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國內外知名學者、專家齊聚太原共話低碳與發展有機結合的最佳模式和方向
編者按
9月16日，2014低碳發展高峰論壇在太原舉辦。本屆高峰論壇主題為高碳資源低碳發展、黑色煤炭綠色發展，來自國內外的知名學者、專家及企業界的領導相聚一起，就各界共同關注的問題進行了深入的探討。此次高峰論壇探討了低碳與發展有機結合的最佳模式和方向，如何打造資源型地區低碳化發展新樣板，以此促進山西成為全球低碳技術研發和實踐的新高地。本版特別擷取了部分代表發言的精華之處，以饗讀者。
構建氣候友好型能源體系是能源革命的正確方向
1992年《聯合國氣候變化框架公約》頒布以來，全人類對氣候變化問題的科學性的認知開始趨同，人類活動是形成近年來氣候變化的主因，尤其是人類工業化的進程中，大量消耗化石能源所排放的二氧化碳是主要的溫室氣體，減排溫室氣體是人類應對氣候變化的首要任務。因此，一場以構建氣候友好能源體系為宗旨的能源革命正在悄然興起。
氣候友好型能源體系建設的內容主要包括通過提高能源效率控制能源消費，尤其是控制高碳的化石能源的消費﹔推動非化石能源等低碳能源的開發和利用，構建氣候友好型能源戰略的主要措施技術革命和機制創新。歐盟早在上世紀90年代就推出了以發展可再生能源為核心的能源革命戰略，目前又提出了到2050年實現零碳能源體系的設想，成為全球能源革命的領頭羊。我國也把能源革命作為國家能源安全的基石，提出了控制能源消費總量，實現能源來源的多元化和低碳化的戰略目標。然而，我國氣候友好型能源體系建設面臨的形勢更加嚴峻，能源的清潔化和低碳化不可能一蹴而就，需要我們在能源革命問題上要有堅定不移的信心，堅持改變的決心和持之以恆的耐心。
頁岩氣開發和低碳發展
天然氣作為一種清潔能源，近年來得到廣泛關注。以煤為主的能源結構導致大氣污染物排放總量居高不下，許多專家學者疾呼減少煤炭等化石能源的使用或增加對其進行清潔化利用。而作為一種低碳發展的有效路徑，清潔天然氣的使用，一方面可以有效降低二氧化碳的排放量，另一方面天然氣用量的大幅增加后有助於實現能源結構的優化調整。
山西省地質條件特殊，富含泥頁岩岩層，具有較好的頁岩氣開發潛力，同時也是我國實現局部大規模煤層氣開發的唯一地區，因此在非常規天然氣的開採使用中，大有可為。
在技術上，要堅持探索創新。頁岩氣是以富有機質岩為主的儲集岩系中的非常規天然氣，由於儲層孔隙度低、滲透率極低的特點，須進行壓裂增產才能進行工業開發，同時，不同的地質條件，決定了頁岩氣生產規律的不同。針對不同的頁岩氣儲層特點，實施具有針對性的壓裂和開採技術，極為重要。因此，在引進國外技術的同時，我們仍然需要結合我國的實際情況來發展關鍵技術，包括壓裂技術、支撐劑、水處理、微震檢測、隨鑽監測等。同時，頁岩氣勘探開發的復雜性還需要多學科交叉融合。
“碳足跡”和“水足跡”轉化為深層次“低碳”
能源與水資源是經濟社會發展的基礎性支撐資源，隨著能源消耗的“二氧化碳排放效應”以及水資源短缺問題的加重，“低碳”與“節水”成為當前政治和社會領域的兩大重要議題。
自然界的水本身不存在“碳足跡”，但當水被抽取並輸送國民經濟系統中成為資源時，取水、輸水過程以及為水資源開發利用而興建的工程要消耗大量的能源和材料都會產生“碳足跡”。
和“碳足跡”類似，“水足跡”是指商品中隱含的水的數量。能源也是一種商品，在生產單位能源的過程中需要消耗一定量的“水”，這些水的多少就是衡量能源“水足跡”的標尺。山西省每年外輸電量接近800億千瓦時，估計每年外輸電量的“水足跡”為1.28億—4.64億m3。
