如何消除清洁能源浪费现象

　　一方面高碳污染排放，能源紧缺；另一方面，大量清洁能源长期“跑冒滴漏”，浪费严重……其根本原因是一些工业行业发展方式的落后，和能源体制不完善。

　　文/《瞭望》新闻周刊记者 吕晓宇 梁晓飞

　　近年来，我国清洁能源的投入和利用取得了非常明显的成绩，尤其在煤层气、煤炭乏风、低温余热、低热值煤等煤系附产品、废弃物的低碳清洁利用方面占据了技术前沿。

　　与此同时，《瞭望》新闻周刊记者调研中也发现，我国清洁能源利用的科技整体水平仍然与发达国家差距甚大，主要体现在核心技术面临“最后一米”的困局，造成清洁能源利用的严重浪费。

　　四大浪费现象

　　现象一：煤层气利用率低。

　　“煤层气俗称‘瓦斯’，主要成分是甲烷，其温室气体效应是二氧化碳的21倍。”晋煤集团蓝焰煤层气公司总经理田永东向本刊记者介绍说，“煤层气也是高效清洁能源。1立方米纯煤层气热值相当于1.22千克标准煤、1.13千克汽油，而且燃烧洁净。”但由于管网建设滞后，下游市场不完善，煤矿瓦斯抽采项目规模小、利用设施不健全，大量煤层气被烧掉或直接排放。

　　2010年，全国煤矿煤层气利用率仅为30.7%。我国煤层气储量约36万亿立方米，居世界第三。虽然煤层气抽采利用近年来发展快速，但现实与目标仍有漫长距离。根据全国《煤层气(煤矿瓦斯)开发利用“十二五”规划》目标，2015年全国要实现300亿立方米的煤层气产量。2013年，全国煤层气抽采量156亿立方米，利用66亿立方米。在两年内要实现翻番，任务艰巨。

　　现象二：煤矿乏风排空。

　　“乏风”又称“煤矿风排瓦斯”，指矿井通风系统排出的甲烷浓度低于0.75%的瓦斯。一般来说，甲烷浓度在30%以上的瓦斯可液化为甲醇，10%--20%的可用于内燃机组发电，但10%以下的低浓度瓦斯以及煤矿乏风由于技术问题，二者的利用一度成为世界性难题，长期以来被排放到空中，造成巨大的温室气体污染。

　　乏风虽然浓度极低，但总量巨大。有数据显示，乏风所含甲烷约占我国煤矿瓦斯甲烷总量的81%，我国每年排放量超过100亿立方米，其温室气体效应约为2亿吨二氧化碳当量。

　　现象三：焦炉煤气“点天灯”。

　　我国是全球最大的焦炭产地。去年焦炭产量近4.8亿吨。每炼1吨焦炭可产生400立方米焦炉煤气。长期以来，焦炉煤气被大量排空燃烧，俗称“点天灯”。山西焦炭年产量占全国的五分之一。最多时全省有2000多盏“天灯”，每年白白烧掉焦炉煤气上百亿立方米。山西一位焦化行业专家说，山西焦化行业整体水平在全国是最高的。由此看出，全国焦化行业焦炉煤气的浪费是惊人的。

　　现象四：工业中低温余热回收率极低。

　　电厂冷却塔、钢厂轧钢水、化工厂冷却水等，有一半是中低温热源，即200℃以下的烟道气和100℃以下的水、乏汽。由于缺乏利用技术和设备，这部分热源无法回收利用，长期被排放，既浪费能源又污染环境。我国单位GDP能耗是世界平均水平的2倍多，甚至是一些发达国家的3--4倍，工业余热利用率低是一个重要因素。

　　科技手段消除浪费

　　“随着乏风氧化发电技术的逐渐成熟和推广，全国上百亿立方米煤矿乏风可实现回收利用，变废为宝。”接受本刊记者采访中，山西潞安集团瓦斯研究院副院长贾剑说。

　　据了解，全球规模最大的煤矿乏风利用项目即将在山西潞安集团高河煤矿建成投产。这些项目投产后每小时可处理利用乏风108万立方米。贾剑介绍，这项技术的主要原理是将10%左右的低浓度瓦斯和0.75%左右的乏风掺混后，在950℃的高温下发生氧化，将瓦斯中的甲烷分解为二氧化碳和水，减轻其温室效应，同时利用高温高压蒸汽发电。这个项目装机容量可达30兆瓦，可摧毁乏风中99%的甲烷，每年减少140万吨二氧化碳温室气体，输出2亿千瓦时清洁电能。本文来源：瞭望观察网

