實施“工業(yè)綠動力”計劃推進煤炭清潔高效利用

王玉剛

摘要：清潔高效利用煤炭資源，對于有效改善山東乃至整個京津冀地區(qū)大氣污染具有重要意義。省委省政府高度重視，先后出臺了《關于加快生態(tài)文明建設的意見》、《關于加快推進全省煤炭清潔高效利用工作的意見》等政策文件。省經信委、省財政廳出臺了《山東省“工業(yè)綠動力”計劃實施方案》、《山東省高效環(huán)保煤粉鍋爐推廣行動計劃（2016-2018年）》等文件，強化措施，鐵腕整治，“工業(yè)綠動力”計劃實現(xiàn)重大突破。淄博市等10個試點市，緊抓機遇，主動作為，創(chuàng)新方式，取得了積極成效。

關鍵詞：煤炭清潔高效利用； “工業(yè)綠動力”計劃；解耦燃燒；分布式集中供熱

中圖文獻號：F426.2 文獻編碼：A DOI：10.3969/j.issn.1003-8256.2017.01.003

習近平總書記指出，推動能源生產和消費革命是長期戰(zhàn)略，必須從當前做起，加快實施重點任務和重大舉措。省委省政府深入貫徹黨的十八大、十八屆三中、四中、五中、六中全會和習近平總書記系列重要講話精神，高度重視煤炭清潔高效利用，將其擺在生態(tài)文明建設的重要位置，先后出臺了《關于加快生態(tài)文明建設的意見》、《關于深入推進供給側結構性改革的實施意見》和《關于加快推進全省煤炭清潔高效利用工作的意見》等文件，啟動實施了“工業(yè)綠動力”計劃，有效改善了山東乃至京津冀空氣質量，為大氣污染防治做出了積極貢獻。

1 “工業(yè)綠動力”計劃取得顯著成效

山東省煤炭消耗總量為4.1億噸，其中，冶金、化工、建材、工業(yè)鍋爐（窯爐）等工業(yè)領域用煤約為1.5億噸，占全省煤炭消耗總量37.5%，這部分用煤設施存在分布廣、噸位小、能效低、排放高等問題，是大氣污染的重要來源之一，推進工業(yè)領域煤炭清潔高效利用勢在必行，也迫在眉睫。為解決這一問題，山東省開展了清潔高效利用傳統(tǒng)能源、深度開發(fā)利用綠色能源、優(yōu)化節(jié)能投資方式三項工作。省經信委等部門先后出臺了《山東省“工業(yè)綠動力”計劃實施方案》、《山東省高效環(huán)保煤粉鍋爐推廣行動計劃（2016-2018年）》等文件，開展了鍋爐安全與節(jié)能集中排查整治攻堅戰(zhàn)。省政府兩次在淄博召開會議調度推進，試點工作從淄博擴展到濟南等10個市，漸次推開，步步跟進，調度督導，督查落實，取得了很好的效果。淄博、泰安、臨沂、德州市被國家確定為工業(yè)領域煤炭清潔高效利用試點城市，占全國總數(shù)的一半。國家工信部在淄博召開試點市經驗交流會，推廣了山東省的經驗做法。去年，全省建成“工業(yè)綠動力”計劃項目2735個，年節(jié)約標煤838萬噸，減排二氧化碳2095萬噸。在清潔高效利用傳統(tǒng)能源方面。對新建、改造的高效煤粉鍋爐示范項目，按照不超過10萬元/蒸噸的標準，省財政給予一次性獎勵。鼓勵企業(yè)使用高效環(huán)保煤粉鍋爐，對煤粉制備、物流配送、鍋爐改造等環(huán)節(jié)進行改造升級，提高煤炭清潔高效利用水平。鍋爐改造后，熱效率由60%提高到90%以上，煙塵、二氧化碳和氮氧化物實現(xiàn)超低排放。實現(xiàn)了“一集中、二轉化、三不見、四節(jié)能”，即煤粉制備實現(xiàn)集中供應，人工操作轉化為智能控制、煤粉灰轉化為混凝土原料，不見煤、不見灰、不見煙，節(jié)煤、節(jié)電、節(jié)人、節(jié)地。在深度開發(fā)利用綠色能源方面。加快太陽能集熱系統(tǒng)在紡織、食品、化工等工業(yè)領域的應用，減少對煤炭的依賴，建成太陽能工業(yè)熱利用項目107個，形成9000噸/天的熱水生產能力，年可節(jié)約標煤11萬噸，減排二氧化碳27萬噸，部分項目已全部代替原有燃煤鍋爐。在優(yōu)化節(jié)能投資方式方面。采取合同能源管理等新機制，降低企業(yè)節(jié)能投入，先后圍繞鍋爐改造、余熱余壓利用、綠色照明等，推廣了一批合同能源管理示范項目。