水資源具有“碳足跡”，能源也有“水足跡”，二者的關系是隱式函數關系。節水可以減輕“碳足跡”，“節能”能夠減輕“水足跡”，“碳足跡”和“水足跡”的減輕最終可轉化為更深層次上“低碳”或“節水”。未來水資源的開發利用不僅要關注經濟、社會、生態效益，還要核算水資源開發利用過程中的“碳足跡”，科學平衡初期建設階段的“碳足跡”和工程運行階段的“碳足跡”，資源開發利用工程的全生命周期實現整體“低碳”的目標。
高端轉型 綠色發展
煤炭的轉化就是轉型，對潞安集團來說，就是要著力構建高端化、低碳化、國際化、創新型、循環型、效益型發展新模式。
以新型煤化工帶動傳統煤化工升級增值。將焦化廠副產的焦爐煤氣作為煤制油原料，將焦爐煤氣優勢轉化成為新型煤化工的成本優勢﹔在國內率先採用鈷基固定床費托合成技術對甲醇裝置合成部分進行改造。
布局構建 “一中心三平台四基地”。“一中心”，即國家煤基合成工程技術研究中心。“三平台”，即與中科院上海高研院共建 “低碳轉化科學與工程重點實驗室”，與中科院山西煤化所合作構建煤基多聯產應用基礎研究平台，與中科合成油公司合作構建高新技術公司平台。“四基地”，即21萬噸煤基合成油工業試驗基地、天脊集團200萬噸硝基化工示范基地、30萬噸焦爐氣制油示范基地和180萬噸油化電熱示范基地。
打造與城市和諧共存的鋼鐵企業典范
太鋼作為地處太原市城區的特大型鋼廠，如何與城市和諧共存已成為企業面臨的首要問題。對此，太鋼建立起以粉煤灰、鋼渣及高爐水渣綜合利用為主的固體廢棄物循環經濟產業鏈，以工業廢水、生活污水、酸再生為主的液體廢棄物循環經濟產業鏈，以焦爐煤氣脫硫制酸、燒結煙氣脫硫脫硝、余壓余熱發電為主的氣體廢棄物循環經濟產業鏈，能耗、水耗、污染物排放等關鍵指標行業領先。
其中，自主設計建造具有國際先進水平的碳鋼渣處理線，每年可處理碳鋼渣60萬噸﹔高爐礦渣超細粉二期生產線建成投產，每年可減少水泥行業250萬噸原礦資源用量，大幅度減少溫室氣體排放量﹔自主集成完成的燒結煙氣活性炭脫硫脫硝與制酸一體化項目，每年可減少二氧化硫排放1.6萬噸，減少粉塵排放2000多噸……
協同創新走出循環發展之路
協同創新指明了政產學研用相結合的發展路徑，高校要提升科技創新能力，必須走協同創新之路。近年來，山西大學緊密圍繞區域經濟社會發展需求，大力開展協同創新工作，與省內多個地市簽訂了產學研戰略合作協議，與多家大型企事業單位建立產學研戰略協作關系。培育了八個校級協同創新中心，四個協同創新基地獲得省教育廳支持。
讓科技創新引領低碳發展
山西先進能源技術和低碳技術的發展落后於國內很多省份，我們經常是等技術成熟推廣后才會採用。是否能夠專門成立一個機構，如“低碳技術推進組”，一個能夠使技術開發者和企業都可依托的機構，其主要職能是組織專家論証低碳技術、引導企業示范低碳技術，從而切實直接服務低碳技術推進，為實現山西引領世界低碳技術的宏偉目標發揮積極作用。
推進山西低碳創新高地建設
目前是山西推進低碳轉型的關鍵時期。建議省委、省政府抓住契機，以技術創新為靈魂，多管齊下、綜合調控，打造國內低碳創新高地。一是加快推進煤炭清潔利用，重點解決產業發展中的清潔生產、節能降耗、劣質煤與煤系共伴生礦產加工轉化以及生態環境治理等重點問題，延伸拓展煤炭產業鏈，全面打造國家新型能源基地。二是推進能源結構多元化發展，加快煤層氣、焦爐煤氣、煤制天然氣等能源的開發，加速發展天然氣，在有條件的地區深入開發風能、太陽能、地熱能和生物質能等可再生能源，逐步構建清潔、低碳能源供應體系。三是大力發展文化旅游和新型裝備制造、現代煤化工、現代物流等新興產業和高新技術產業，推進產業結構低碳化。四是不斷創新經濟政策，爭取國家投入，用好省內轉型基金，發揮市場作用引導外資與民間資金，擴大投融資來源。五是大力推進科技創新，集中力量攻克一批重大關鍵技術。六是加強國際合作交流，進一步擴展和加強同低碳創新領先國家與集團的合作。