　　在高河项目的示范带动下，山西多家煤矿集团将以BOT方式发展乏风氧化发电项目，共涉及13个煤矿，设计总装机容量34万千瓦，每年碳减排量可达1580万吨。

　　被浪费的清洁能源回收利用显现出巨大商机，低端、粗放的利用方式正在得以改善。全国最大焦炭生产基地山西率先整合焦化行业，经过两年的努力，企业数量缩减64%，企业户均产能提升近2倍。全省焦化企业基本告别“点天灯”。焦炉煤气回收利用不仅减轻了空气污染，还为企业产生了巨大的经济效益。

　　随着国家煤层气开发政策的刺激，我国煤层气抽采利用自主技术研发水平持续提升。晋煤集团党委副书记张虎龙向本刊记者介绍，“目前晋煤集团拥有100多项世界级煤层气开发利用核心技术，拥有煤层气方面国家专利和发明专利120多项，承担制定的2项煤层气利用标准已被认定为国家标准。”

　　晋煤集团早些年曾与美国公司合作，但遭遇半道撤资，转而联合国内科研院校进行技术创新，先后建立了我国首个煤层气开发工程产学研基地，成立了山西省煤层气工程研发中心，设立了“山西省煤与煤层气共采产业技术创新战略联盟”，与山西省科技厅发起设立“煤层气联合研究基金”。经过几年发展，晋煤集团占据了国内煤层气开采技术前沿。

　　依托技术优势，山西晋煤集团建成我国最大的煤层气抽采利用基地。企业构建了从煤层气勘探、抽采、管输，到压缩、液化、槽车运输直至利用的完整产业链，煤层气销往全国7个省20多个地市，供应燃气汽车2万多台、民用100余万户、工业用气100万立方米/天。

　　近五年，晋煤集团煤层气利用量达60多亿立方米，相当于减排二氧化碳9000多万吨。作为国内煤企中首家引入清洁发展机制(CDM)的企业，晋煤集团获得碳减排收益5亿多元。晋煤集团正在推进的“百亿立方米煤层气抽采利用项目”投运达产后，每年相当于节约1220万吨标准煤或者8.3万吨汽油。

　　工业低温余热自主利用技术也有了突破性进展。山西易通集团和天津大学自主研发的低温余热发电机组，通过提升热电转化介质的性能，将余热发电最低温度降至60℃，目前，美国、法国等国余热发电技术的最低温度为80℃。这项技术填补了我国在该领域中的技术空白。

　　天津大学热能学科带头人、博士生导师张于峰告诉本刊记者，“低温余热用来发电，可为企业节约成本，在带来经济效益的同时，也是降低综合能耗、解决环境热污染的重要途径。”

　　“撬动”市场治理力量

　　“市场需求与科技进步相辅相成。市场会刺激相关科技的进步。但市场需要国家政策来创建。”山西易通集团公司董事长赵保明向本刊记者说。

　　赵保明介绍，在实际操作中，余热发电并网难的问题仍然突出，主要表现在并网发电办理手续繁琐，审批时间长，一些地方收取“上网费、并网费或管理费”等不合理费用；发电机组参与调峰，往往不能满负荷运行，影响运行效率。

　　易通集团公司曾为东部城市一家单位的地热井安装100千瓦低温余热发电设备，利用80℃的水温发电，排出65℃的水温用于居民取暖。但由于并网批复慢，发电机组无法正常工作。供暖季到来后，这家单位不得以向易通集团提出“不用发电了，让机器空转给水降温就行”的要求。赵保明希望，国家有关部门取消点状分布式能源并网的门槛，解决低温余热发电并网难题。本文来源：瞭望观察网

　　煤矿乏风氧化发电也面临“清洁不经济”的局面。贾剑说，乏风氧化发电须上网后经电网企业再转供给园区内本企业用电单位，项目利润空间很小。如果允许项目发电用于煤矿自用，或对上网电价实施优惠，将会大大刺激这类项目的发展，煤矿的减排积极性将更高。

　　一些业内人士认为，降低煤炭能源比重已成为我国的战略取向。推进太阳能、风能、核电、水电等是提升清洁能源比例的重要渠道，但利用政策杠杆、科技手段提升传统行业的清洁利用水平，也是减少能源浪费，实现清洁生产的重要路径。

　　“政策无疑可以有效激活市场。”山西一位能源专家认为，煤层气开发利用体制机制改革就是一个很好的例证。山西的煤层气储量占全国三分之一。但由于诸多历史原因，煤层气与煤炭的气权、煤权长期分置、重叠，导致山西煤层气开发进展缓慢。

　　2013年，在国家的支持下，山西试点煤层气矿权管理体制改革，出台“煤层气20条”，探索煤层气矿权审批、准入、投入等机制改革。从2013年8月底政策出台到年底，短短几个月内，全省新增勘探、开发煤层气矿井1485口，新增煤层气生产能力10亿多立方米，产业发展呈现起飞之势。□