河北治霾随记(7)治霾,要讲经济学,要顾及能源安全

陶光远/中德可再生能源合作中心执行主任

2017-01-24 19:43

字号
在培养欧洲能源管理师时,对一个提高能效(即节能)的工程进行优劣的评价时,有三个最重要的判据:
1、经济性;
2、能源安全;
3、环境保护(减少污染物排放)和气候保护(减少二氧化碳等温室气体的排放)
同样,对于治霾,这三个判据依然有效,不能偏废。
过去,中国在发展经济时,强调了经济性,而忽视了环境保护和气候保护;而今天,在强调治霾时,有些地方往往容易冲动,忽视经济性和能源安全。
治霾的经济性评价标准很简单,就是你投入了多少钱,减少了多少污染物的排放,即投入单位资金减少的污染物排放——包括初期投入和运行投入。
作为政府,清醒的投入应该是:优先选择那些投入单位资金能获得最大污染物减排量的项目和措施,这样可以使用有限的治霾投入,最大限度地减少污染物的排放,获得最好的治霾效果,即实现所谓的事半功倍。反之,就会事倍功半。
遗憾的是,各地政府做治霾措施时,鲜有这种分析报道。而有些政策或技术措施,投入单位资金的污染物减排量明显很低。
我们还以燃煤锅炉煤改气为例
一台35吨(即每小时生产35吨蒸汽)的燃煤锅炉,每年折合全负荷运行4000小时。以下三项改造措施,达到同样的污染物超净排放效果:颗粒物<5毫克/立方米,二氧化硫<35毫克/立方米,氮氧化物<50毫克/立方米;改造的初始投入和运行费用(不是精确的计算,但数据的误差不至于导致结果的颠覆)大致为:
- 如果改为低氮燃烧天然气锅炉,需要投入10,000,000元左右;但生产每吨蒸汽的能源成本提高100元左右,每年增加的蒸汽生产成本为:
35吨蒸汽/小时x4000小时/年x100元/吨蒸汽 = 14,000,000元;
初始投入加5年增加的生产成本就是80,000,000元。
- 如果给燃煤锅炉加装超净烟气处理系统,则需要对烟气净化设备投入约15,000,000元,生产每吨蒸汽的运行成本提高不到10元,每年增加的蒸汽生产成本不到:
35吨蒸汽/小时x4000小时/年x10元/吨蒸汽 = 1,400,000元;
初始投入加5年增加的生产成本就是22,000,000元。
- 如果改为煤粉炉+超净烟气处理系统,则需要对煤粉锅炉改造和烟气净化设备投入约36,000,000元,但因为减少了约20%的煤耗,节煤收益与烟气净化设备的运行成本抵扣后,生产每吨蒸汽的运行成本还减少了10元,每年减少的蒸汽生产成本为:
35吨蒸汽/小时x4000小时/年x10元/吨蒸汽 = 1,400,000元;
初始投入减去5年节省的生产成本就是29,000,000元
不过锅炉的运行寿命很长,如果考虑10年的运行周期,则煤粉锅炉改造+超净改造是最划算的。
显然,在环境效益相同的情况下,煤改气的经济效益最差,差很多。
篇幅所限,就不再举例了。
今后各地的治霾工程,应该加上一条环境治理投入经济性的评价指标,即:投入单位的初始资金和一定年限的增加运行费用(如1亿元),每年可以减少多少吨污染物(如颗粒物、二氧化硫或氮氧化物)的排放。
只有加上经济性的评价,才能用有限的资金,实现最大的环境改善收益。不然的话,钱也花了,力也出了,改善不大,人民群众不满意,上级领导不满意,自己也窝心。
如果治霾工程还有提高能效的收益,甚至有可能变成在通常的投资回报期内盈利的项目,那么治霾投入的回报在核算上可以部分或全部由节能收益补偿,那么单位大气污染物的减排的成本就会大大减少甚至可能为零!也正如前所述,提高能效是治霾的关键。可以使得有限的资金投入发挥的治霾作用成倍扩大。
下面,我们来看能源安全的问题。
能源安全是国家安全不可或缺的重要组成部分。
中国的煤炭资源储藏丰富,主要是自产,不仅无能源安全之虞,而且国内煤炭生产能力过剩。
为了大力治霾,中国有专家认为燃煤不清洁,因而提出了大规模用天然气替代燃煤。2015年12月,由于装载进口液化天然气的船没有及时靠岸卸气,京津冀部分地区天然气供应出现短缺,工业用气不足导致京津冀使用天然气的大批企业停工。凸显了进口天然气的不安全性。
为了提高天然气供应的安全性,很多国家有天然气储备,德国就有大约能满足三个月用量的天然气储备,而京津冀地区的储备能力很有限,因为采暖季用气量远大于非采暖季,因此冬季经常闹“气荒”,而建设液化天然气的储备能力,需要巨额投资。
然而中国是人均石油和天然气资源都很匮乏的国家。中国现在耗费的原油,超过60%需要进口;耗费的天然气,超过30%需要进口。因此,如果大规模使用天然气来替代燃煤,则中国的天然气消耗势必更加依赖进口。
