PDF《查塔姆研究所 欧盟-中国煤炭：现状、趋势与机遇》

查塔姆研究所 欧盟-中国煤炭:现状、趋势与机遇 Antony Froggatt 和Rob Foulkes 中国与欧盟在能源和气候安全方面相互依赖 环境能源和发展项目

2008 年1月导言 在未来数十年内,中国和欧盟持续依赖煤炭消费的程度和情况,将对这两个地区旨在实现能 源供应安全和气候变化目标的战略产生重大影响.

中国和欧洲各国都认识到,在持续依赖煤 炭消费的同时,必须提高能效和/或降低二氧化碳排放.双方为实现这些目标所采取的手 段,以及双方各自政策的成效,对这两个地区至关重要,而共同合作可以给双方带来好处. 第1页,共20 页 从消费总量、对能源行业的贡献,和消费量增长几方面来看,中国的煤炭消费达到了前所未 有的水平.到2030 年,中国的煤炭消费预计占全球煤炭消费总量的 50% 左右.显然,煤 炭是中国储量最丰富的化石燃料,中国不断增长的能源需求仍将在很大程度上继续依赖于煤 炭,而由此产生的二氧化碳排放将对全球二氧化碳排放浓度产生巨大影响.国际能源署 (IEA) 根据常规 (BAU) 情景分析预计,到2030 年,中国煤炭消费产生的二氧化碳排放将占 全球二氧化碳排放总量的 20%. 而在欧盟,煤炭的生产和消费目前均呈下降趋势.但是随着老发电厂被淘汰和对煤炭需求的 不断增长,在2005 年至

2030 年期间,欧盟将需要新增约

860 吉瓦的发电装机容量;

新型煤 炭技术的采用以及国内石油和天然气储量(尤其是天然气储量)的不断下降,将使煤炭消费 越来越具有吸引力;

根据欧洲委员会的预计,到2030 年煤炭的产量将高出目前的水平. 鉴于这些预测,中国和欧盟都认识到,需要大幅提高发电能效和改进清洁化石燃料技术.欧盟2007 年春季峰会呼吁建立 必要的技术、经济和监管框架,力争在

2020 年以前,向市场 推广环保的碳捕获和储存 (CCS) 技术. 中国业已深刻认识到,提高能效,从而降低燃料使 用和排放量同样势在必行:在中国政府制定的 十一五 规划(2006 年至

2010 年)中,其中 一项主要目标就是,从2005 年至

2010 年期间,将能耗强度(单位 GDP 的一次能源需求) 降低 20%.本报告评估了在中国和欧盟实现这些目标的可行方案和现已出台的政策,然后介 绍为实现双方与煤炭相关的目标展开更广泛深入合作的情况. 技术上的备选方案 由于煤炭是一种含碳量高的燃料,而且在采用燃煤发电、供热或供冷时,对该燃料燃烧所释 放能量的捕获效率低,因此,在所有主流发电站中,燃煤发电站的每千瓦时二氧化碳排放量 最高. 技术和政策上加强,能够减少二氧化碳排放,如: ? 提高燃烧效率;

? 提高对释放能量的利用率;

? 捕获排放物. 提高燃烧效率 第2页,共20 页 世界各地燃煤电厂的燃煤效率都不尽相同.如图

1 所示,平均来看,主要煤炭消费国(如中 国和印度)的发电站效率都较低. 图1:主要煤炭消费国燃煤电站的燃烧效率(百分比) 资料来源:Graus 等人 (2007). 目前粉煤燃烧 (PC) 电厂的效率水平在 30-37% 之间.不过,临界粉煤燃烧 (PC) 电厂这一新 技术正在逐渐推广,该技术可提高蒸汽的温度和压力,从而使能效提高到 37-43%之间.新 一代 粉煤燃烧 电站,即超超临界电站有望使能效水平提高到 50% 以上 (Dresdner Kleinwort, 2007). 技术发展的第二项成果是整体煤气化联合循环 (IGCC)发电,使煤炭气化而不是粉碎,然后 将其用于联合循环(类似于现代化的燃气发电站).这意味着整体煤气化联合循环 (IGCC) 电站的能效大约能达到 38-43% 的水平 (Dresdner Kleinwort, 2007). 麻省理工学院 (MIT) 表示, ...目前,在采用二氧化碳捕获技术发电方面,整体煤气化联合循 环(IGCC) 是首选方案.因为据估计,该技术的成本低于采用带捕获技术的粉煤发电成本. 然而,无论是 IGCC 还是其他煤炭技术,都还没有与碳捕获和储存 (CCS) 技术结合的实例可 言(MIT,2007). 欧洲开展研究的方向主要体现了这一看法,他们预料: ……如果二氧化 碳减排势在必行,IGCC 将是最佳的技术 (Minchener 和McMullan,2007). 但这与中国所走的道路有所不同,中国的研发工作主要集中在开发超超临界机组(粉煤)而非IGCC 超临界机组上.中国国内 80% 的工程都采用了前一种技术. 第3页,共20 页 无论是从长期还是从短期来看,大力推广高能效燃煤发电站对气候安全和能源供应安全都具 有非常重要的意义.将燃煤发电站的平均能效标准从 (中国)低水平的30% 提高到(欧洲)中等水平的30%,再 提高到 50% 以上,这样一来将大幅减少需要开采、运输和燃烧的 煤炭量. 提高能源利用率 除了提高煤炭燃烧的实际能效之外,还可以通过更多捕获所释放的能量来提高能效.目前应 用最广泛的技术是热电联产 (CHP),现在还可以把能量用于制冷,因此也称为热电冷三联供 电厂.CHP 使燃烧产生的热量能够得到充分利用,而不是通过冷却塔或循环冷却水体直接释 放到大气中. 最新设计的 CHP 正在投入使用,例如沸腾流化床燃烧器 (Bubbling Bed Fluidized Combustor),其效率水平约介于 80-90% 之间(Tzimas 等人,2007).位于芬兰 Rauhulahti 的一个运营设备的效率出力达到 85%.它还可以利用泥煤、木屑、石油、煤炭等各种燃料运 行(芬兰技术创新局,2007). CHP 已在中国和欧盟的部分地区得到广泛使用.2001 年中国的装机容量为