開拓低碳發展推動發展方式轉型
綠色低碳發展已經成為發達國家推動技術進步、增強國家經濟競爭力、改善能源和經濟安全和支撐經濟發展的推動力。
山西過去的經濟發展過多依靠煤炭和煤基重化工產業，經濟結構偏重。今后我國能源消費增速將繼續降低，山西煤炭和煤基產業擴張的空間進一步受到壓縮，產業結構必須加快調整。綠色低碳發展可以給山西的經濟轉型提供驅動力和新的發展空間。低碳發展將推動終端需求的升級，為一大批新興產業提供了廣大市場。新型低碳城市化可以大幅度提高建筑物的能效標准，一方面可以提高居民的實際生活質量，另一方面，可以拉動從建筑設計、施工工藝、新型建筑材料等多方面技術進步，產生新的市場需求。山西工業低碳化的潛力巨大，在節能新技術、新工藝、新材料等方面都大有可為，可以進一步全面提升工業技術水平，提高工業的整體競爭力。
低碳發展需要政府調整政策不要過高過快，理順市場信號，進行有效引導，也需要社會各界的共同努力，包括企業調整投資方向，加大低碳技術開發和應用的投入，低碳發展還需要大家的共同參與，改變高碳行為方式。
推動能源生產和消費革命
我國當前面臨著日趨強化的資源緊缺、環境污染、生態退化的嚴峻局面，推進能源生產和消費的革命，既是我國順應世界趨勢的戰略選擇，也是國內推進生態文明建設和實現可持續發展的內在需求和關鍵著力點。
推動能源生產和消費革命，需要有創新的能源戰略和前瞻性部署。首先要控制能源消費總量，全國各地在能源消費控制的“天花板”下，進行產業升級和結構調整，大幅度降低單位GDP能耗強度和碳強度。同時大力發展新能源和可再生能源以及天然氣等低碳能源，以能源結構的多元化和低碳化，支撐經濟社會的持續發展和低碳轉型。國家設立並向各地區分解控制能源消費量和碳排放量的目標，有利於形成促進低碳轉型的體制和機制，加快經濟發展方式的根本性轉變。
有些地區歷史上形成了以高耗能產業為支柱的高碳產業體系，當前在轉型中受到技術、人才、市場等多方面的制約和阻礙，甚至困難重重。但是應該看到，新趨勢下，低碳產業將是新的經濟增長點和新的就業機會，低碳技術和低碳產品意味著不斷擴張的市場需求和市場競爭力。我國隻有加快實施創新驅動戰略，順應並引領潮流，打造低碳發展的核心競爭力，才能順勢發展強大，由經濟大國轉變為經濟強國，實現中華民族的永續發展。
實施煤炭可持續發展戰略
煤炭一直是我國的主體能源。通過煤炭產業鏈整體的清潔高效，不僅能夠使煤炭成為可以清潔利用的能源，而且可以保証我國長期的能源供應安全。
目前，我國單位能源產出效率僅是世界平均水平的一半，能效提高到世界平均水平，就可少用一半能源。提高能效就是節能，節能即減排。我國的能源消費結構以高碳性為主，產業結構高碳性佔比也不低，這種狀況今后幾十年難以根本性轉變。因此，當前的主要任務應該是在大力推進煤炭清潔高效可持續開發利用，為實現高碳能源低碳化利用的同時，著力發展非煤低碳能源。
