深度分析:如何提升煤制燃料产业的定位

放大字体缩小字体 发布日期:2019-04-04 11:24:24 来源:新能源网编辑:全球新能源网浏览次数:226

我国现代煤化工产业特别是煤制燃料产业始于“十五”。十几年来,业界对产业发展的必要性、战略意义、定位等认识始终存在诸多争议,产业始终被定位于“示范”、“升级示范”,其在能源体系中的地位也始终是“技术储备”、“产能储备”。由于政策未形成合力,产业发展受到各方制约、严重停滞。

AG百家乐官网在新的历史方位下,有必要进一步明确煤制燃料在我国能源革命中的战略前突地位,提升产业定位,完善政策体系,促进高质量发展。

交通能源自主化是能源革命焦点问题

能源革命的起因实质是我国能源发展现状存在两个突出矛盾,一个是不安全,一个是不低碳AG百家乐官网。从宏观形势判断,这两大矛盾在不同历史阶段的重要性不同:在2020至2040年,不安全将是我国能源体系的主要矛盾;在2040年至2060年,不低碳将是我国能源体系的主要矛盾。

AG百家乐官网我国能源总体自给率始终维持高位,能源安全问题实际是油气安全问题。随着人民生活水平的提高,汽车消费将成为刚性需求、成为“人民对美好生活的向往”的一部分,油气消费仍有一定增长空间并将长期维持高位。

我国石油消费总量中的70%依赖进口,60%依靠海上通道运输,50%需通过马六甲海峡,40%来源于国际政治安全热点区域,这个“7654”困局已成为我国经济社会实现更高质量发展、人民享受更美好生活的突出短板。

AG百家乐官网长期以来,煤炭在我国能源体系中始终承担保障性角色,为我国能源缺口“兜底”,对我国实现快速工业化和城镇化提供了重要支撑。随着对气候变化问题的关注与参与,我国也加入了全球能源的低碳化进程,安全和低碳这两个价值观的冲突顺理成章地聚焦到煤炭上。在不同的低碳化路线中,逐步降低能源结构中煤炭生产和消费的比重是最主要、也是最有效益的一条路线。

AG百家乐官网从上述分析的能源体系的两个矛盾看,我国能源革命的实质是要实现两个转变,一是电力系统实现煤基向可再生基的转变,一个是移动交通能源实现对外高度依赖向对外适度依赖转变。

电力系统逐渐由以煤电为主转变为以可再生能源电力为主,这一转变方向在政府、企业AG百家乐官网、学者、社会各方面已经形成了广泛共识;主要争议之处在于这一转变过程的限度如何,速度和节奏如何把握等。共识得以形成的根本原因在于,电力系统可再生化是一条同时满足低碳和安全两个价值观的路线。

AG百家乐官网而移动交通能源自主化如何实现,就算是在方向上、甚至在移动交通能源要不要自主化这个问题本身,都存在较多争议,各界认识并不统一,因而在产业实践上也较为混乱,难以形成合力。难以形成共识的根本原因在于,移动交通能源自主化目前尚不存在一条同时满足低碳和安全两个价值观的可行路线。

AG百家乐官网煤制燃料是交通能源自主化正确选择

从目前的产业发展趋势看,移动交通能源自主化主要有以下四种备选路线:一是移动交通电气化,二是生物质液体燃料替代,三是移动交通的氢能化,四是煤制气液燃料替代。

移动交通电气化,即以电动汽车替代燃油汽车,这一转变方案高度依赖于电池储能技术。由于存在以下三个方面的问题,这一方向不能作为移动交通能源自主化的主导方向,只在局部具有战术意义。

一是关键金属资源总量受限。每100万辆电动汽车约需要1. 5万吨锂,全球锂探明储量约1400万吨(金属锂),其中约90%是较难开发的盐湖锂盐,全球锂储量仅约对应于10亿辆电动汽车保有量,若全球都采用电池化方式解决交通能源问题,即使对锂资源进行掠夺式、枯竭式开发也难以支撑。

从汽车发展历史看,电池汽车并不是新技术、而是在历史上被淘汰的技术路线,未来也不会是交通能源的发展趋势。未来,电网可再生化对储能的需求将与电动汽车的储能需求争夺关键金属资源。

二是移动交通电气化无助于解决能源安全问题。锂的生产主要在国外,2017年我国锂对外依存度超过8 0%,从经济意义的锂资源储量分析,这一依存度改变的可能性较小。移动交通电气化只是把一个原油对外依存度70%的问题转化成了一个锂资源对外依存度80%的问题,无助于解决能源安全问题。

三是锂的大规模使用存在潜在的生态风险。锂的大规模使用(百万吨级)并无先例,人类对其对生态环境的破坏性缺乏足够认识。医学实验表明,低浓度的锂即可对人的神经系统产生毒害影响。

TIPS

AG百家乐官网锂在地壳中的自然丰度极低,例如锂在土壤中的自然含量约为25ppm,低于铬(70ppm)、镍(50p pm)、铅(35ppm)、锌(90ppm)、锰(1000ppm);锂在陆地植物中的含量约为0.1ppm,低于铬(0.2ppm)、镍(3ppm)、铅(2.7ppm)、锌(100ppm)、锰(630ppm);锂在人体中的含量约为0.02ppm,低于铬(0.4ppm)、镍(1ppm)、铅(1.6ppm)、锌(240ppm)、锰(1.1ppm)。

由于整个生物圈都适应于低锂含量的自然环境,锂的大规模利用及随之而来的大规模废弃和污染存在潜在的生态风险。

AG百家乐官网生物质液体燃料替代路线是以生物质为原料生产类油液体燃料,这一路线就其实质而言应当分为作物(含粮食作物和非粮作物)液体燃料和农业废弃物液体燃料两类,目前的产业实践中有意或者无意地将这两者混为一谈,混淆了不同性质的问题。

AG百家乐官网由于植物光合作用效率低于3%,作物液体燃料最终输出能量的效率与太阳辐射的比值为1%左右,这与光伏发电12%的效率存在数量级差别,这从根本上决定了作物液体燃料从是一条极为低效的技术路线。

作物液体燃料将直接与粮争地,每生产1000万吨作物液体燃料,约需要作物约3000万吨,对应于占用耕地6000万亩。我国人均耕地面积仅为1.5亩,与美国(7.2亩/人)、巴西(5.8亩/人)差距巨大,“耕地-粮食-人口”处于紧平衡,不能盲目借鉴这两个国家的产业发展经验。

AG百家乐官网陈化粮等问题仅是由于管理不善造成的阶段性问题,随着粮食储备系统信息化、智能化水平提高,陈化粮将成为历史,不足以作为中长期能源发展的依据。

AG百家乐官网农业废弃物制液体燃料的主要问题是两个,这两个问题都是难以克服的。一是农业废弃物的原料更加分散,其收集、运输过程的能源消耗大大增加,全过程净输出能量更低,经济效率也更低。二是纤维素、木质素的生产技术并未成熟,工艺过程也决定了其具有高消耗、高污染的特性。

氢能是交通能源的另一可选方案,该方案早在20世纪70年代即已提出。氢能的局限主要由以下两点构成。

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关键词: 生物质 燃料 能源

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