采暖和蓝天可否兼得 成本是瓶颈

■我们的记者赵广利

这几天，北京的朋友们又举办了一场“朋友圈杯霾”大赛

“在朋友圈拍摄的照片中，烟雾在哪里爆炸了？雾霾不仅有很高的暴露率，而且有很好的暴露例子。”

“根据达尔文的进化论，随着空气污染的加剧，未来人类进化最快的部分是...鼻毛。”

“糟糕的空气会影响下一代的形象吗？答案是肯定的，因为许多人在约会时看不清楚对方。”

从11月26日到12月1日，北京迎来了“今年最严重的空气污染过程”。特别是12月1日，北京许多地区出现空气质量指数“超标”现象，能见度不到200米。在这一天，生活在北京的人们几乎可以用一张灰色的图片来代表在北京的任何地方——不仅*广场、紫禁城和鸟巢在人们的眼中“消失”，而且北京的许多标志性建筑，如*电视台大楼，也“成功启动”。

笑话结束后，只剩下一个希望:等待风的到来。

12月2日晚，北风如期而至，带来了一个清新干净的北京。随后，环境保护部公开表示，它已经找到了雾霾的“罪魁祸首”:燃煤和工业排放，这两种排放导致冬季以来污染物排放量迅速增加。

许多人感到困惑:北京的六个区不是都已经实现了燃气供暖吗？“疗效”怎么样？

在北京，取暖用煤越来越多，很难保证安全。

随着北方进入采暖期，我国许多地区(尤其是华北和东北地区)进入高雾霾期。监测数据显示，冬季是我国空气污染相对集中的时期。全国重点地区各省(区、市)采暖期PM2.5平均浓度比年平均浓度高出20%左右。特别是在北方地区，进入采暖期后，受季节性燃煤影响，污染物排放量急剧增加。

为了应对雾霾天气，许多城市在供暖方式上采取了改进措施。北京近年来一直在实施燃煤锅炉清洁能源改造，目前清洁能源约占80%。今年，全市六个区基本实现无燃煤锅炉。

然而，北京这次遭受的“阴霾”并不比以前少。相反，烟雾持续的天数和空气质量指数超过了历史同期的水平。

同济大学环境科学与工程学院教授蒋大河在接受《中国科学报》采访时表示，北京的雾霾非常严重，可能会受到更广泛污染源的影响。

“气象条件的变化可能导致区域污染浓度达到峰值。就像北京的严重雾霾，它不像污染源突然上升高于前几年，但即使北京，天津和河北减少生产能力，污染物仍然可以传播从山东，江苏，山西，河南，安徽和其他地方由于气象条件。北京的积压创造了一个新的高峰。”蒋大河告诉记者，北京的雾霾在26日开始恶化，到11月29日仍保持在原来的水平。相反，在11月30日和12月1日，PM2.5的浓度上升到新的峰值。“我认为可以怀疑来自山东、山西、河南和安徽的污染物向北转移并影响了北京。”

蒋大河告诉记者，在11月26日至29日的天气条件下，PM2.5难以清除，易于运输和积累。

河北、山东等地的雾霾成因不小，与燃煤供暖有关。换句话说，燃煤污染物的积累和运输与北京的严重雾霾密切相关。

近日，环境保护部组织了对北京、天津、唐山、廊坊、保定、沧州等京津冀大气污染防治核心区域散煤清理的专项监管。检查发现，煤质不达标仍是焦点问题之一。环境保护部随机抽取10家集*热企业和7家储煤质量不符合非电力行业标准。

根据住房和城乡建设部城市建设司的一位负责人的说法，供暖只是压缩空气质量的最后一根稻草。从表面上看，供暖会产生烟雾，但根本原因是供暖结构和消费模式不合理。中国北方大部分地区的城乡建筑供暖都依赖于煤炭，并且有大量的劣质煤。城市综合体和农村住宅建筑中使用的独立小锅炉数量较多，污染物排放量较大。

成本是煤炭清洁利用的瓶颈。

目前不可改变的事实是，中国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，每年消耗约40亿吨标准煤。煤炭仍*国能源结构的65%~70%。

