煤、石油、天然氣等能源是關(guān)系國家發(fā)展的戰(zhàn)略能源，富煤、缺油、少氣是我國能源的稟賦特征。我國煤炭資源豐富，但不同煤質(zhì)的煤炭儲(chǔ)量和分布極不均衡。未來，我國煤炭資源能否實(shí)現(xiàn)清潔高效利用，成為關(guān)乎國家環(huán)境質(zhì)量能否改善的重要因素。

　　煤制氣與煤電孰優(yōu)孰劣？

　　根據(jù)我國國情，天然氣、電力消費(fèi)需求均具有不可替代性。煤炭燃燒發(fā)電是煤炭最主要的利用方式，占比約55%.近年來，以煤制天然氣為熱點(diǎn)之一的煤化工產(chǎn)業(yè)成為新的投資風(fēng)潮。煤制天然氣簡稱煤制氣，即以原煤為原料，通過煤氣化、凈化和甲烷化等工藝，生產(chǎn)熱值符合一定標(biāo)準(zhǔn)的代用天然氣的過程。我國化石資源稟賦決定了經(jīng)濟(jì)發(fā)展離不開煤炭，在評(píng)估分析并解決現(xiàn)有示范項(xiàng)目存在問題的基礎(chǔ)上，將環(huán)境資源作為主導(dǎo)因素，科學(xué)規(guī)劃布局，集中、有序、適度發(fā)展煤制氣，有利于提高褐煤等低變質(zhì)煤的利用效率。

　　近年來，以煤為原料生產(chǎn)電力和天然氣的環(huán)保利弊，一直是業(yè)界爭論的焦點(diǎn)。通過對(duì)煤制氣和燃煤發(fā)電在生產(chǎn)、輸送和使用等環(huán)節(jié)的環(huán)保對(duì)比，筆者有以下基本認(rèn)識(shí)：

　　一是煤制氣和煤電發(fā)展均面臨資源環(huán)境約束。項(xiàng)目跟著煤走，是我國煤制氣產(chǎn)業(yè)布局的突出特點(diǎn)。但是，我國煤、水資源呈逆向分布，內(nèi)蒙古、新疆等煤炭資源豐富的西部地區(qū)，往往缺少足夠的納污水體，水環(huán)境容量極低。近些年，隨著西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和國家大型煤電基地建設(shè)，煤電項(xiàng)目也呈現(xiàn)從東部向西部擴(kuò)張的趨勢。大量煤制氣及煤電項(xiàng)目分布于西部干旱、半干旱地區(qū)，加劇了這些地方水資源緊缺的局面，并有可能引發(fā)一系列區(qū)域性生態(tài)環(huán)境問題和社會(huì)問題。

　　二是煤制氣在資源利用方面具有一定優(yōu)勢。我國儲(chǔ)量較大的褐煤等低變質(zhì)煤種，氣化反應(yīng)性高、黏結(jié)性弱、燃燒效率較低，將其用于煤制氣，可以有效利用資源。近期，褐煤制油示范項(xiàng)目的運(yùn)行，有利于褐煤更好地發(fā)揮其資源價(jià)值。煤制氣噸標(biāo)煤耗水約3噸，低于濕冷技術(shù)的煤電。后者噸標(biāo)煤耗水約6.6噸，但采用空冷技術(shù)的燃煤電廠，其節(jié)水率可達(dá)70%以上。此外，煤制氣的能量轉(zhuǎn)化效率高于燃煤發(fā)電，但產(chǎn)品天然氣再用于發(fā)電的綜合能源轉(zhuǎn)化率低，不具合理性。

