在我國(guó)煤炭消耗結(jié)構(gòu)中，雖然分散燃煤小鍋爐的煤炭消耗總量占比不大，但由于設(shè)備落后、效率低下以及環(huán)保投入不足，其污染物排放總量占比很大。

2013年發(fā)布的《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》提出，要經(jīng)過五年努力，控制煤炭消費(fèi)總量，總體改善全國(guó)空氣質(zhì)量。為實(shí)現(xiàn)行動(dòng)計(jì)劃目標(biāo)，加快清潔能源替代利用成為重要選擇，其中以天然氣為燃料替代燃煤鍋爐是主要方式（“煤改氣”）。但由于2013年以來煤價(jià)持續(xù)低位運(yùn)行，同時(shí)天然氣價(jià)在2013年經(jīng)歷了一次大幅上調(diào)，加之“煤改氣”環(huán)保收益未被充分考慮，使得項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益不足，許多地方推進(jìn)“煤改氣”舉步維艱。

在這種背景下，要不要繼續(xù)推進(jìn)“煤改氣”工程？如何科學(xué)推進(jìn)？如何正確評(píng)估“煤改氣”項(xiàng)目環(huán)保收益？對(duì)上述問題進(jìn)行思考和研究具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

燃煤鍋爐污染不容小視

我國(guó)的能源稟賦特點(diǎn)決定了“煤炭在一次性能源生產(chǎn)和消費(fèi)中占據(jù)主導(dǎo)地位”將維持較長(zhǎng)一段時(shí)期。雖然近年來我國(guó)能源結(jié)構(gòu)逐步得到改善，2015年煤炭在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中占比進(jìn)一步下降，創(chuàng)歷史新低，但仍然占能源消費(fèi)總量的64%。

我國(guó)煤炭消費(fèi)具有量大、行業(yè)分散、區(qū)域不平衡等特點(diǎn)，2015年的煤炭消費(fèi)結(jié)構(gòu)中主要為商品煤，消費(fèi)量36.98億噸。其中電力行業(yè)用煤18.39億噸，鋼鐵行業(yè)用煤6.27億噸，建材行業(yè)用煤5.25億噸，化工行業(yè)用煤2.53億噸。由燃煤產(chǎn)生的二氧化硫、氮氧化物、汞，以及二氧化碳等大氣污染物均排世界第一。我國(guó)二氧化硫排放量的90%、氮氧化物排放量的67%、煙塵排放量的70%以及人為源大氣汞排放量的40%都來自于燃煤。燃煤產(chǎn)生的大氣污染物對(duì)環(huán)境質(zhì)量產(chǎn)生了較大影響。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2015年我國(guó)在用燃煤工業(yè)鍋爐約47萬余臺(tái)，占在用工業(yè)鍋爐80%以上；每年消耗標(biāo)準(zhǔn)煤約4億噸，約占全國(guó)煤炭消耗總量四分之一。雖然總量和比重不大，但由于鍋爐設(shè)備陳舊、容量�。ㄆ骄萘�8.09噸/臺(tái)），能耗高、污染物排放量大，加之分布分散、管理難度大，使得年排放煙塵、二氧化硫、氮氧化物分別占全國(guó)總量的44.8%、36.7%和15%左右。

同時(shí)，由于工業(yè)鍋爐多分布在城鎮(zhèn)人口密集的居住區(qū)和工業(yè)區(qū)，排放高度低，燃煤品質(zhì)差、煤炭洗選率低、治理效率低，且煤炭消費(fèi)中心往往遠(yuǎn)離資源中心，以上因素均導(dǎo)致燃煤鍋爐污染物排放強(qiáng)度高，環(huán)境影響大。據(jù)初步測(cè)算，其對(duì)城市大氣污染貢獻(xiàn)率高達(dá)45%—65%。

氣電將迎來重要機(jī)遇期

天然氣作為優(yōu)質(zhì)的一次能源，具有利用率高、污染物排放少等優(yōu)點(diǎn)。近年來，我國(guó)天然氣產(chǎn)銷量增長(zhǎng)迅速，2011年為1307.1億立方米，2012年消費(fèi)量達(dá)到1471億立方米，2013年消費(fèi)量達(dá)到1692億立方米，2015年消費(fèi)量達(dá)到1932億立方米。

隨著天然氣消費(fèi)量的增長(zhǎng)，天然氣在能源結(jié)構(gòu)中的比例不斷上升。2003年我國(guó)天然氣在一次能源結(jié)構(gòu)中占比還只有2.5%，到2014年已經(jīng)上升到5.6%。但與24%的世界平均水平相比，還有很大差距，提升空間很大。

目前看，我國(guó)天然氣利用主要包括：城市燃?xì)�、交通運(yùn)輸、工業(yè)用氣和發(fā)電。長(zhǎng)遠(yuǎn)看，城市燃?xì)庀M(fèi)將緩慢增長(zhǎng)到約2000億立方米，化工用氣變化也將較為平穩(wěn)，增量部分將主要用于發(fā)電和生產(chǎn)用氣。目前我國(guó)天然氣發(fā)電發(fā)展相對(duì)滯后，但隨著國(guó)家調(diào)整環(huán)保、上網(wǎng)電價(jià)、氣價(jià)等政策，并積極增加天然氣供應(yīng)，天然氣發(fā)電將迎來重要發(fā)展機(jī)遇期。

