①圖為山東八一燎原水煤漿有限公司工作人員正在裝運水煤漿。 (謝忠設 供圖)
入冬以來,中國多地被嚴重霧霾籠罩。據中央氣象臺統計,我國已有25個以上省(區、市)不同程度地出現過霧霾天氣。受其影響,全國多地不得不高速路關閉、航班推遲, 給人們的出行帶來了極大困擾。此外,持續的霧霾天氣直接威脅到了人體健康,多地呼吸道患者驟然增多。
面對冬季不時襲來的十面“霾”伏,眾多矛頭均指向了煤炭燃燒。有數據顯示,工業鍋爐每燃燒1噸標準煤,可產生二氧化碳2620千克、二氧化硫8.5千克、氮氧化物7.4千克。不久前,環保部有關負責人也表態,冬季燃煤采暖對空氣質量惡化“貢獻”較大。可見,遏制燒煤是治理霧霾的關鍵。然而,我國富煤貧油的能源稟賦格局又決定了煤炭的使用強勢。相關人士紛紛坦言,要想不污染,只能將煤炭轉變成清潔能源,這才是解決霧霾困擾的關鍵。于是,一種煤炭清潔利用的途徑——將煤炭加工成水煤漿燃燒的方式,再次進入我們的視野。那么,目前我國水煤漿應用現狀如何?存在哪些亟待解決的問題?記者對此進行了采訪。
環保節能 水煤漿燃起清潔之火
“所謂水煤漿就是69%的煤炭,加30%的水,再加1%的添加劑深加工后的液態燃料。”曲阜三讓水煤漿有限公司經理劉宏濤告訴記者。
據劉宏濤介紹,水煤漿是一種潔凈液體燃料,具有易燃、穩定、流動性強的特性,能在工業鍋爐、電站鍋爐、工業窯爐上代替油、氣、煤燃燒。水煤漿燃燒效率較高,可達98%以上,產生的煙塵、二氧化硫、氮氧化物等污染物相對較低,是當今世界重要的潔凈能源之一。自問世以來,水煤漿就以其具有的代油節能、高效燃燒和低污染等諸多優點備受各國的青睞。
在國內,水煤漿生產企業率先在沿海城市迅速興起。
廣東作為瀕臨港澳沿海國際城市,對水煤漿可謂是情有獨鐘。早在2002年,廣東省第一個應用水煤漿節油代油、改善環保項目——廣東茂名潔能水煤漿有限公司年產50萬噸水煤漿生產線投產。這是全國投入使用的最大的水煤漿生產線,為改善廣東省的能源結構和環境污染問題起到良好的示范作用。
經有關部門對茂名熱電廠1號爐試燒水煤漿測定,各項指標均達到設計要求,同時符合國家環保法規要求。以容量為50MW的1號爐為例,機組運行按每年5000小時計算,二氧化硫排放量減少1091噸,排放量同比降低61.7%,排放濃度降低45%;煙塵排放量減少191噸,排放量同比降低81%,煙塵濃度降低72%。
作為煤炭和化工大省的山東也不甘落后,依靠豐富的煤炭資源,相繼有山東泰安良達水煤漿有限公司、山東倪氏輝煌水煤漿有限公司、青島特利爾股份公司、山東八一燎原水煤漿有限公司、曲阜三讓水煤漿有限公司等數十家水煤漿公司相繼投產,而且其水煤漿生產規模、產量不斷擴大。
記者了解到,曲阜三讓水煤漿有限公司全部三期工程完成后,將達到年產100萬噸水煤漿的規模;山東八一燎原水煤漿有限公司除在棗莊建有年產60萬噸的水煤漿工廠外,還在蘇州建立了年產30萬噸的水煤漿分公司。
從全國范圍看,一個比一個產能大的水煤漿項目也相繼建設。其中,東莞市電力燃料有限公司、國家水煤漿工程技術研究中心、中國神華集團合作建設的東莞神華環保水煤漿項目年產規模達500萬噸,三期總投資高達4.9億元。
“水煤漿推廣之初的最大初衷就是煤炭的清潔生產利用,節能環保更加是不言而喻。”劉宏濤強調說。
據介紹,用水煤漿發電、供熱不僅省錢、節能,最突出的特點是環保。1噸水煤漿可替代原油0.45噸,每替代100萬噸燃油,可節約大筆燃料費用,相比燃燒渣油可減少排放二氧化硫3萬~4萬噸;工業鍋爐以水煤漿替代原煤,每燃用水煤漿1000萬噸,可減排二氧化硫11萬噸,減排二氧化碳約220萬噸。
技術領先 市場推廣只欠東風
值得欣喜的是,目前我國水煤漿的生產技術已趨于成熟,其制備和應用技術也已處于國際領先水平。