　　三是煤制氣在大氣污染物排放方面優(yōu)勢明顯。煤制氣采用還原條件下的純氧氣化，二氧化硫、氮氧化物、煙塵和重金屬排放量很低，可有效回收硫磺資源，避免二次污染，且容易捕集封存高濃度的二氧化碳。目前，燃煤發(fā)電機(jī)組末端已有三級(jí)至四級(jí)的煙氣處理設(shè)施，成為燃煤電廠能耗的主要來源。今后，如果相關(guān)政策進(jìn)一步增加對(duì)脫碳、脫汞的要求，燃煤電廠的環(huán)保設(shè)施投入和能耗水平也將進(jìn)一步提高。如不提前研判，有可能對(duì)煤電產(chǎn)業(yè)發(fā)展造成難以逆轉(zhuǎn)的影響。

　　四是廢水處置成為煤制氣發(fā)展面臨的主要環(huán)境瓶頸，西部煤電發(fā)展也將面臨類似問題。采用碎煤加壓固定床氣化技術(shù)的煤制氣項(xiàng)目，廢水成分復(fù)雜，處置難度非常高，是國際煤化工行業(yè)普遍面臨的難題。此外，國內(nèi)一些企業(yè)和地方為推動(dòng)煤制氣項(xiàng)目上馬，提出所謂的廢水“零排放”方案。但實(shí)際上，大部分已投運(yùn)的項(xiàng)目都存在不同程度上的環(huán)境問題，至今仍難以實(shí)現(xiàn)長周期穩(wěn)定的廢水“零排放”。燃煤電廠大部分生產(chǎn)廢水處理難度相對(duì)較小，絕大多數(shù)電廠將含鹽水以清凈下水名義外排，未納入污水監(jiān)管。在美國部分水環(huán)境條件苛刻的地區(qū)，要求實(shí)現(xiàn)燃煤電廠的廢水“零排放”，其高鹽廢水處理技術(shù)與煤化工十分類似。

　　五是煤制氣與燃煤發(fā)電均存在固體廢物環(huán)境制約問題。煤制氣產(chǎn)生的氣化灰渣等，煤電產(chǎn)生的鍋爐底渣、粉煤灰、脫硫石膏（或硫酸銨）等大宗固體廢物，在露天堆放時(shí)，除占用土地外，還容易引發(fā)揚(yáng)塵、污染地下水等環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。蒸發(fā)塘鹽泥為雜鹽，綜合利用價(jià)值不大，處置不當(dāng)易引起二次污染并復(fù)溶于雨水。

　　六是電力在輸送和使用環(huán)節(jié)更為清潔。與管道輸送天然氣相比，電網(wǎng)覆蓋范圍更廣，電更易被輸送至用戶，且輸電的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)略小，但也存在輸送損耗高的問題。此外，燃燒天然氣將不可避免的產(chǎn)生CO2，用電則不產(chǎn)生溫室氣體，更為清潔。

　　七是煤炭氣化和煤電可以優(yōu)勢互補(bǔ)、有效整合。以煤氣化為龍頭的煤氣化燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)（IGCC），可整合煤炭氣化和發(fā)電的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)煤、電一體化的耦合生產(chǎn)，有利于實(shí)現(xiàn)煤炭資源的環(huán)境經(jīng)濟(jì)效益最大化。同時(shí)，還有利于節(jié)水、減排和二氧化碳的捕集與封存，具有顯著的環(huán)保優(yōu)勢，并日益受到重視。

　　加強(qiáng)煤炭管理刻不容緩

　　為滿足我國日益增長的天然氣和電力需求，保證煤炭資源利用的環(huán)境經(jīng)濟(jì)效益最大化，應(yīng)結(jié)合國家化石資源消耗全局，合理確定煤炭加工利用行業(yè)產(chǎn)能和選址布局，集中有序適度地發(fā)展煤制氣和燃煤發(fā)電產(chǎn)業(yè)。為此，應(yīng)從以下方面加強(qiáng)我國煤炭開采利用的環(huán)境管理。

