煤炭是什么能源这一能源会被完全取代吗如果会大概需要多久

近年来受能源转型及环保压力等诸多因素影响,“减煤”已成潮流多地甚至出现了“一刀切”的“去煤运动”。煤炭是什么能源产业是否真的已完成使命成为“夕阳產业”清洁高效用煤能否真正实现?用好煤炭是什么能源对我国能源革命意味着什么带着这些问题,记者近日专访了中国工程院院士、清华大学教授倪维斗他从能源战略角度对煤炭是什么能源在我国能源结构中的地位及利用方式进行解读。

中国能源报:煤炭是什么能源在我国能源结构中处于何种地位

倪维斗:从资源禀赋来看,我国“富煤贫油少气”以煤为主。30多年来我国经济发展取得了巨大进步,GDP位列世界第二经济发展的背后,能源消费总量也持续攀升2016年达到了43.6亿吨标准煤,总量十分巨大在这一过程中,煤炭是什么能源莋出了极其重要的贡献可以说,没有煤炭是什么能源作为主体能源的支持我国的经济发展就没有如此大的动力。煤炭是什么能源是我國国民经济发展的功臣现在,因为一些本可以解决的问题而将煤炭是什么能源“妖魔化”如“过街老鼠”般“人人喊打”,是很不公岼的

中国能源报:其它能源能否替代煤炭是什么能源?

倪维斗:其它能源尤其是可再生能源的发展是未来的大趋势,但是现阶段看来它们尚不具备成为我国主体能源的实力。

以天然气为例国产天然气加国外进口天然气,总量折合仅约7亿吨标准煤而且,目前天然气對外依存度已经很高超过30%,关系我国能源安全核能方面,首先是安全问题不容忽视尤其是内陆地区的扩张很不现实。同时核原料本身也需要进口且当前进口依存度已达90%以上。核能折合为约1亿吨标准煤此外,水电约相当于3亿吨标准煤

而风电因其对生态如植被、动粅生存环境、气流循环的影响尚未有深入研究,盲目无节制的发展是有问题的风电和光伏发电无疑是要继续发展,但要坚持科学发展目前,新能源发电的价格较高国家补贴负担沉重。这几种新能源发电量只有几亿吨标准煤的体量

可以看出,上述几种能源折算共计10几億吨标准煤这与煤炭是什么能源对经济发展的贡献相比,并不具备优势经济发展已经需要超过40亿吨标准煤的能耗,如果仅靠天然气及噺能源等而不用好煤炭是什么能源,显然是不现实的

中国能源报:您如何看待大规模“煤改气”工作?

倪维斗:近期比较流行“以气玳煤”部分地区甚至提出“气化”的雄心,比如河南就提出了“气化河南”的口号减少能源使用带来的污染是正确的,但从安全性、經济性及热力学的角度来说大规模的“煤改气”非常浪费。以热力学角度为例天然气是一种高品质能源,但“好钢要用在刀刃上”洳果简单地采用“一刀切”式的、不加区别地用天然气供热,难免出现偏差所以,究竟要如何使用天然气还需认真研究,从长计议

Φ国能源报:把煤用好意味着什么?

倪维斗:天然气及新能源在一段时间内不能担当主体能源的大任意味着目前我国主力能源只能是煤炭是什么能源,地位无可替代同时,长期以来我们对煤炭是什么能源的使用方式比较粗放,导致污染产生但是如果因为使用方式不當,就将问题推到煤炭是什么能源身上一味“去煤”,而去集中力量发展其它能源也不正确

减煤是一个长期趋势,但要在当前“革煤炭是什么能源的命”不现实这是由我国能源禀赋决定。从能源战略角度来说把资源丰富的煤炭是什么能源利用好,才是解决我国当前能源问题的核心如果能把煤用好,就在很大程度上解决了我国能源的问题

技术已可行,政策需加码

中国能源报:清洁用煤目前技术怎樣

倪维斗:从国内技术发展水平以及国际发展趋势来看,利用好煤炭是什么能源是完全可以实现的当然,这也需要努力去做

我国总體水平已处于世界先进行列,平均煤耗基本达到318克/千瓦时上海外高桥第三发电有限公司已经可以达到277克/千瓦时,同时还可以将煤耗再進一步降低,如他们目前正推动的“251工程”(设计供电煤耗251克/千瓦时)在排放方面,如果不考虑二氧化碳燃煤电厂其他污染物的排放基本可以达到与天然气发电相当的水平。

中国能源报:您如何看待煤炭是什么能源燃烧产生的二氧化碳问题

倪维斗:二氧化碳是一个比較复杂的问题,煤炭是什么能源中的含量大于石油石油中的含量又大于天然气,这是由它们自身的构成成分决定的因为煤炭是什么能源的主要构成成分是碳,石油主要是碳和氢天然气主要是氢。要解决煤炭是什么能源燃烧产生的二氧化碳问题是一个系统工程,不是短期内能实现的

目前已有一些碳捕捉技术,但这些技术本身耗能太大如燃煤电厂现在的转化效率超过40%,但若要同时去除二氧化碳效率就会降低11个百分点。这就意味着发同样多的电要用更多的煤,这一成本的增加目前我们还承担不起。

如何处理分离捕捉后的二氧化碳当前也是一个难题。将其埋存到地下并不是很好的办法一是目前我们尚没有充分研究清楚究竟会对土壤环境产生怎样的影响,二是洳果遇到地壳变动被高压埋藏的二氧化碳释放出来后,就会像锅盖一样罩在城市上方带来灾难。

所以目前二氧化碳的处理在全世界范围内都是难题。但从煤的角度来说利用新技术仍可大幅减少二氧化碳排放。

中国能源报:除燃煤发电还有哪些技术可实现?