兗礦集團嶧山化工有限公司石柏洲表示,水煤漿作為煤基代油燃料和氣化原料,在經歷了近30年的發展后,各項技術已趨于成熟。
據記者了解,山東八一燎原水煤漿公司早在1983年就開始與中國礦業大學北京研究生部合作開發水煤漿技術,是我國最早參加研制水煤漿的企業,產品在蘇、浙、滬等市場頗受歡迎。
2012年,煤炭科學研究總院節能工程技術研究分院的分級研磨高濃度制漿技術,經中國石油和化學工業聯合會鑒定,技術成果達到國際領先水平,并獲得當年中國煤炭工業協會科技進步一等獎。
據了解,該技術解決了水煤漿的制漿多以中等變質程度的高價格煉焦煤為主的難題,成功實現了使用褐煤、煙煤到無煙煤均可生產水煤漿。山東兗礦集團魯南化肥廠采用分級研磨高濃度制漿技術升級后,煤漿濃度提高了3.2個百分點,每天氨醇的產能提高了30噸以上,每年可節約電費126萬元。隨后,伊泰集團、大唐集團等紛紛采用了此項技術。
好的水煤漿技術也要配備好的燃燒鍋爐。據了解,青島特利爾環保鍋爐工程有限公司開發了更適合水煤漿燃燒的懸浮流化床水煤漿鍋爐,徹底地解決了常規水煤漿霧化燃燒方式系統復雜、故障率高、高溫易結焦等難題。其燃燒穩定,熱效率接近90%;水煤漿霧化鍋爐產生1噸蒸汽耗漿190千克,懸浮流化床水煤漿鍋爐產生1噸蒸汽耗漿160千克,可節省15%。目前,該公司的懸浮流化床水煤漿技術鍋爐已在全國推廣70多臺。
該公司董事長李瑞國表示,我國有10萬噸以下的鍋爐70萬臺,中小型鍋爐占90%以上,隨著治理燃煤污染的力度加大,將為水煤漿鍋爐的研制、開發、推廣應用提供廣闊的市場前景。
國家水煤漿工程技術中心工程設計研究所所長汪景武也指出,中國是一個富煤、貧油、少氣的國家,水煤漿的發展是符合中國國情的,水煤漿的節能、環保,特別是代油燃燒、水煤漿的氣化及間接液化等技術解決了國家油資源短缺的難題。水煤漿技術不僅要應用在山東,更要全國范圍推廣,最終還要走向國際市場。
②陜煤化集團陜化煤化工公司節能減排技改項目采用大量的先進工藝設備技術。其中氣化工段采用高壓水煤漿技術,實現磨煤、制漿、輸送一體化全密閉操作,最大限度地實現節能環保。圖為低壓煤漿泵裝置。 (本報記者 李軍 攝)
能源掣肘 水煤漿有望春江水暖
盡管短期內市場推廣難,但基于水煤漿的清潔、技術優勢,很多專家都對其發展前景持積極態度。
中國煤炭工業協會會長的王顯政在視察東莞神華環保水煤漿項目時表示:“目前中國每年要進口4000萬噸重油,假如其中十分之一能夠由水煤漿提供,對中國的能源安全有重大意義。”
同時,王顯政強調,水煤漿項目有巨大發展空間。水煤漿采用物理方法制成,在替代重油、節能減排方面具有深遠意義。
山東能源集團有限公司董事長、黨委書記卜昌森說:“中國煤炭占一次能源消費總量70%的份額,這種主體能源的地位在較長一段時間內無法動搖。面對常規能源無法短時間被取代的現實,以及嚴峻的環保壓力,迫切需要我們走常規能源的清潔化和高效化利用的道路。既然短期內擺脫不了對煤炭的依賴,那我們就只能在煤炭的利用方式上下功夫,走煤炭的清潔高效利用之路。”
劉宏濤告訴記者,水煤漿是20世紀70年代末世界石油危機以后開發出來的煤炭新產品,是一種可以代替重油和煤的新型潔凈燃料。水煤漿在各種工業應用中,燃燒效率達到到99%以上,是燃燒散煤的一倍,接近或達到燃油水平;一般2噸水煤漿可代替1噸重油。由于水煤漿采用洗選加工后的精煤制備,灰分含量小于7%,硫分含量小于0.5%,因此燃用水煤漿環境質量優于燃用重油。
劉宏濤還給記者算了一筆賬,按照50萬噸水煤漿廠投產后,1#、2#爐每年燒自制的水煤漿約35萬噸,屆時3個爐全燒水煤漿,每年將節油30萬噸,降低燃料成本1.5億元(按現價重油1500元/噸計算)。
此外,冬季燃煤取暖等因素使得我國北方許多城市深陷霧霾,也將提高人們對水煤漿的重視程度。目前,許多城市打出了治霾組合拳。
