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節(jié)能環(huán)保
劉科:治霾先治散燒煤和柴油機(jī)
2016-04-27 16:35:59   來源: 環(huán)球時(shí)報(bào)

對(duì)治理霧霾,全國上下無論民眾、行業(yè)及政府都表現(xiàn)出急迫性。但急也無用,首先要搞清霧霾形成的主要原因,再談如何治理。

  對(duì)霧霾貢獻(xiàn)最大的是占到其約50%的“二次顆粒”,即化石燃料燃燒尾氣中的氣態(tài)污染物和揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)入大氣后,在一定的水霧狀態(tài)下與空氣中的氨等物質(zhì)發(fā)生氣溶膠反應(yīng)形成的顆粒。因此要去除霧霾,就要減低這些污染物的排放。

  首要問題是治理散燒煤污染。

  目前我國每年耗約4.7億噸石油,約36億噸煤。以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)短期無法改變,因此治理燃煤污染就成為當(dāng)下的首要問題。大電廠按規(guī)定都需 安裝脫硫、脫硝和脫粉塵設(shè)備,脫除率達(dá)到90%以上。若集中燃煤,尾氣中的污染物可以控制到和天然氣燃燒相近甚至更低的程度。世界平均煤炭集中利用度是 60%左右,歐美日等能達(dá)到90%以上,而我國煤炭集中利用度不到50%。我國有近70萬臺(tái)中小鍋爐散燒約18億噸煤,不可能在每一臺(tái)后面安裝脫硫脫硝裝置。散燒一噸煤的污染是大型鍋爐減排(>90%)后的10倍以上;散燒18億噸煤的排放相當(dāng)于180億噸以上集中燃燒產(chǎn)生的污染。

  因此,散燒煤是“霧霾”最重要的成因之一,如何使近70萬臺(tái)中小鍋爐清潔“變身”是解決霧霾的關(guān)鍵,就此可有三個(gè)不同層面的解決方案:

  第一,增加集中燃煤,熱電連產(chǎn),同時(shí)加大環(huán)保執(zhí)法力度,保證集中燃煤裝置尾氣排放達(dá)標(biāo),通過立法和加強(qiáng)環(huán)保執(zhí)法,迫使中小燃煤鍋爐逐步轉(zhuǎn)型或淘汰。

  第二,中國地域廣大,不大可能100%集中燃煤。對(duì)無法集中,但條件適合的地區(qū)可實(shí)行“煤轉(zhuǎn)氣”。我國天然氣供應(yīng)無法滿足需求,即使2018年按照計(jì)劃與俄羅斯的天然氣供貨合同能夠順利執(zhí)行,到時(shí)從俄羅斯進(jìn)口的天然氣也將只占國內(nèi)用氣量約20%。在煤和水資源比較豐富的地方用“煤制天然氣”技術(shù)將煤轉(zhuǎn)化為天然氣,同時(shí)集中脫除所有污染物,將清潔的天然氣產(chǎn)品通過管道輸送到千家萬戶,也是解決散燒煤污染的另一選項(xiàng)。“煤制氣”并不能適用于所有地區(qū),但比在每臺(tái)中小鍋爐后面加裝脫硫脫硝裝置更可行。

  第三,在無法集中燃煤也不適合煤制天然氣的地方,在燃燒之前進(jìn)行“煉煤”,即將煤中的灰分、無機(jī)硫和雜質(zhì)通過洗煤去除,然后通過煤的熱解,脫除部分有機(jī)硫。最終得到的液體產(chǎn)品可以進(jìn)一步加氫制作成清潔柴油;其氣體產(chǎn)品(焦?fàn)t氣)可以進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成天然氣;固體產(chǎn)品已經(jīng)過脫硫,成為潔凈煤。因其燃燒時(shí)火苗與天然氣一樣是藍(lán)色的,人們也稱之為“藍(lán)炭”。上述“煉煤”過程能夠?qū)⒚禾哭D(zhuǎn)化為清潔的氣體、液體和固體燃料,之后再去燃燒就大幅降低了污染。雖然 “煉煤”會(huì)增加使用成本,但仍比在每臺(tái)中小鍋爐后面加裝排放控制裝置更經(jīng)濟(jì)有效,并且是在前兩種方案都行不通的情況下不得已而為之的選項(xiàng)。實(shí)際上,“煉煤”還是要比進(jìn)口LNG(液化天然氣),或用風(fēng)能、太陽能和核能便宜得多。

  治理散燒煤之外,還要降低柴油機(jī)排放。

  各種車輛排放的污染物大約占霧霾的25%左右(包括一次和二次顆粒)。由于使用高硫柴油,以及沒有安裝柴油發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣處理系統(tǒng),國內(nèi)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的污染物排放較高。中國每年消耗約2億噸柴油,因此柴油機(jī)減排就是散燒煤之后霧霾產(chǎn)生的第二要素。

  降低柴油機(jī)的排放可從兩個(gè)方面著手:

  一是清潔的超低硫柴油。歐洲約50%的新車為柴油車,并普遍使用了超低硫柴油(<10ppm),故其污染很低。而國內(nèi)柴油中硫含量遠(yuǎn)高于 歐美。這樣,即使車輛裝了顆粒過濾器和尾氣脫硝系統(tǒng),尾氣中的污染物也難以得到控制。劣質(zhì)柴油還會(huì)對(duì)尾氣處理系統(tǒng)造成損壞,因此油品升級(jí)是控制柴油機(jī)污染的關(guān)鍵。目前已有技術(shù)可以用較低投資,幫助中國煉化企業(yè)生產(chǎn)出滿足國V標(biāo)準(zhǔn)的超低硫柴油產(chǎn)品,并已取得了良好的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益。

  除了上面提到的柴油脫硫,柴油機(jī)尾氣處理的另一個(gè)方面是脫除氮氧化物和顆粒物。這需要安裝顆粒過濾器和SCR脫硝系統(tǒng)。國際上最新的脫硝催化劑,可以幫助降低燃油消耗,加之其重量輕,在減排的同時(shí),可進(jìn)一步幫助車輛減重提高整車燃油經(jīng)濟(jì)性。

  總之在發(fā)展風(fēng)能、太陽能、水能和核能的同時(shí),我們相信以上所提供的方案是針對(duì)中國特有的資源情況,在目前更加經(jīng)濟(jì)可行并可持續(xù)的治理辦法。雖然霧霾治理有很多的方案,但是想在短期內(nèi)改變現(xiàn)狀并不容易,這需要政府以強(qiáng)大的改革決心和毅力進(jìn)行頂層設(shè)計(jì),需要每一位公民的積極努力和配合。抱怨沒用,只要我們?cè)诔浞掷靡陨辖?jīng)濟(jì)實(shí)用技術(shù)的同時(shí),加強(qiáng)我國的環(huán)保執(zhí)法力度,相信藍(lán)天和碧水必會(huì)重現(xiàn)中國大地。

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