通過“科技驅動、科學開發、全面提質、輸運優化、先進發電、轉化升級、節能降耗”七項舉措，可以推進煤炭開發利用領域的七大轉變：一是煤炭發展由要素驅動為主向科技驅動方式轉變﹔二是煤炭開發由以需定產向科學開發方式轉變﹔三是煤炭由粗放供給向提質后對口配送方式轉變﹔四是煤炭輸運由單一輸煤向輸煤輸電並舉轉變﹔五是燃煤發電由局部領先向整體節能環保轉變﹔六是煤化工由低效高污染向高效清潔發展轉變﹔七是高耗能行業節煤由單一技術向結構、技術、管理集約轉變。從而實現煤的清潔高效可持續開發利用，為推動中國能源生產和消費革命發揮重要作用。
低碳經濟需要能源科技的支撐
低碳經濟是人類社會可持續發展的出路所在，是世界產業發展的大趨勢。低碳經濟的發展依賴於產業結構、能源結構及消費結構的調整，需要政策法規的支持與扶植，更需要科技創新的支撐。
能源科技是解決日益嚴重的環境和能源問題的根本出路，發展能源科技，要早謀劃、早安排，建立能源科技儲備，當前要瞄准低碳能源和低碳能源技術，積極開展研究開發和示范工作。一方面依托現有最佳實用技術，淘汰落后技術、推動產業升級，實現技術進步與效率改善﹔另一方面大力推動相關技術創新，通過理論、原理、方法、評價指標等方面的創新，尋求技術突破，以更大限度提高資源生產率及能源利用率。據悉全球已有50多家金融機構投資13億美元進行低碳技術開發，以期在低碳經濟上佔領技術制高點。
我國有廣闊的市場，應歡迎並引進國外的先進理念、技術和資金到中國來，共同示范，共享成果，爭取雙贏，為我國低碳經濟技術發展開創新的道路創造條件。我們應積極參與國際上關於低碳能源和低碳能源技術的交流，尤其是要加強與發達國家在低碳能源技術和碳捕獲與碳封存技術方面的交流合作。
煤炭清潔高效轉化利用
煤炭的清潔高效利用一直是一個十分重要的科學和技術問題，其中煤轉化制液體燃料和化學品是煤炭清潔利用的主要方向。
煤轉化利用符合我國國情，是在“富煤、貧油、少氣”的資源條件下，保障國家油氣供應安全和推動能源結構調整的迫切需要和現實選擇，並規劃到2020年煤制油產能達到3000萬噸/年，佔當年成品油消費總量的7.7%﹔煤制油應以生產高品質油品為目標，主要採用煤炭間接液化技術。此外，煤制甲醇（二甲醚）、煤經甲醇制烯烴、芳烴等煤炭深加工過程，直接或間接節省了石油用量，符合國家石油替代戰略。
中國科學院山西煤炭化學研究所面向國家能源重大戰略需求，以協調解決煤炭利用效率與生態環境問題為目標，開展定向基礎研究、關鍵核心技術研發和重大系統集成創新。重點研究煤的熱化學轉化、煤基液體燃料與化學品合成、煤炭利用中的污染物控制及其相關新材料制備等過程中的關鍵科學和工程技術問題，並通過基礎研究與技術開發的緊密結合和集成創新，為我國煤炭高效潔淨利用提供核心技術和解決方案，為國家能源安全和可持續發展做出了實質性貢獻。
打造中國先進低碳清潔裝備
循環流化床燃燒技術是清潔煤技術中商業化程度最好的優選技術之一。它具有煤種適應性強、負荷調節范圍大、燃燒穩定、低成本實現和SO2低NOX排放等優點。在我國以煤作為主要一次能源的發電格局中，對高效、低污染的劣質煤利用發電起到了不可替代的作用。
我國的循環流化床燃燒技術研究開發在基礎研究、設計理論、設計制造、運行調試等方面取得了長足的進步，形成了包括循環流化床鍋爐氣固兩相流動、燃燒、換熱、污染物生成與控制的基本理論體系。通過技術創新，在此基礎上又形成了以定態設計為核心概念的循環流化床鍋爐設計理論、設計導則、設計方法，使我國在循環流化床燃燒技術全面趕上了世界先進水平。
我國嚴峻的大氣污染狀況對循環流化床燃燒技術提出了新挑戰。循環流化床燃煤技術在中國今后的燃煤發電市場的基本需求沒有改變。其主要對象仍然是低熱值劣質煤的利用，這個需求在現有強化污染排放控制的形勢下，側重點有所轉移。節能環保是重點發展方向。
跳出傳統工業化思維