2 實施解耦燃燒和潔凈型煤匹配技術

家家點火、戶戶冒煙，是我國許多農村地區(qū)冬季燒煤取暖的常態(tài)。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國1.6億戶農村居民家庭中，采取分散采暖模式的約有9300萬戶，其中燃煤采暖約6600萬戶，散煤使用量約2-3億噸，占煤炭終端消費量的10%。民用采暖炊事爐具保有量約1.2億臺，近80%的居民使用低效爐具，燃用劣質、高硫煙煤。散煤直燃低空直排造成的污染是達標排放量的10-20倍，占燃煤排放量的50%以上，所形成的PM2.5占燃煤排放量的36%以上，民用散煤燃燒排放是造成大氣污染的重要因素。據(jù)中科院研究表明，采用煤改電、煤改氣涉及農村電網、燃氣管網改造，前期投入成本大，后期使用費用分別是燃煤的7-10倍和5-8倍，且受到燃氣資源限制。使用優(yōu)質無煙塊煤、蘭炭雖可減少污染物排放，但存在資源少和價格高的問題。立足于我國豐富的煤炭資源，中國科學院與山東兗礦集團合作，采用“好爐+型煤”的配套模式，發(fā)明的解耦燃燒與潔凈型煤技術，打破了家用燃煤爐具燃燒煙煤就得冒煙，不使用脫硫脫硝除塵設備環(huán)保不達標的傳統(tǒng)模式，從根本上解決了我國農村和城郊煤炭散燒污染問題。

煤炭高溫富氧燃燒，有利于提高燃燒效率，但會增加NOx的排放；相反，低溫貧氧燃燒，有利于抑制NOx的生成，但燃燒不充分，造成浪費。傳統(tǒng)燃燒技術缺乏對這種耦合關系的有效控制，很難在提高燃燒效率的同時降低污染物排放。中國科學院發(fā)明的解耦燃燒技術，通過優(yōu)化爐膛結構，對煤炭熱解和燃燒過程進行解耦，先后經過低溫還原氣氛下的低氮燃燒、高溫氧化條件下的可燃物燃盡兩個過程，有效降低了燃燒過程中NOx、CO和煙黑的排放，提高了熱效率。與傳統(tǒng)燃煤爐相比，解耦燃煤爐的NOx排放可降低30-45%，節(jié)煤量可達20-30%。

為給老百姓提供質優(yōu)、價廉、好使的潔凈煤，兗礦集團引進國家“千人計劃”人才，研發(fā)的新型改性潔凈型煤，取得了“三大突破”。一是高效復合添加劑技術取得突破。對燃煤進行提質改性，實現(xiàn)了NOx、SO2和煙塵等污染物協(xié)調脫除。二是改性型煤技術取得突破。以豐富的煙煤資源為原料，采用干壓成型工藝，加工生產高效改性潔凈型煤，煙塵排放濃度比散煤降低95%，燃盡率、煙煤固硫率分別大于95%和75%，達到了燃煤工業(yè)鍋爐排放標準。三是鍋爐超低排放技術取得突破。針對工業(yè)鏈條爐，形成型煤脫硫脫銷除塵技術路線，不需尾部煙氣脫硫脫銷設施，就能實現(xiàn)燃煤污染物有效控制，NOx排放濃度可降低30%；針對循環(huán)硫化床鍋爐，采用復合添加劑和低氮燃燒技術，根據(jù)工業(yè)試驗結果表明，脫硫效率達到95-97%，實現(xiàn)超低排放。

