《能源超限战》连载145：大挑战、大机遇（十一）

（思进注：因俄乌冲突，虽然一年多了，能源问题依然几乎每天刷屏，各类分析更是众说纷纭，注意到有些分析是事实的陈述、逻辑自洽；不过，好些判断则可能失之偏颇。恰好在近10年前由我策划，和庞忠甲先生合著的《能源超限战》（2016年06月01日出版）分析了能源问题的方方面面，特别是结论点出：“人与动物的差别不在于对工具的利用，更在于对能源的利用。一直以来，能源危机之说虚虚实实。石油和矿物燃料告罄有日，而新能源尤其是非常规油气资源的发展，却使得当代能源危机成为一个伪命题”……现在看来毫不过时，那就从2022年07月06日开始，特选摘其中部分内容，和大家分享……）

新世纪能源展望——中国之页

（接上）关于煤炭资源开发与利用

近年中国煤炭产量上去了，但技术装备和管理水平相当落后，全国采煤机械化程度不到50％；为数相当多的小煤矿，技术手段和开采方式尤其落后，难以保障安全经济运行；仍旧存在资源综合利用率低、煤炭开发带来的生态环境问题日趋严峻等问题。而煤炭主产地与需求地的交通距离过长，直接造成国内煤炭产品物流成本高昂。

中国煤矿事故频繁，矿工死亡率是美国的百倍以上，已成不可承受之痛。2001至2010十年间，矿难死亡人数达48191人（同期美国煤矿矿难死亡人数为328人，印度为1001人）。近年情况有了改善，但事故总量仍然偏大。继2011年煤矿事故死亡人数首次降至2000人以内，2012年煤矿事故死亡人数再次下降至1500人以内。2012年煤矿百万吨死亡率0.374，首次降到0.5以内，同比下降33.7%；总体上呈逐年下降的趋势，主要因为中国对生产安全越来越重视，并关闭了大批不具备安全生产条件的小煤矿；但中国安全管理的技术较之西方发达产矿国起步相对较晚，当前中国工矿行业信息化水平仍然较低，适用于矿井下的信息技术、电子信息产品及产业化水平非常落后，不能满足工矿安全生产、灾害预警、应急救援等需求，传统通信网络难下井、井下应急调度指挥难通知到人的情况时有发生。

中国煤矿资源极为浪费严重，目前资源回收率仅在40%左右，小煤矿回收率只有15%左右，可以比拟为“猴子吃苹果”（咬一口就扔）。扔掉的煤炭甚至超过了被利用资源。这种粗放型暴殄天物的同时，精查储量却一直上不去，已知可采储量势将提前消耗殆尽。

当前形势下，早已不再容许简单重复早年粗放、肮脏、低效的利用方式，必须极大地提高开采安全经济，能量转化效率，减少环境污染，并转变为可以方便运用的其他能源形态，作为充分合理利用宝贵的煤炭资源，维持社会可持续发展的必要基本政策。

众所周知，煤炭的最佳和主要用途是转化为清洁、方便的二次能源――电力。在中国电力生产中，火电常占80％左右，其中99％以上为燃煤发电。全国煤炭总耗量的53%左右用于火力发电。如果按照现在的排放水平，随着电力需求和煤炭耗量倍增，中国环境污染势将变本加厉，中东部严重的雾霾灾害有增无减；而全球环保目标包括限制二氧化碳排放的努力，也将付诸东流。

火电行业有“10克煤耗，一代技术”之说，火电机组的先进与否，供电煤耗率是一个非常重要的考核指标。

2012年中国火力发电厂的供电煤耗率326克/千瓦小时（效率37.7%），达到了世界发达国家平均水平，但还有很大改进余地。如果按照国家能源十二五规划要求，在2015年下降到323克/千瓦时，按规划的社会用电量6.15万亿千瓦时计，每年可节省1845万吨标准煤。

提高常规火力发电效率以节约燃料的重要途径是采用超高蒸汽参数（进入汽轮机的蒸汽压力和温度）。将蒸汽参数提高至水汽密度等同的临界点以上，即超临界状态。超临界火电机组的典型参数为24.1MPa/538℃/538℃，大容量机组的供电效率可达40%。供电标准煤耗率在310克/千瓦小时左右。

近年发展成功的超超临界发电（Ultra supercritical power generation ，USPG），主蒸汽压力为25～31MPa，主蒸汽和再热蒸汽温度为580～610℃；热效率比超临界机组的高5%左右；供电标准煤耗可低至270克/千瓦小时。

超超临界机组已广泛应用于世界上许多国家，最大容量达到130万千瓦（美国，1972年投运），最高效率已经达到49%（丹麦，2001年投运），研发和应用该技术较好的国家主要有美国、日本、德国、丹麦等。运行数据表明，超超临界机组可以同样实现很高的可靠性。

欧洲正在执行“先进煤粉电厂（700℃）”的计划，即在未来的15年内开发出蒸汽温度高达700℃的超超临界机组，主要目标有两个：使燃煤电厂效率由47%提高到55%（采用低温海水冷却）或52%（对内陆地区和冷却塔）；并降低燃煤电厂的投资价格。美国和日本也将蒸汽温度为700℃的超超临界机组作为进一步的发展目标。

2006年以来，中国开始发展超超临界机组。截至2013年1月3日，已有59台100万千瓦级超超临界机组投产，新蒸汽初温为600℃左右。

中国于2011年6月24日正式启动700℃超超临界燃煤发电技术研发计划。

如果一台100万千瓦等级的燃煤机组采用超超临界技术，供电煤耗270g/kWh，比同容量超临界机组的煤耗减少40克/千瓦小时，按年运行5500小时计算，节约标煤22万吨/年，同时SO2、氮氧化物、粉尘等污染物以及CO2排放将大大减少。采用超超临界燃煤发电技术对于节约资源消耗、保护环境、实现可持续发展具有重要意义。

超超临界燃煤发电技术代表着中国火电的主流发展方向。

燃煤火力发电的另一发展方向是“整体煤气化联合循环”（Integrated Gasification Combined Cycle），国际习惯简称IGCC。

IGCC是国内外公认的先进煤炭发电和综合利用应用技术，也是今天世界上高效清洁燃煤火力发电的最高境界。（待续）

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