8月23日,济南,空气清爽。我们如何才能每天都呼吸到清新的空气?济南市政府有关部门正在研究大气污染防治方案。大方向就是优化调整能源结构,降低煤炭消耗,提高清洁能源使用比例,大幅改善冬季污染。
作为清洁能源之一,天然气在北京、乌鲁木齐等地空气治污中发挥了重要作用。借鉴上述城市“煤改气”的成功经验,济南可否选择天然气（天然气项目可行性研究报告）替代燃煤成为冬季供热主力军?此外还有哪些清洁能源可成为对抗雾霾的生力军?
近日,多个部门和学者,立足济南实际,比较能源优劣,试图开出一张适合济南的治霾药方。
先看一组数字:在济南PM2.5本地污染源中,燃煤占27%,比重最高;2014年,煤炭消费占能源消费总量的62%,其中供热用煤占全年煤炭消耗量的13%,而且冬季采暖导致燃煤污染比平时更严重;与之相较,燃气污染物排放浓度限值仅为燃煤的1/3-1/2,污染少一大半;但2014年济南天然气消费仅占能源消费总量的2.4%,在集中供暖热源中的比重更是微不足道。
看完这组数字,你是否眼前一亮:用天然气替代煤炭来供热,济南的大气污染不就大大缓解了嘛!别急,再看下一组数字:济南冬季工商用气执行价格是4.4元/立方米,燃气供热运营成本是燃煤的近3倍;济南去年天然气用气量为7.5亿立方米,在一次能源消费中所占比重仅为我国平均水平的1/3。
两组数字折射出的反差,正是济南“煤改气”治霾设想所面临的现实:天然气比煤炭污染少,消费量却不堪比较;济南天然气供应充足,价格却让企业望而却步……不过,令人欣慰的是,济南市有关部门正在积极推进“煤改气”。未来,天然气在济南空气治污中有望发挥越来越大的作用。
对比 燃煤是PM2.5污染罪魁祸首 燃气污染少一大半
谁是济南大气污染的罪魁祸首?济南市发改委工作人员介绍,我市一次性能源消费中,燃煤占比偏高是大气污染的主要原因,尤其冬季污染更为严重。济南市环保局污染防治处的工作人员称,在济南细颗粒物(PM2.5)本地污染源中,燃煤占27%,是首要污染源。
伴随高污染的是高消费量。2014年,济南煤炭消费在能源消费总量中占62%,其中供热用煤占全年煤炭消耗量的13%。在冬季燃煤中,供暖燃煤占比更高,达35%,这导致济南冬季呈煤烟型污染。
即使是经超低排放改造的洁净煤污染也不可小觑。市发改委工作人员介绍:“洁净煤即便燃烧时能达标排放,在生产、运输、废渣处理等环节也会发生污染。”一位业内人士透露:“普通燃煤的煤渣一般会被卖给水泥厂做原料,但洁净煤的煤渣颗粒非常小,水泥厂不会要。我问过很多企业如何处理洁净煤的煤渣,他们都讳莫如深。”
理想 供热若全“煤改气” 可减少标煤消费180多万吨
目前济南市区供热面积约1亿平方米,若全部燃气供热,对改善空气质量有多大帮助?有关部门透露,理论上,1立方米天然气热值等同于1.33千克标煤。1亿平方米供热面积需11亿立方米天然气,等同于147万吨标煤的热值。2014年,济南供热用煤约330万吨标煤。若市区供热全“煤改气”,可减少燃煤消费180余万吨标煤。
单从供气能力分析,实现这一目标是有保障的。市发改委工作人员介绍,济南境内已建成四条高压天然气干线管网,现有门站供气能力约24亿立方米/年;此外尚有三条正在规划建设的干线管网途经济南,可供气30亿立方米/年。“十三五”末,将形成七路气网入济南的格局,预计年供气能力约50亿立方米。2014年,济南市天然气消费约7.5亿立方米,可供挖掘的潜力非常可观。另外,天然气对管网途经区域的经济拉动效应非常明显。“天然气通过来,周边工厂的大烟囱没了,住宅楼也变成了双气,带动地价上涨很明显。”一家已“煤改气”的单位负责人说。