按照“煤爐匹配”的原則，中國科學院與兗礦集團合作，將解耦燃燒技術應用于高效改性潔凈型煤的燃燒，不僅實現(xiàn)了NOx、SO2的有效減排，而且有益于高效固灰與降塵，達到了NOx、SO2和煙塵等污染物協(xié)同控制的效果，為解決散煤污染提供了有效途徑。

3 制定“工業(yè)綠動力”系列地方標準

為加快實施“工業(yè)綠動力”計劃，強化標準引領作用，2016年，山東省質監(jiān)局、省節(jié)能辦組織相關省標準化技術委員會專家，召開了“工業(yè)綠動力”系列地方標準審查會。通過項目查新、專家論證，確定中科潔能有限公司會同其他6家單位負責制定《高效煤粉鍋爐燃燒器安全技術條件》、《高效煤粉鍋爐燃燒器型式試驗規(guī)則》、《高效煤粉鍋爐燃燒輸粉系統(tǒng)安全技術條件》、《工業(yè)煤粉鍋爐用煤粉技術條件》、《工業(yè)煤粉鍋爐用煤粉生產安全技術要求》、《工業(yè)煤粉鍋爐用煤粉運輸安全技術要求》等“工業(yè)綠動力”系列地方標準。

“工業(yè)綠動力”系列地方標準，是山東省在推進“工業(yè)綠動力”計劃中，不斷探索總結形成的工作創(chuàng)新成果，在全國屬于首創(chuàng)，并得到國家認可。制定“工業(yè)綠動力”系列地方標準，將填補高效環(huán)保煤粉及鍋爐領域標準的空白，有效解決高效環(huán)保煤粉鍋爐節(jié)能、安全、環(huán)保運行監(jiān)管缺少問題，同時，也對推動產學研聯(lián)合創(chuàng)新、提高產品質量、規(guī)范行業(yè)發(fā)展、推進“工業(yè)綠動力”計劃順利實施具有重要作用。

4 淄博“綠動力提升”工程強勢推進

淄博市產業(yè)結構偏重、煤炭消耗量大，以擔負全省高效環(huán)保煤粉鍋爐推廣行動計劃試點為契機，進一步深化拓展“工業(yè)綠動力”計劃內涵，對所有涉及煤炭利用的燃煤鍋爐、建材、冶金及其他行業(yè)的設施、工藝進行全面節(jié)能減排綜合治理，推進實施了“綠動力提升”工程，破解了轉型發(fā)展的“心肺之患”。2016年，完成投資64.49億元，實施2036個治理項目，減少煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放3萬噸、12.1萬噸和7.8萬噸，工程竣工率100%。在工業(yè)窯爐方面，所有耐火材料企業(yè)改為使用天然氣或集中煤制氣，不能改造且排放不達標的一律關停；鑄造企業(yè)沖天爐全部實施電爐改造，不能進行電爐改造或污染物不達標的，實施關停淘汰。在焦化行業(yè)方面，對焦炭企業(yè)實施綜合整治，排放不達標的，實施停產治理。淄川寶塔焦化等4戶企業(yè)已停產并做出承諾，博山宏源焦化等4戶企業(yè)已開工治理。在燃煤鍋爐方面，對10蒸噸以下的直燃煤小鍋爐實施清潔能源置換，不能進行置換的予以關停淘汰。對10蒸噸及以上的非電站燃煤鍋爐，實施高效環(huán)保煤粉鍋爐替代和超低排放改造。通過“綠動力提升”工程實施，空氣質量明顯改善，2016年空氣質量良好天數(shù)、“藍天白云，繁星閃爍”天數(shù)分別達到193和225天，改善幅度居全省首位。