“集中氣”代“分散煤”當(dāng)前最可行

“煤改氣”可以分為狹義和廣義兩類：狹義的“煤改氣”僅指用天然氣鍋爐替代分散燃煤鍋爐實(shí)現(xiàn)供熱；廣義的“煤改氣”不僅包括天然氣鍋爐替代分散燃煤鍋爐，還包括天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)替代分散燃煤鍋爐和小燃煤熱電機(jī)組（裝機(jī)在5萬千瓦以下，能耗指標(biāo)較高、環(huán)保指標(biāo)較差的機(jī)組）供熱。本文采用的是廣義概念。理論上有四種“煤改氣”方式可供選擇：

分散天然氣供熱（下稱“分散氣”，包含分散天然氣鍋爐和樓宇式分布式項(xiàng)目）替代分散燃煤鍋爐供熱（下稱“分散煤”）；燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)集中供熱（下稱“集中氣”，包含區(qū)域分布式項(xiàng)目）替代“分散煤”；“分散氣”替代燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱（下稱“集中煤”）；“集中氣”替代“集中煤”。

上述四種方案在現(xiàn)實(shí)中是否可行應(yīng)從安全、技術(shù)、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)性四個(gè)維度加以綜合考慮，其中：

“分散氣”替代“集中煤”雖有一定環(huán)境收益，但需要建設(shè)大量分散的天然氣鍋爐才能滿足原有供熱能力，成本很高，在理論上可行，但在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中很難操作，因此不建議實(shí)施；

“集中氣”替代“集中煤”取決于“集中煤”的設(shè)備現(xiàn)狀,要視具體情況。如果設(shè)備相對(duì)較新、能效較高，環(huán)保治理水平較好，替代的必要性不大，不建議實(shí)施。如果機(jī)組小、能耗高且環(huán)保水平低，在氣源有保證，經(jīng)濟(jì)承受能力強(qiáng)的地區(qū)可視情況考慮實(shí)施。

“集中氣”替代“分散煤”首先安全性更高。燃煤鍋爐由于容量小、效率低、布置分散，且運(yùn)行水平較差，存在較大的安全隱患。燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)電廠技術(shù)先進(jìn)，管理水平高，該技術(shù)在全球被廣泛應(yīng)用，被證實(shí)是安全可靠的；其次更環(huán)保。燃?xì)怆姀S采用清潔能源天然氣作為燃料，不需造成揚(yáng)塵的大型運(yùn)煤車輛和煤場(chǎng)，不會(huì)產(chǎn)生灰渣、粉塵。天然氣的主要成分是甲烷，排放的煙氣中SO2含量較低。此外，燃?xì)怆姀S一般采用低氮燃燒技術(shù)，有利于進(jìn)一步降低排放煙氣中NOX濃度，部分電廠在安裝脫銷裝置后，更有效降低了煙氣中NOX濃度；第三，經(jīng)濟(jì)可行。為分析集中氣替代分散煤的經(jīng)濟(jì)可行性，筆者采用費(fèi)用—效益分析法進(jìn)行對(duì)比計(jì)算，得出結(jié)論，分散燃煤鍋爐年均效益費(fèi)用差值為864萬元，小于燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)供熱部分年均效益費(fèi)用差值1184萬元。說明：按目前的燃料價(jià)格和環(huán)保排放收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，集中燃?xì)夤峤?jīng)濟(jì)性優(yōu)于分散煤供熱。因此，在當(dāng)前條件下，“集中氣”替代“分散煤”更安全、環(huán)保，并且在經(jīng)濟(jì)上也可行。

“分散氣”替代“分散煤”，可將“分散氣”分為樓宇式分布式和分散燃?xì)忮仩t兩類進(jìn)行分析。樓宇分布式具有技術(shù)先進(jìn)、效率高、供熱成本相對(duì)較低等優(yōu)點(diǎn)，但存在初期投資大，對(duì)建設(shè)條件要求高，報(bào)批和建設(shè)程序復(fù)雜等缺點(diǎn)；分散燃?xì)忮仩t初期投資小，但效率相對(duì)偏低，供熱成本高。在安全性、環(huán)保性等方面，兩類分散氣均明顯優(yōu)于“分散煤”，但筆者采用費(fèi)用—效益分析法進(jìn)行對(duì)比計(jì)算后認(rèn)為，在當(dāng)前條件下其經(jīng)濟(jì)性還不可行。但敏感性分析顯示，當(dāng)煤價(jià)上漲、氣價(jià)降低或者排污收費(fèi)提高到某一程度時(shí)，采用樓宇分布式和燃?xì)忮仩t替代“分散煤”經(jīng)濟(jì)性將可行。