工業革命發展基於物質財富生產和消費的工業化模式。這種發展模式依靠物質資源的消耗，化石能源、礦產品等有形的資源被視為經濟發展的基礎，而環境、文化等無形資源，則被無視或破壞。作為資源大省的山西，也具有濃厚的傳統發展模式的特征。
進入新時代后，很多人還習慣在傳統工業化思維下思考經濟發展。以資源為例，在發展理念和思維發生變化后，資源的概念就會發生深刻變化。過去一提到發展，就聯想到機器轟鳴、濃煙滾滾，就想到開礦挖煤。隨著資源枯竭，經濟就會陷入困境，而環境也被破壞殆盡，發展不可持續。其實，除了傳統的煤炭資源，山西更有豐富的文化底蘊，一些地方也保有非常良好的生態環境。這些其實是發展經濟更為寶貴的資源，可以轉化為財富。借助互聯網、ICT、大數據、快速交通和物流體系，就可以在好的環境和豐富文化資源的基礎上，發展起大量新興的綠色產業，從而將這些綠色資源轉化為財富。目前，山西一些地方正進行這方面的探索，從挖煤轉變到“挖”文化和生態，取得了非常明顯的效果。可見，隻要跳出傳統工業化思維，山西就可以走出一條更寬的發展道路。
資源有限創新無限
晉煤集團是一家有著56年發展歷史的國有特大型煤炭企業集團，我們認為，能源革命的核心不是“去煤”、而是“淨煤”，根本目的是實現高碳產業低碳發展、黑色煤炭綠色發展。
資源有限，創新無限。一直以來，我們堅持以科技創新引領低碳發展，提升產業升級。晉煤大力開展一次採全高工作面設備配套研發，研制出具有自主知識產權的短壁採煤機、8G採煤機，以及系列液壓支架等產品，創造性地提出並實踐形成了“採氣採煤一體化”的瓦斯綜合治理模式，有力地促進煤炭產業的安全高效發展。在無煙煤氣化技術方面，晉煤開展航天爐全燒晉城無煙末煤技術試驗，用實踐驗証了氣流床氣化技術對高灰、高硫、高灰熔點、低揮發份煤的適用性。
下一步，我們將以山西科技創新城建設為契機，不斷加大煤炭清潔高效開採、無煙煤氣化、煤層氣抽採利用等技術研究和攻關力度，進一步強化科技創新對煤炭低碳綠色發展的驅動作用。
超重力技術煤化工領域顯身手
隨著煤化工的發展，建設生態經濟和實現可持續發展的要求更為迫切，化工過程強化目前已成為實現化工過程高效安全、環境友好、密集生產的新興技術。超重力技術正是應運而生，超重力技術作為一項強化“三傳一反”的新型技術，其基本原理是利用旋轉造成的一種穩定的、可以調節的超重力場，是一種利用超重力作用強化傳遞與微觀混合的高效多相反應與分離技術。
與傳統技術相比，設備高度降低，設備體積縮小，單台設備節約鋼材，能耗降低。超重力技術已在煤化工領域中的焦爐煤氣脫硫、脫氨除濕、煤鎖氣除塵、VOC淨化等方面得到了很好的應用，達到了大幅度減小設備尺寸、簡化流程、減少裝置數目，節省投資、降低能耗、資源回收和減少污染的效果。
探索變廢為寶的低碳路徑
目前，循環流化床焚燒爐是生活垃圾處理的重要途徑，其燃燒溫度超過850℃，可分解掉99%的二噁英，但單獨的垃圾焚燒發電廠裝機容量小，廠用電率高。我們探索出一種清潔低碳的發展思路：利用CFB鍋爐進行低熱值煤伴燒垃圾發電，把分選后的可燃干垃圾直接投入鍋爐燃燒。一、利用垃圾燃料的熱值，節約資源﹔二、由於CFB機組爐內溫度均勻，可有效抑制二噁英生成﹔三、用石灰石進行爐內脫硫時，石灰石可與含氯物質生成氯化鈣，減少污染物排放﹔四、採用布袋除塵裝置可嚴格控制部分污染物的排放﹔五、既可以解決城市生活垃圾堆放問題，又無需再新建垃圾焚燒發電廠，節約了投資和土地。
本版稿件採寫：本報記者 沈佳 程國媛
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