5 臨沂市創(chuàng)新分布式集中供熱模式

臨沂市作為革命老區(qū)，產業(yè)轉型升級、提質增效任務繁重。2016年，臨沂市蘭山區(qū)認真落實全省加快推進“工業(yè)綠動力”計劃部署要求，以臨沂市列入國家工業(yè)領域煤炭清潔高效利用試點市為契機，積極探索，先行先試，上大壓下，集中供熱，在板材產業(yè)集聚區(qū)率先以大噸位高效環(huán)保煤粉鍋爐替代低效分散小鍋爐，成功走出了一條“分布式區(qū)域集中供熱”的新路子。

蘭山區(qū)工業(yè)企業(yè)主要包括木業(yè)、食品、有色金屬、機械、醫(yī)藥等傳統(tǒng)產業(yè)，其中，木業(yè)有大小板材企業(yè)4000余家，產業(yè)集聚效應明顯。產業(yè)集聚區(qū)內共使用10噸以下燃煤鍋爐1781臺，占蘭山區(qū)鍋爐總量60%以上，這部分鍋爐噸位小、能效低、排放高，且點多、線長、面廣高度分散，由此帶來的污染成為影響環(huán)境空氣質量的主要因素和治理難點。為了徹底改變這種現(xiàn)狀，蘭山區(qū)委、區(qū)政府痛下決心，一手抓淘汰落后小鍋爐，一手抓新建高效環(huán)保煤粉鍋爐，實現(xiàn)了經濟發(fā)展和節(jié)能減排“雙贏”。現(xiàn)已投資1.43億元，建成投產高效環(huán)保煤粉鍋爐5臺、180蒸噸，替換淘汰周邊燃煤小鍋爐230臺、800蒸噸，節(jié)能減排成效顯著。一是效率高。集中供熱前，分散小鍋爐噸煤產汽量為6噸左右，鍋爐熱效率和煤炭燃盡率分別為60%和90%。高效環(huán)保煤粉鍋爐替代后，噸煤產汽量穩(wěn)定達到9噸左右，鍋爐熱效率和煤炭燃盡率分別達到90%和98%。二是排放低。與過去“家家點火”、“處處冒煙”污染狀況相比，現(xiàn)在PM2.5、PM10、二氧化硫、氮氧化物濃度分別改善10.1%、10.4%、17.6%、13.0%。三是成本小。分布式區(qū)域集中供熱，解決了分散供熱模式，節(jié)煤、節(jié)人、節(jié)地。前三季度，蘭山區(qū)煤炭消費占能源消費比重為34.2%，同比降低了17.3個百分點；過去分散鍋爐占地約5萬平方米、用工800余人，實行區(qū)域集中供熱后用地1.5萬平方米、用工200余人，蘭山區(qū)“分布式區(qū)域集中供熱”模式已經顯現(xiàn)出良好的經濟效益和社會效益。今年，蘭山區(qū)通過規(guī)劃論證，計劃新上13臺、740蒸噸高效環(huán)保煤粉鍋爐，項目完工后，將全部替換淘汰周邊2000余臺燃煤小鍋爐。