　　首先，做好優(yōu)化煤炭利用方式的頂層設(shè)計(jì)。對(duì)煤炭開采和加工利用的全過程，包括運(yùn)輸、煤化工、水資源等進(jìn)行統(tǒng)籌管理。深入研究煤炭與石油、天然氣等，在一次能源和二次能源中的定位與產(chǎn)業(yè)分工。優(yōu)化煤炭作為原料和燃料的比例，提高煤炭作為化工原材料的占比。協(xié)調(diào)煤制氣與煤電用煤結(jié)構(gòu)，根據(jù)大氣污染治理的需求，優(yōu)化煤炭的分質(zhì)利用。在條件適宜的地區(qū)，將褐煤、高硫煤優(yōu)先用于煤制氣，提高資源的利用效率。

　　其次，從全生命周期論證煤炭綠色發(fā)電方式。推廣IGCC系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)煤、電、化、熱一體化的煤基多聯(lián)產(chǎn)耦合生產(chǎn)系統(tǒng)，整合煤炭氣化和發(fā)電的環(huán)保優(yōu)勢。加快煤電純氧燃燒方式的關(guān)鍵技術(shù)研究和工程示范，從源頭減少氮氧化物排放并大幅降低能耗。加快科技創(chuàng)新，以高效燃煤鍋爐替代分散的工業(yè)鍋爐，持續(xù)提高燃煤鍋爐脫硫、脫硝、除塵等末端治理技術(shù)效率并降低能耗。研究制定前瞻性、系統(tǒng)性、長期性的煤炭資源開發(fā)利用政策，便于相關(guān)產(chǎn)業(yè)提前做好技術(shù)儲(chǔ)備。

　　第三，合理布局和規(guī)劃煤制氣產(chǎn)業(yè)。環(huán)境保護(hù)應(yīng)早期介入煤制氣和煤電發(fā)展規(guī)劃，開展煤炭資源開發(fā)的戰(zhàn)略、規(guī)劃環(huán)評(píng)。選擇西部水資源相對(duì)豐富，且具備廢水、廢渣合理處置去向的地區(qū)，集中布局適度規(guī)模的現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目，并與其他產(chǎn)業(yè)和風(fēng)能、太陽能等可再生資源形成耦合和規(guī)模效應(yīng)。結(jié)合大氣污染嚴(yán)重城市的需求，以改善區(qū)域大氣環(huán)境質(zhì)量為前提，列出燃煤替代的先后順序，科學(xué)制定煤制氣的產(chǎn)能總規(guī)模，合理規(guī)劃和建設(shè)天然氣管網(wǎng)，確定煤制氣項(xiàng)目的選址布局方案。嚴(yán)格控制煤制氣產(chǎn)業(yè)規(guī)模和項(xiàng)目環(huán)境準(zhǔn)入，從源頭預(yù)防可能引發(fā)的水資源和生態(tài)環(huán)境問題。在煤制氣示范項(xiàng)目取得突破前，優(yōu)先從國外購買LNG以緩解天然氣供應(yīng)不足。做好甲烷化等關(guān)鍵技術(shù)國產(chǎn)化儲(chǔ)備及裝備制造技術(shù)能力儲(chǔ)備。

　　第四，推進(jìn)生活方式和消費(fèi)模式的綠色轉(zhuǎn)型。倡導(dǎo)化石能源消費(fèi)的減量化，節(jié)約資源。加快制定綠色消費(fèi)相關(guān)政策和指導(dǎo)性文件，引導(dǎo)全社會(huì)建立綠色消費(fèi)價(jià)值觀，推動(dòng)居民能源消費(fèi)從燃煤到燃?xì)�、用電的轉(zhuǎn)變，提高居民清潔能源使用比例。加快提高農(nóng)村供電質(zhì)量和供電可靠率，實(shí)行同網(wǎng)同價(jià)，有效替代采暖等用途的分散燃煤，改善采暖期大氣環(huán)境質(zhì)量。（作者單位：環(huán)境保護(hù)部環(huán)境工程評(píng)估中心）