2014年,国家发改委出台相关文件,要求山东到2017年较2012年减少2000万吨标煤消费,山东拟分配给济南减少标煤消费130万吨,并要求煤炭消费总量较上一年度实现负增长。若供热全“煤改气”的理想变成现实,济南可轻松完成这一指标。现状“煤改气”越来越少“气改煤”越来越多
然而,现实远比理想复杂。2014年济南市能源消费总量中,天然气仅占2.4%。
价格是天然气在济南市场遇冷的主要原因。济南一家燃气公司负责人说,天然气属稀缺资源,由政府指导定价。“以我们公司天然气售价为例,民用气是2.7元/立方米,非民用气是4.4元/立方米。从市场实际情况看,这个定价颠倒了。民用气价格偏低,我们亏本卖;非民用气价格偏高,工商业户用不起。当然,政府这样定价也是为了保障民生。”
燃气供热运营成本是燃煤的近3倍,这让很多企业望而却步。一次,这位负责人去一家纸箱包装厂推广“煤改气”。“他们当场算了笔账,‘煤改气’后每公斤纸箱生产成本增加一毛五分钱,就直接拒绝了我们。”业内人士说:“现在出现一种怪象,‘煤改气’的企业越来越少,‘气改煤’越来越多。”其中燃气供热锅炉就一直在减少。“有些小区没有集中供暖时不得不用燃气锅炉,一旦集中供暖了,就改成燃煤锅炉,有的还欠着我们燃气费。”目前,济南集中供暖大部分采用燃煤锅炉。
未来济南将大幅提高天然气使用比例
但是,“煤改气”面临的坚冰并非不可破。
乌鲁木齐、北京等城市已率先实现全部或局部供热“煤改气”,使天然气成为供热主力能源。青岛对新建天然气分布式能源供热单个项目的投资补贴金额更是高达3000万元。济南目前仅有“煤改气”锅炉改造补贴。
不过,济南正在缩小这个差距,未来将大幅提高天然气使用比例。市发改委工作人员称,目前,他们正协同有关部门统筹规划,积极推进供热“煤改气”。近期,在市发改委推动下,针对济西燃气热电项目,山东省物价局已出台上网电价配套政策(在燃煤上网电价的基础上加价不超过0.35元),这也为建设小型天然气分布式热电项目提供了重要政策支撑。我市西部拟开工建设(2台39万千瓦)和规划预留(1台39万千瓦)的大型燃气热电项目,建成后将为济南提供1500万平方米的供热能力。同时,再考虑用燃气锅炉替代燃煤供热,并出台相关配套政策。“我们现在需要根据‘十三五’期间的实际情况,核算一下济南需要用多少方气。底数摸清了,才能制定出最符合济南实际的配套政策。冬季高峰时天然气供应具有不稳定性,这个问题也得解决。”相关负责人说。
毫无疑问,降低煤炭消耗,提高清洁能源使用比例,是济南大气治污的大势所趋。
在能源江湖中,“煤老大”让出的“地盘”将由谁接掌?在清洁能源“家族”中,天然气、工业余热、电能、生物质能都是有力竞争者。在这些能源中,谁能最大限度地减少对大气的污染?谁能最大限度地减少燃煤总量?谁最经济实用?谁最接地气,能最大限度地利用济南既有和即有设施,减少额外工程量?谁最聚人气,最大限度地引入社会资本建设运营,减轻政府负担?近日,权威部门和专家,揭秘济南未来雾霾终结者。
天然气
未来在济南供热能源中占比可达35%-40%
田贯三是中国土木工程学会城市燃气分会理事、山东建筑大学热能工程学院教授,专门从事清洁能源和可再生能源的高效利用、分布式能源发展规划等方面的研究和教学工作,曾参与山东多个城市的燃气规划。他称,目前济南已具备大幅利用天然气的条件。“但从全国来看,完全用燃气取代燃煤供热都是不现实的。除了几个特别有实力的城市在大量使用,其他城市都只作为补充。比如,乌鲁木齐能把天然气作为供热主力热源,跟那里是气源地、气价便宜有很大关系。”另外,田贯三说,如果济南城区全部用天然气供热,部分供热管道还需要改造。