但是,油气资源对进口的依赖性越大,能源供应也就越不安全。另外,天然气可以替代石油,作为机动车燃料,而且是清洁的机动车燃料。如果将大量的天然气用来替代煤炭,则也间接威胁到石油供应的安全性。
能源供应的安全性非常重要,历史上有很多例子。
说远一点儿,二次世界大战期间,日美开战,或多或少是能源安全引起的。日本本国没有石油资源。上世纪三十年代,谢家荣(解放后任国家地质部总工程师,中国科学院学部委员,文革初期因不堪忍受人身侮辱而自尽)首先在世界上提出了陆相沉积可能有大油田的理论。日本人知道了这个理论,却没有在东北找到石油。日本人虽然从德国人那里学了煤变油的费-托合成法技术(即前不久神华在宁夏建成的煤制油的方法),但工业制造水平远不及德国,直到1943年,才在锦州建成了一个日产100吨合成油的装置。而那时德国已经达到日产1万多吨合成油的总规模了。在日本1937年全面侵华的三年之后,美国着手对日本进行石油禁运。一旦没有了油,日本海军就要瘫痪了,日本陆军在华就失去了机动能力和运输补给能力,空军也就失去了作战能力。如果军队规模小于中国军队的日军,退回到骡马时代,与中国军队作战,后果可想而知。于是,日军孤注一掷,对美国发动突然袭击,后来的事情就是众所周知的了。
1973年和1980年的两次石油危机,对整个西方国家的经济和社会,造成了巨大冲击,直接引起了西方的经济衰退。人们对此至今记忆犹新。
而进入本世纪后,发生的两次乌克兰天然气管道输送危机,对欧洲的经济和社会再次产生重大冲击,在一些依赖于乌克兰天然气管道供气的国家,甚至造成了冬季冻死人的后果。德国为了从俄罗斯进口天然气运输通道的安全保障,不顾波兰的反对,与俄罗斯合作,建设了波罗的海海底天然气输送管道。
前几年,西方国家决定就乌克兰内战制裁俄罗斯,但德国立即宣布,与俄罗斯的能源合作(即石油和天然气进口)排除在制裁范围之外。
在美国,为了保证石油供应安全,美国长期限制在美国内开采作为战略储备的原油资源,直到发现了大量的页岩油和页岩气。
英国在北海油气资源枯竭的情况下,不惜花费巨资,建设预订电价不菲的核电站,而不是建设燃气电站或从欧洲大陆进口电力,主要原因也是顾虑进口能源供应的安全。英国的电力供应连欧洲大陆都不愿意依赖,可见英国多么重视能源供应的安全。
德国与中国近似,也是一个富煤贫油的国家。因此,一直将煤炭作为国家的主要能源。在上世纪六十年代治霾一直到本世纪初,都没有将煤改气作为治霾的主要措施。直到本世纪初,因为气候保护,实施能源转型,为了达到在2050年基本退出化石能源的目标,才计划将化石能源的消耗削减。但是,替代化石能源作为主力能源的,将是可再生能源——风力和太阳能为主,而不是同为化石能源的天然气。
在本世纪初,中国著名交通运输专家王德荣教授在谈到中国铁路发展的时候,说了这样一句话:“中国是一个人均贫油的国家。电气化铁路是唯一不使用液体燃料的大规模交通运输方式,所以中国必须大力发展电气化铁路。”所以,中国今天大力发展电气化铁路,特别是电气化高速铁路,与其说是交通运输发展战略的决策,不如说是更多的是能源发展战略的决策。
上述这些事实都在说明,能源安全,对一个国家非常重要,关键的能源供应要尽可能依赖国内,少依赖于进口,更不要说进口的天然气很大程度上来自于政治不稳定的中东,且在海上运输通道上没有绝对的制海权。
中国治霾,如果不重视能源供应的安全性,大规模地依赖供应安全性脆弱的进口天然气,则一旦天然气供应出了问题,后果不堪设想。你能想象在一个严寒的冬季,中国北方供暖所依赖的天然气供应突然中断,该如何应急?
而燃烧天然气依然有污染物——氮氧化物的排放,烟气需要进行净化处理;按单位热值计,天然气的价格是煤炭的4倍左右,不过这是烟气处理技术和经济性的问题,已经在前面讨论过了。
既然:大规模煤改气威胁能源安全,经济性很差,在环境方面和气候保护方面的优势不大。为什么还要大规模地搞煤改气呢?

何继江批注:以陶光远先生看来,中国治霾的短期策略是把煤清洁化利用,中远期是用风能太阳能等可再生能源替代化石能源,以天然气替代煤炭,经济性不好,对国家能源安全也无益。
责任编辑:王昀澎湃新闻报料:4009-20-4009   澎湃新闻,未经授权不得转载
关键词 >> 雾霾,能源,煤,德国,东北,能源安全

相关推荐

评论(6)

热新闻

澎湃新闻APP下载

客户端下载

热话题

热门推荐

关于澎湃 在澎湃工作 联系我们 版权声明 澎湃广告 友情链接