可見，“集中氣”替代“分散煤”是當(dāng)前相對(duì)最可行的煤改氣方案。

加強(qiáng)統(tǒng)籌科學(xué)施策

綜上，雖然近幾年來我國(guó)能源結(jié)構(gòu)逐步得到改善，煤炭在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中占比進(jìn)一步下降，創(chuàng)歷史新低，但是從煤炭消費(fèi)量以及占比來看，仍然是主要的能源類型。燃煤產(chǎn)生的大氣污染物對(duì)環(huán)境質(zhì)量產(chǎn)生了極大影響。

我國(guó)工業(yè)鍋爐數(shù)量多、設(shè)備陳舊、單機(jī)容量小，能耗高、效率低、排放大，加之分布分散、治理難度大，是主要的污染物排放源。

由于天然氣屬于優(yōu)質(zhì)的清潔能源，具有利用率高、污染物排放少等優(yōu)點(diǎn)，使得“煤改氣”（無論是“分散氣”替代“分散煤”還是“集中氣”替代“集中煤”）均具有明顯環(huán)保效益。

在當(dāng)前邊界條件下，“分散氣”替代“分散煤”不經(jīng)濟(jì)。筆者根據(jù)經(jīng)濟(jì)測(cè)算和實(shí)地調(diào)研發(fā)現(xiàn)：雖然“分散氣”替代“分散煤”更先進(jìn)、安全和環(huán)保，但在當(dāng)前環(huán)境下，經(jīng)濟(jì)性難以保障。因此只能在某些特殊或重要場(chǎng)合實(shí)施，不宜全國(guó)大面積推行。

“集中氣”替代“分散煤”經(jīng)濟(jì)可行，應(yīng)是“煤改氣”的主要方式。經(jīng)比較，在當(dāng)前條件下“集中氣”較“分散煤”更環(huán)保，且經(jīng)濟(jì)上可行。因此，實(shí)施“煤改氣”的主要技術(shù)路徑應(yīng)是以“集中氣”替代“分散煤”和“集中煤”。

為科學(xué)合理推進(jìn)我國(guó)“煤改氣”有序進(jìn)行，筆者建議：

第一，應(yīng)加強(qiáng)統(tǒng)籌規(guī)劃，科學(xué)合理實(shí)施“煤改氣”工程。

要加大調(diào)研和分析，根據(jù)全國(guó)不同地區(qū)的具體情況，因地制宜、統(tǒng)籌規(guī)劃，分區(qū)域制定“煤改氣”的實(shí)施策略，科學(xué)合理推進(jìn)“煤改氣”工程，不能一哄而上，盲目實(shí)施。要統(tǒng)籌考慮熱負(fù)荷、氣源供應(yīng)、環(huán)境容量及經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等因素，選擇合適的替代路徑。同時(shí)，應(yīng)把“煤改氣”和“煤改電”等其他方式統(tǒng)籌考慮，視情況選擇合適方式。

第二，應(yīng)優(yōu)先發(fā)展天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)，穩(wěn)步有序?qū)嵤?ldquo;煤改氣”工程。

由于“集中氣”替代“分散煤”具有排放少、效率高等優(yōu)勢(shì)，環(huán)保、經(jīng)濟(jì)效益明顯，同時(shí)對(duì)保障地區(qū)熱力供應(yīng)、電網(wǎng)氣網(wǎng)雙調(diào)峰、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)都有積極意義，是當(dāng)前最可行的“煤改氣”方式，應(yīng)優(yōu)先發(fā)展。目前，北京地區(qū)已基本完成“煤改氣”工程。今后隨著“俄氣”等新的天然氣氣源引入和用量擴(kuò)大，在東北、華北省會(huì)城市及天津等大型城市，應(yīng)穩(wěn)步有序?qū)嵤?ldquo;煤改氣”。同時(shí)，南方等非居民供熱地區(qū)在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，轉(zhuǎn)變發(fā)展方式等進(jìn)程中也應(yīng)積極推進(jìn)“集中氣”替代“分散煤”，實(shí)現(xiàn)綠色、可持續(xù)發(fā)展。

第三，應(yīng)制定優(yōu)惠鼓勵(lì)政策，支持促進(jìn)實(shí)施“煤改氣”工程。

由于實(shí)施“煤改氣”工程，會(huì)在一定程度上加大用戶的用熱成本，因此為順利推進(jìn)“煤改氣”，當(dāng)?shù)卣畱?yīng)積極制定并出臺(tái)相應(yīng)優(yōu)惠鼓勵(lì)政策，如給予供熱企業(yè)一定稅收、用地優(yōu)惠，以適當(dāng)降低供熱固定成本。此外，還可通過市場(chǎng)機(jī)制將釋放出來的環(huán)�？臻g和碳排放空間用以交易，以彌補(bǔ)用熱企業(yè)“煤改氣”后的損失。

（作者供職于國(guó)電科學(xué)技術(shù)研究院；國(guó)電科學(xué)技術(shù)研究院王圣、郝洪亮、李玉剛對(duì)本文亦有貢獻(xiàn)）

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