因此,田贯三认为,从济南实际出发,供热燃煤全部用燃气替代的设想是缺乏科学性和经济性的。“初步预测,到2020年济南市供热需求面积将达到2.5亿平方米,如果利用充分,届时天然气在济南供热能源中占比能达到35%-40%。”
田贯三建议,燃气供热不要修建大型热源,可在换热站修建小型燃气锅炉。“燃煤锅炉越小热效率越低,但燃气锅炉越小热效率越高。”他解释。这样,天然气参与供热,但用量不大,对供热价格不会有太大影响。对于供热管网破旧亟须修补的区域,田贯三建议在小高层以下建筑使用燃气壁挂炉供热。“根据我们调查,供热面积1平方米,壁挂炉消耗天然气约6-7立方米,小型锅炉为9-10立方米,集中供暖锅炉则需10-12余立方米。所以,壁挂炉烧天然气是比较划算的。而且,如果整栋楼都用燃气壁挂炉供热,热效率会更高,耗气量更低。壁挂炉一户一个采暖单位,用户自己管理,减轻政府负担。”另外,燃气壁挂炉不需户外供热管线,这既省去了管道刨掘工程,又减少了户外热量损耗和运行费用,用户也无需缴纳开户费。田贯三介绍,目前济南市燃气壁挂炉约有6万用户。
工业余热 有望成为城市供热重要热源
据了解,市发改委自2013年下半年以来牵头启动了工业废热(余热)利用供热规划编制工作。已采用清华技术利用黄台电厂、章丘电厂的余热向市区供热,两家电厂实施余热改造后将增加供热面积4000多万平方米。这部分热源优先考虑替代建成区小型热电厂和部分35蒸吨及以下燃煤锅炉,替代锅炉容量2614蒸吨,每年减少燃煤消费97万吨标煤。
目前,章丘电厂的远距离供热管网已建成,利用济南现有电厂在30公里范围内实施远距离供热,经实践证明安全可行。
市发改委介绍,为最大限度利用济南周边电厂的余热资源,他们已开展东南部莱芜电厂、西南部泰安石横电厂向济南市区供热的研究。如采用清华技术对上述电厂实施大温差长距离输热至济南,在满足当地发展需求的前提下,初步计算还可为济南提供供热面积1亿多平方米,预计可减少耗煤量300多万吨标煤。“当前,国内太原及石家庄都在开展远距离供热工作,输热距离最远的城市是太原,大约40公里,但目前还没运营。”
市发改委工作人员称,利用现有电厂开展远距离供热具有减煤、治污见效快的优点,但石横、莱芜电厂距离济南都在70公里左右,也存在管网距离长、投资较大及经济性等问题。“这些问题都得从经济性、可行性、全局性的角度进一步研究解决”。
电能 最合理的方式是利用低谷电
市发改委介绍,随着“外电入鲁”工程的加快推进,为实施电能替代提供了有利条件。“煤改电”最合理的利用方式是利用低谷电,并结合污水源、空气源、地源供热。2014年,济南市峰谷负荷差已达270万千瓦(约2160万度的电量),利用济南50%的低谷电可提供供热面积约5000万平方米。“当前,需要解决老城部分配电网薄弱及变电设施增容的相关问题。同时,需争取更多的外电入鲁的电量计划指标及出台低谷电的电价政策。国内沈阳、天津、青岛等城市分别出台了使用低谷电的政策,我们将参照外地城市经验,尽快研究出台电能替代实施方案及扶持政策。如果按0.20元/度电价计算,其供热成本将低于目前我市燃煤供热成本。”相关负责人说。
目前,有关部门正在加快推进1000千伏济南特高压建成投产,为实施“煤改电”提供充足的供电保障。
生物质能 受资源限制,可主要用于村镇供热
据了解,济南市在生物质资源替代小型燃煤锅炉方面已取得初步进展。目前已建成平阴玮泉3万千瓦及山东明科3万千瓦生物质热电项目,同时规划建设黄河北及保税区生物质热电联产项目。
目前,生物质资源作为辅助热源供热在国内多地已成功运行。但田贯三称:“生物质能从节能上讲还说得过去,可以适当发展一些。但生物质能经济性不高,而且因为生物质资源的限制,替代规模总体较小,可主要用于村镇供热和有特殊参数要求的工业蒸汽供热。”