- 混合燃氣資源：如何助力山西低碳經濟
低碳經濟本身的重大意義已是人所共知，關于實現低碳經濟的策略研究則是當下的熱門話題。對于94.7%的能耗總量來自煤炭的山西，實現煤炭應用的低碳化、推廣應用低碳能源及淘汰落后產能無疑是發展低碳經濟的現實路徑。“煤炭一次能源的消耗占山西省能源消耗總量的近95%。因此，推廣使用天然氣、煤層氣和焦爐煤氣等低碳能源，做好煤炭的低碳轉化和利用，將是山西打造低碳經濟的出發點和優勢所在。”山西省經濟和信息化委員會主任洪發科告訴本報記者。
那么，山西省國新能源發展集團有限公司(以下簡稱國新能源)所提出的“燃氣資源混合燃燒”是否符合這一現實路徑？又如何助力山西低碳經濟？“政策的拉動為天然氣、煤層氣、焦爐煤氣、氫氣及人造天然氣的混合燃燒戰略的實施提供了廣闊的發展空間，而山西產業的特點決定了燃氣資源混合燃燒是山西本土產業發展壯大的必然要求。”國新能源董事長梁謝虎說。
“混合燃氣”的山西優勢
低碳經濟的理想形態是太陽能經濟、風能經濟、生物質能經濟。但作為煤炭大省，豐富的煤炭資源和成熟、完善的煤炭生產、供應、消費體系決定了煤炭在山西能源結構中的主導地位。而無碳和可再生能源目前在山西省能源供應中所占比重非常低，短期內并不會產生明顯的、有實際意義的影響。
由此，天然氣、煤層氣、焦爐煤氣、氫氣等低碳能源的重要意義得以凸顯。《山西省低碳經濟戰略發展規劃》對其如是定位：不但在山西經濟從目前高污染、高碳排向低碳化發展的進程中能夠起到承前啟后的鏈接功能，也更因它們本身的優質特性，是優化能源結構的重要組成部分。
化石能源中，煤的碳強度最高，天然氣最低。山西可向全國天然氣管網申請60億立方米天然氣。盡管近三年來山西省天然氣利用量連年翻番，但2009年僅達到10.25億立方米，尚有較大利用空間。
較之外界輸入的天然氣資源，山西煤層氣蘊藏更為豐富。煤層氣與常規天然氣的主要成分一致，是近二十年在世界上崛起的新型清潔能源。山西擁有占全國總量1／3的煤層氣以及國內領先的開采加工技術和經驗，2010年煤層氣抽采產量能力將達到30億立方米，并在2015年達到100億立方米。
此外，山西年產焦炭約1億噸，伴生焦爐煤氣約400億立方米。焦爐煤氣利用已具備一定基礎，但仍存在回收利用率低且途徑單一等瓶頸，大量焦爐煤氣被直接燃燒或排空。“焦爐煤氣除用作發電、工業和民用燃料外，也可以用作制取甲醇、天然氣等化工產品。而且是廉價的氫氣來源。”清華大學核能與新能源技術研究院教授毛宗強說。
對于零碳能源——氫能，毛宗強尤為推崇，強調氫是煤炭低碳化使用的關鍵。“工業化變壓吸附提取氫氣的成本每公斤約1.2美元。遠低于美國能源部制定的每公斤氫氣1.5美元的遠期目標。這是目前全世界最便宜的氫氣，山西有條件率先在全國、乃至全世界實現氫能規模化應用。”
與其他省份相比，山西更擁有輸送供應基礎設施上的優勢。除橫穿山西的5條省際管線外，國新能源已建成貫通南北的省內主管線1038公里，輸運能力達80億立方米，并正在繼續建設、擴展、完善省內各種供應模式的輸運、使用和保障后備體系。
低碳經濟如何助力綠色山西
“盡管是煤炭大省，但基層市、縣非常歡迎燃氣資源。一方面可以實現節能減排，另一方面支持了當地的產業結構調整和升級。”作為山西省混合燃氣資源的主導運營商，梁謝虎感觸頗深，“燃燒方式的改變是山西省發展低碳經濟的第一步。”
民用燃氣是山西省燃氣需求的主體之一，占燃氣消耗總量的14.4%，構成了山西省低碳經濟的基本出發點之一。山西當前民用能源的主要來源是原煤和煤氣，但天然氣、煤層氣對這些高碳燃料的轉換正在加速進行。據山西省天然氣股份有限公司張鵬介紹，山西省天然氣管網已覆蓋9市80余縣區，200多個新農村。煤層氣的民用范圍也在不斷擴大。“煤層氣通過高濃度的簡單分離，低濃度的可稍加大分離力度，就能得到天然氣，從而摻到天然氣管道中使用。”毛宗強稱。
