)在環(huán)保部門該有的職權(quán)都有了:說讓你整改你就得整改,說一票否決我們就能一票否決。哪怕上百億的大項(xiàng)目,我們拿環(huán)評(píng)說話,不合格就是能給你叫停!以前還有‘未批先建’這樣的事情,現(xiàn)在他們也不敢了。”

至于小說?李春元笑了笑:“工作都忙不完,小說以后再寫吧。”

治理霧霾的“大環(huán)境”在變好,但是有些矛盾并沒有解決。

“這個(gè)矛盾就是發(fā)展中國家和地區(qū)的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)與治霾減排之間的一些矛盾。”張波認(rèn)為,以目前中國的現(xiàn)狀,還無法簡單照搬當(dāng)年發(fā)達(dá)國家的治霾經(jīng)驗(yàn)。

“像我們這種發(fā)展中國家和地區(qū)要想治理污染,一定是伴隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整來進(jìn)行的。”張波覺得當(dāng)下的環(huán)保問題,往往還是一種“關(guān)系”問題——發(fā)展與環(huán)境、局部與整體、眼前與長遠(yuǎn)的關(guān)系,任何一種關(guān)系都要處理好,“有人覺得我們的工作妨礙經(jīng)濟(jì)發(fā)展,希望我們停手;也有人嫌我們工作做得‘太慢’,恨不得一下把所有那些污染企業(yè)都關(guān)停了才好。但這兩個(gè)極端我們都不能做,我們要找好其中的平衡點(diǎn)。”

張波用山東省從2013年開始實(shí)施的一個(gè)8年累計(jì)減排50%污染物的計(jì)劃做例子:“8年,要分4個(gè)臺(tái)階。明確公布每個(gè)臺(tái)階的標(biāo)準(zhǔn),污染企業(yè)直接就能看到自己8年之后會(huì)是怎么樣。企業(yè)自己就得盤算盤算,究竟能不能爬上這個(gè)臺(tái)階?如果能爬上去,就要考慮現(xiàn)在是不是就對(duì)設(shè)備進(jìn)行升級(jí)換代,調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu);如果爬不上去,算算自己能爬到哪一階?實(shí)在不行我就不干啦,我換個(gè)活法。政府這種做法,實(shí)際上給社會(huì)、給企業(yè)一個(gè)預(yù)期,讓他們明確知道每年會(huì)怎么樣,給他們未來的選擇起了一個(gè)很好的引導(dǎo)作用。同時(shí)也淘汰了落后產(chǎn)能,引導(dǎo)和倒逼產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。”

“平衡”是一個(gè)“技術(shù)活”,但也有人認(rèn)為,改變發(fā)展與環(huán)保對(duì)立的觀念,則是一個(gè)更好的出路。清華大學(xué)熱能工程系的姚強(qiáng)教授就持有這樣的觀點(diǎn):“假如要求電廠對(duì)燃煤過程脫硫脫硝,進(jìn)行非常嚴(yán)格的控制,最終排放達(dá)到天然氣的標(biāo)準(zhǔn),我們計(jì)算過,即便完全從零開始,電價(jià)成本的上升每度電也就增加幾分錢。如果是在現(xiàn)有水平在達(dá)到剛才說的標(biāo)準(zhǔn)的話,可能只有零點(diǎn)幾分錢。這個(gè)大家承受不了么?總比買口罩買凈化器便宜吧?這些事情從技術(shù)上已經(jīng)完全成熟了,我覺得最重要的還是觀念。”

不如每天點(diǎn)名霧霾污染大戶

今年8月,霧霾重災(zāi)區(qū)“京津冀”曾分別公布了本地的霧霾污染源構(gòu)成比例。其中,北京公布的本地污染源中,機(jī)動(dòng)車、燃煤、工業(yè)生產(chǎn)和揚(yáng)塵分別占31.1%、22.4%、18.1%和14.3%。不過,2013年12月30日,中科院大氣物理研究所研究員張仁健及其課題組公布了他們研究得來的北京PM2.5的6個(gè)重要來源,分別是土壤塵15%、燃煤18%、生物質(zhì)燃燒12%、汽車尾氣與垃圾焚燒4%、工業(yè)污染25%和二次無機(jī)氣溶膠的26%。報(bào)告一出,其中“汽車尾氣與垃圾焚燒4%”這一項(xiàng)數(shù)據(jù)立刻引起了輿論的爭議和質(zhì)疑。

雖然關(guān)于霧霾污染源的一些分析調(diào)查引發(fā)了輿論爭議,統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)相互“掐架”,但清華大學(xué)熱能工程系專攻細(xì)顆粒研究的姚強(qiáng)教授認(rèn)為,關(guān)于霧霾、關(guān)于PM2.5的相關(guān)調(diào)查報(bào)告,還是應(yīng)該多公布一些。

“我大概1999年回到清華就開始接觸PM2.5的研究,我們申請(qǐng)的第一個(gè)基金就是去做細(xì)顆粒的研究。”姚強(qiáng)教授表示,在學(xué)術(shù)層面,中國關(guān)于PM2.5的研究進(jìn)度其實(shí)并不比歐美落后。但是在公眾層面對(duì)于PM2.5的了解就相對(duì)比較晚了,而這也讓我們錯(cuò)過了很多控制霧霾的好時(shí)機(jī)。

“我們現(xiàn)在要做的,不光是公布霧霾的調(diào)查結(jié)果,更應(yīng)該公布一些其他的內(nèi)容。比如有個(gè)事情我一直希望各地方有關(guān)部門可以做的,那就是每天公布當(dāng)?shù)刈畲蟮?、或者前十大污染?你看他們坐得住坐不住。老板天天被點(diǎn)名。就像2013年年初,很多人都說汽車尾氣的事兒,你看汽車工業(yè)協(xié)會(huì)就趕緊出來說了‘我們汽車不是最主要的問題’,兩大石油公司也出來說‘我們愿意改進(jìn)我們的油品’,這就是好事啊。這個(gè)東西具體到各個(gè)環(huán)保局就是排放清單,排放清單他們一直都是有的,都很清楚大的排放戶都是什么情況的。老說河北鋼鐵排放多,到底多少?一公布,他們會(huì)認(rèn)真去做。老百姓都在盯著嘛,輿論的壓力也是很大的。這些大戶一減下來,可能總體污染的20%～30%就減掉了。”

除了環(huán)保部門,姚強(qiáng)教授認(rèn)為衛(wèi)生部門也應(yīng)該參與到霧霾相關(guān)數(shù)據(jù)的公布上來:“衛(wèi)生部門可以公布的,就是每天各大疾病的發(fā)病率,特別是跟呼吸道、心血管、肺有關(guān)的發(fā)病率。公布了以后,特別是跟天氣一結(jié)合,老百姓也會(huì)更加重視問題。