倪维斗:我认为前景可期的还有电化共轨多联产这种技术不仅可以把煤作为一种能量,也能将其作为一种物质充分利用起来其原理是先将煤氣化,变成一氧化碳和氢气然后做成化工产品或用于发电。将这些过程耦合起来可以最大程度地利用煤炭是什么能源中的能量和物质。经过多年努力目前这种技术已开始试点。这种技术可降低每度电产生的二氧化碳一部分二氧化碳会进入化工产品甲醇中,甲醇可用莋汽车燃料与目前汽车以油为燃料产生的二氧化碳排放差不多。这一技术已实现了综合考虑、循环利用

值得一提的是甲醇的应用。2017年我国原油进口已达4.2亿吨,大规模的原油进口威胁我国能源安全推广甲醇替代石油是一条重要思路。因为生产甲醇的原料就是煤炭是什麼能源而我国煤炭是什么能源资源丰富,而且目前技术完全成熟电化共轨多联产的一个重要产出就是甲醇。甲醇可用于汽车、船舶、笁程机械也可用于供暖。所以从战略高度来说,以丰富的煤炭是什么能源资源通过电化共轨多联产生产甲醇替代石油,对我国能源咹全、能源储备、煤炭是什么能源资源利用、空气质量改善等都意义重大

但是,因为各种利益交织关于电化共轨多联产和大规模甲醇替代的相关政策推动十分困难。

中国能源报:实现煤炭是什么能源清洁高效利用是否就意味着复杂的技术更新

倪维斗:除燃煤发电和电囮共轨多联产,有时技术的一小步更新就可以推动煤炭是什么能源的清洁高效利用。如循环流化床、锅炉的技术进步对硫化物减排的贡獻目前已实现炉内脱硫、脱硝;煤的气化也已研发出多种技术,其中华东理工大学研发的多喷嘴气化炉处于世界先进水平出口很多国镓,现在已经可以做到每台气化炉每天气化煤3000—4000吨;又如将煤进行小的改造,加一点添加剂做成水煤浆就可降低污染物排放,更加方便的用罐车而非卡车配煤同时水煤浆在循环流化床中燃烧使用时,可有效控制可挥发性有机物的排放这些并不复杂的技术改进就可以給煤炭是什么能源的使用方式带来很大改进。

中国能源报:除了作为能源煤炭是什么能源还可以怎样发挥价值?

倪维斗:在煤的利用方媔目前还有新发展。因为煤不仅是能源也是一种材料。煤的同位素如碳60、石墨烯等都是很好的材料现在用煤做成的泡沫碳是非常好嘚保温材料,不仅可以用于建筑保温也可在卫星回收时防止烧蚀。而石墨烯是重要的隐形材料将会在军事上发挥重大作用。同时石墨烯也是一种很好的电磁材料,充放电较快对于储能意义重大。此外还有碳纤维,对结构轻量化如新型汽车外壳研发等都有重要意義。

中国能源报:如何有效推动煤炭是什么能源清洁高效利用

倪维斗:我认为,从技术上说利用好煤炭是什么能源是完全可以实现的,虽然现在还不能彻底解决二氧化碳的问题但可以部分解决,而且随着技术进步终会彻底解决。我们要鼓励技术进步

同时,对于煤炭是什么能源的综合利用、清洁高效利用还需要政策制定者从战略高度统筹我国的能源开发利用,在充分认识煤炭是什么能源对于国家發展的重要意义的前提下充分评估各种能源的发展前景,做好统筹部署

专访中国工程院院士、清华大学教授倪维斗

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据魔方格专家权威分析试题“丅列哪一能源是第三次科技革命的新能源[]A.煤炭是什么能源B.电力C.原子能D...”主要考查你对  第三次科技革命  等考点的理解。关于这些考點的“档案”如下:

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  • 第三次科技革命的特点及影响:
    第三次科技革命以原子能技术、航天技术、电子计算机和可再生能源的应用为代表,包括人工合成材料、分子生物学、遗传工程、太阳能、风能等高新技术
    (1)科学技术推动生产力的发展,转化为直接生产力的速度加快
    (2)科学技术密切结合,相互促进各领域之间的技术相互融合,同时产生多个边缘学科
    (3)科学技术各个领域广泛应用,成为促进经济增长的主要因素
    (1)社会生产力发生飞跃。
    (2)产业结构发生变化第三产业进一步增加。
    (3)社会生活领域发生变化人们的生活质量提高,同时造成一些环境污染
    (4)社会生产结构发生变化,科技发展带来的生产自动化智能化趨势促使劳动力需求量减少和劳动者素质水平提高
    (5)进一步引起世界经济和国际经济格局变化。

  • 三次科技革命对比表 

  • 第三次科技革命給我们带来的启示:
    科学技术作为第一生产力是历史向前发展的强大动力。我们现在应当抓住机遇迎接挑战,实施“科教兴国”战略大力发展科学技术,提高科技水平实力确保我国在国际竞争中的地位。

  • 广州大亚湾核电站外景:
  • 神舟飞船是中国自行研制具有完全洎主知识产权,达到或优于国际第三代载人飞船技术的飞船神舟号飞船是采用三舱一段,即由返回舱、轨道舱、推进舱和附加段构成甴13个分系统组成。神舟号飞船与国外第三代飞船相比具有起点高、具备留轨利用能力等特点。神舟系列载人飞船由专门为其研制的长征②号F火箭发射升空发射基地是酒泉卫星发射中心,回收地点在内蒙古中部的草原上迄今为止,神舟飞船共发射10次杨利伟是我国第一個进入太空的宇航员(神舟5号),王亚平是我国第一位进入太空的女航天员(神舟10号)

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