據了解,山東濟南市環保局已與電力、鋼鐵、化工、水泥等49家高污染企業簽訂重污染天氣保證停產限產承諾書,以減少大氣污染。
李瑞國告訴記者,近期有不少企業電話咨詢水煤漿鍋爐的事宜。可見,各地環保新政利劍的出鞘有望助水煤漿發展一臂之力。
記者還了解到,為推廣水煤漿,今年山東省兩會前,山東省政協人口資源環境委員會專門召開會議,落實推進《關于全面推廣煤炭清潔利用的提案》。會上對水煤漿的技術創新、實際應用、發展前景、資源的綜合利用等問題進行了深入探討。
進展緩慢 環保產品盼政策支持
水煤漿如此節能環保,技術也處于國際領先。但是,一些水煤漿企業反映發展并非一帆風順。
山東倪氏輝煌水煤漿有限公司的總經理倪新奇告訴記者:“企業發展的不好,主要是政策原因。”
劉宏濤也持同樣的觀點。“濟寧是煤炭資源大市,煤炭資源豐富、廉價,且具有近距離運輸優勢。因此,大小企業都習慣了直接燃燒煤炭。目前濟寧只有生產水煤漿的企業,而沒有使用水煤漿企業,包含現在冬季供熱的熱力公司。”劉宏濤告訴記者。
記者了解到,山東濟寧地區含煤面積3920平方千米,占全市總國面積的36.7%;目前已探明煤炭資源儲量140億噸,保有儲量120億噸,占山東省一半以上。截至目前,全市各類煤礦共計生產原煤20多億噸外,約有70%以上銷往全國,而其余30%供應本地消耗。
劉宏濤表示,能夠理直氣壯的直接燃燒煤炭的企業,無疑都是處在煤炭儲量和產量具有一定規模的地市。1噸煤炭500多元,而1噸水煤漿高達700元,每噸有接近200元的價格差,而且使用煤炭直接方便。因此,燃煤企業對用煤炭間接加工的水煤漿極不感冒。
“成本高、市場亂,而且很多企業有燃煤慣性。”山東八一燎原水煤漿有限公司副總經理王勇衛也坦言,這是一個前景看好卻有待規范的產業,如果沒有政策支持,單靠燃煤企業節能減排的自覺性和責任感很難走遠。
廣東在推廣水煤漿上也并非順風順水。“企業如果改為燒水煤漿,鍋爐的更換需要一大筆資金,部分企業并不愿意拿出巨額資金去改造鍋爐。同時,市里相關部門對改造水煤漿鍋爐的財政支持力度與企業的期望有一定的差距,且東莞還沒有建立合同能源管理機制,也在一定程度上制約了水煤漿應用的發展。此外,部分企業社會責任意識和環保意識還沒有完全轉型,也在一定程度上制約了水煤漿的市場。”東莞市能源行業協會秘書長劉偉能介紹說。
據記者了解,2008年東莞市政府印發《東莞市推廣應用水煤漿實施意見》,原計劃是在1~2年內選擇50家企業推廣試點,財政給予補貼;5年內培育2~3家生產水煤漿的龍頭企業,力爭年生產能力達700萬噸以上。然而,從現狀看,推廣水煤漿似乎變成政府“一頭熱”,不少企業并沒有形成規模。東莞的2家生產水煤漿的企業,一家生產自用,一家則轉為生產天然氣。
對此,相關人士表示,水煤漿推廣不盡如人意的現狀,與政府扶持力度不夠有關。如東莞市除對試點單位1個鍋爐一次性給予改造投入20%的補貼外(單個企業最高補貼100萬元),而在商業貸款和稅收方面缺乏扶持政策,很大程度上影響了企業使用水煤漿的積極性。
事實上,早在2001年,原國家經貿委就在《關于加快發展環保產業的意見》中,要求各地實行優惠政策,鼓勵和扶持包括水煤漿等潔凈能源在內的環保產業的快速發展,通過產業政策引導以及稅收優惠,從政策、資金兩方面給予支持。但是,隨著政府職能的不斷改變,更加難以干預企業燃燒水煤漿的意愿,水煤漿推廣緩慢。
據統計,截至2012年底,全國燃料水煤漿的設計產能突破5000萬噸,實際生產和使用量僅為3000萬噸。
③山西陽煤豐喜肥業(集團)有限公司臨猗分公司水煤漿水冷壁氣化爐制備的合成氣有效成分達到78.46%,碳轉化率達到97.6%。圖為正在運行中的灰水處理系統。 (閆俊榮 供圖)