6 拓展“工業(yè)綠動力”計劃實施內容

山東省是經濟大省、工業(yè)大省，也是能耗大省。2016年，全省生產總值達到6.7萬億元，居全國第三位；規(guī)模以上工業(yè)利潤8643.1億元，居全國第二位；能耗總量3.8億噸標準煤，居全國第一位。從能源消費和經濟貢獻來看，山東以占全國8.8%的能源消費創(chuàng)造了占全國9.2%的GDP、13%的工業(yè)利潤，為全國經濟發(fā)展做出了貢獻。下一步，山東省將以“工業(yè)綠動力”計劃為引領，打好節(jié)能減排攻堅戰(zhàn)，重點實現(xiàn)“三個拓展”。一是從試點城市向全域面上推開拓展。理順工作機制，加強人員配置，強化協(xié)調調度，出臺獎補政策，加大工作力度，加快工作進度，確保工作成效。今年，鍋爐改造進入攻堅階段，將重點在全省范圍內扶持一批高效環(huán)保煤粉鍋爐和水煤漿鍋爐改造示范工程，省財政給予資金支持。做好項目遴選和儲備工作，充分發(fā)揮獎補資金導向作用和放大效應，強化項目管理，從嚴驗收，同步核實項目節(jié)能減排效果，確保鍋爐改造質量，提高企業(yè)實施積極性。二是從鍋爐改造向重點行業(yè)、企業(yè)、設備拓展。煤炭清潔高效利用涉及焦化、工業(yè)窯爐、煤化工等重點行業(yè)、年能耗萬噸標準煤以上的重點企業(yè)和變壓器、電機等重點用能設備，節(jié)能挖潛空間很大，緊緊圍繞焦化、工業(yè)窯爐、煤化工等重點行業(yè)，組織拉網式排查，全面摸清燃煤企業(yè)和項目底數(shù)，逐一制定精準治理方案，通過實施清潔能源替代、節(jié)能技術改造、建設環(huán)保治理設施等，確保企業(yè)穩(wěn)定達標排放。緊緊圍繞年耗能萬噸以上的重點企業(yè)，研究制定《重點企業(yè)節(jié)能基礎管理評級辦法》，嚴格按照節(jié)能、環(huán)保、安全等標準，倒逼企業(yè)轉型升級，對不達標的一律停產治理。對于產能過剩和重污染企業(yè)，切實加大落后產能淘汰力度，關停淘汰的項目要以主體動力設備拆除為竣工標準，杜絕死灰復燃。緊緊圍繞變壓器、電機等重點用能設備，實施好高效配電變壓器、電機能效提升工程，禁止生產和新上高耗能、低效率配電變壓器和電機，加快升級改造步伐，逐步淘汰落后設備，實現(xiàn)升級換代，提高用電效率，提升用能水平。三是從太陽能工業(yè)熱利用向空氣能、地熱能、生物質能等領域拓展。新能源在節(jié)能減排中發(fā)揮著舉足輕重的作用。摸清實情，“一企一策”，結合“煤改電”、“煤改氣”、“煤改油”等工程，加快空氣源熱泵、地源熱泵等新能源推廣應用，減少煤炭消耗，降低企業(yè)使用成本。要因地制宜，合理布局，規(guī)范建設，有序推進生物質直燃和生物質氣化發(fā)電，發(fā)展生物質成型燃料，建設沼氣發(fā)電裝置。

煤炭清潔高效利用是重大民生工程，也是推動經濟轉型發(fā)展的重要舉措，需要社會各方面積極參與，各級政府大力支持。當前，在實施過程中還存在著一些困難和問題，主要是高效煤粉鍋爐改造投入大，在資金政策扶持上需要進一步加大力度；政策法規(guī)不夠完善，有效的監(jiān)管手段相對缺乏等。建議，一是建議將山東省納入京津冀專項資金扶持范圍，加大對山東“工業(yè)綠動力”計劃的支持力度。二是建議國家支持解耦燃燒和潔凈型煤匹配技術的推廣應用，加快淘汰落后燃煤技術和爐具。三是建議國家繼續(xù)實施燃煤鍋爐節(jié)能環(huán)保提升專項工程，2015年，山東省利用國家專項資金實施了一批鍋爐改造項目，起到了很好的示范帶動作用，建議加大對燃煤鍋爐改造的支持。

（編輯：王保寧）

Abstract： Clean and efficient use of coal resources is significant to effectively improve the air pollution in Shandong and even the whole region of Beijing， Tianjin and Hebei. Shandong provincial government formulated a series of policies to solve this issue. Shandong Provincial Commission and Provincial Department of Finance issued a series of documents to breakthrough industrial green power plan. At the same time， Zibo City and other nine pilot cities seized the opportunity and achieved positive results.

Keywords：Clean and efficient use of coal；Green Power Plan；Decoupling Combustion；Distributed Central Heating