工業產業對低碳能源的需求更為迫切。作為重工業大省，山西工業燃料主要由原煤、高爐、焦爐、自制煤氣提供，直接造成了高碳排和高污染，同時存在效率低、熱值不穩定等弊端，尤其是對于金屬鎂、鎂合金、鋁材、鋁合金、玻璃制品、陶瓷制品、不銹鋼制品等對燃氣、燃料品質、供應有高要求的產業，直接影響產品質量，增加生產加工成本。而天然氣和煤層氣的使用不僅能大幅減少污染排放，更能幫助企業提高產品品質、節省能源，減少污染處理和設備維修成本。“關鍵能夠服務于地方的招商引資，對吸引省內、外的先進項目起到輔助作用。”梁謝虎強調說。
非化石燃料的交通工具是低碳經濟路線圖的重要組成部分。天然氣、煤層氣車輛在山西已有一定的應用和市場規模。毛宗強還介紹說，現有的國內外研究和示范都表明，氫能可以燃燒發電或者通過燃料電池發出雙倍的電力，還可以替代汽油開動汽車、輪船和飛機。而氫—天然氣(HCNG)等混合燃料因成本低廉、排放污染少、易于推廣，在近期更適合我國的國情。國新能源正在籌備HCNG的大卡車示范。山西有目前全世界最便宜的氫氣，完全有可能成為世界氫能先鋒。
據不完全統計，當山西燃氣資源每年開發利用達到100億立方米時，可替換5000萬噸原煤消耗，可減少排放二氧化硫245萬噸、煙(粉)塵145萬噸、二氧化碳3116.5萬噸。并可減少1.25億噸煤炭儲量的開采及由此產生的1.24億噸水資源消耗、可少產生1000萬噸矸石。
混合燃氣 仍需努力
“天然氣、煤層氣、焦爐煤氣、氫氣統一利用，理論上是可行的，它們同屬氣態能源，同是碳氫化合物，同是利用其熱值，便于相互取代；技術上也是可行的，采用同樣的管網傳輸方式，天然氣、煤層氣可以用同一管網傳輸、焦爐煤氣的管網經過改造也可以傳輸天然氣、煤層氣。”毛宗強分析說。
但目前來看，混合燃氣資源的充分利用還有很長一段路要走。在增加、完善低碳能源供應方面，需要加強焦爐煤氣的回收利用工作，為低碳、無碳能源提供穩定、可靠的資源保障和后備；需要全面啟動氫能和HCNG產、輸、存、應用技術的商用研發工作，為氫能的實際商業應用積累經驗和數據；而因資源供應渠道、所有權、市場和供應區域不同，山西省低碳燃氣資源的“組合成一”更需要政府引導和協調，通過市場機制實現各個產品的匯集、調配、輸運功能和市場、設施的相互后備支持。
在燃氣資源供應、輸運和消費基礎設施方面，雖然山西省已經擁有五條國家級“省際”管線、較為健全的省內主干管網，但車用燃氣的供應設施仍較薄弱，需要繼續健全、完善低碳燃氣的匯集、輸送、分運體系，并設計、建設合理的省內車用能源輸送、分運和添加體系。
而在利用低碳能源輔助民用、交通、工業產業集群發展方面，政府的力量更加重要。如新型交通能源的發展需要政府著重供應體系的先行投資建設和新型能源車輛的演示、推廣，加大公用消費車輛向新型能源車輛遷移的工作力度。“政府應該有具體的產業規劃，一方面將低碳能源和傳統產業的改造結合起來，另一方面，利用低碳能源發展新興產業。”梁謝虎建議。
本報記者在采訪調研中發現，盡管能源與環境問題正在從世界性的公共產品進入產業化、市場化發展階段，但低碳經濟發展初期，政府的主導作用仍至關重要。客觀上的政府體制分工問題關系低碳經濟的戰略部署。
“我們需要一個全盤協調的政府部門。”梁謝虎說。
洪發科希望國家能夠在政策、技術、資金方面進一步加大支持力度。 （本報記者 曹英 張琴琴）
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