资源禀赋决定了中国煤炭工业的出路在于煤炭的清洁高效利用。自今年两会以来，“煤炭清洁利用”已广为人知，备受关注，如何加快发展和有效利用洁净煤已成为关注的焦点。

一般来说，煤的“清洁”主要是指从煤中去除灰分、硫等有毒有害元素，一般要经过洗煤、脱硫和脱硝两个技术步骤。否则，这些有害物质会在高温下被氧化，一旦进入烟气，就会变成污染物，再净化的成本会更高。

在蓝天的几天里，“亚太经合组织蓝”和“游行蓝”令人印象深刻。然而，在这些短暂的北京阴霾背后是煤炭和废气排放限制。中国工程院院士曹湘洪在接受《中国科学日报》采访时曾指出，要解决煤炭利用中的污染问题，不仅要“限煤”，还要把发展洁净煤作为一项关键措施。

据曹湘洪介绍，在中国的煤炭消费结构中，大中型火力发电厂和其他“大型煤炭用户”每年消耗约80%的煤炭，而剩余的20%被小型锅炉或居民用于餐饮和取暖。

“‘大煤炭用户’使用的煤炭相对集中，因此更容易控制其污染。为此，我们应该在清洁利用技术的帮助下，重点治理“大户”使用的煤炭污染曹湘洪说，通过使用IGCC技术，发电厂的尾气已经达到接近零排放的清洁水平。

与传统的燃煤发电技术相比，整体煤气化联合循环(IGCC)电厂具有理论发电效率高(实际值因系统不稳定，个别电厂的优劣相差很大)、空气污染物排放低等特点。因此，IGCC也被业界视为洁净煤发电技术的关键和希望，煤炭的“救世主”，并有望“曲线救国”。

然而，尽管IGCC的前景几乎没有受到质疑，但其高昂的成本却引起了争议。据一位不愿透露姓名的知情人士透露，尽管IGCC电厂目前不稳定，甚至同一家电厂在不同时期的效率也有很大差异，但IGCC面临的最大障碍仍然是成本。

华能天津“绿根”电站示范工程位于天津滨海新区临港工业区，是中国第一座也是唯一一座IGCC电站。根据国家财经新闻网的报道，目前华能IGCC电站的投资估计已经达到每千瓦13000-14000元。目前，IGCC电厂上网电价一度在0.5元左右，但电价成本接近0.9元。据华能内部人士透露，IGCC电厂不仅补偿固定资产折旧，还补偿可变成本，“基本上每月损失1亿元”

谷歌在2007年提出了“可再生能源”的愿景，希望通过开发技术使可再生能源比煤便宜。然而，随着IGCC洁净煤技术的发展，“碳>热”却出乎意料地“实现”了相反的方向，即如果未来燃煤发电采用IGCC技术，那么燃煤发电将比可再生能源昂贵得多。

据了解，华能天津绿色发电的发电成本是风力发电的两倍，接近太阳能光伏发电。美国两座最新的IGCC发电厂的成本比绿色发电高出几倍。根据这一趋势，“碳>稀土”有点讽刺意味。

中国科学院大气物理研究所研究员王在接受《中国科学报》采访时表示，在煤炭的清洁利用方面，已经开发了许多脱硫脱硝技术，其中一些技术非常成熟。然而，这些技术受到成本和其他因素的限制，没有得到很好的应用。

“环境保护意味着成本增加，这对于大型企业来说可能是负担得起的，但对于更多的小型企业来说却不是。”王告诉记者，许多小企业知道他们会走自己的路。“为什么？他们也没办法。高成本可能是一个无法逾越的障碍。”

替代煤炭、地热供暖还是机遇

煤炭的清洁利用有一个瓶颈，找到另一种方法就是替代它。

早在今年5月，国务院副总理张在京津冀及周边地区大气污染防治合作机制第四次会议上就强调，要大力推进控煤工作，一手抓减煤，一手抓散煤置换。

冰岛首都雷克雅未克目前是世界上最干净的首都之一。然而，很难想象在20世纪90年代，雷克雅未克的天空也笼罩在烟雾之中。1970年，雷克雅未克意识到99.8%的房子是由地热系统加热的，整个城市90%的能源来自地热。2008年，雷克雅未克成为国际知名的环境友好型城市的标杆。

中国地热物理学会地热专业委员会主任、中国科学院地质与地球物理研究所研究员庞忠和在接受《中国科学日报》采访时表示，冰岛成功的地热供暖模式在中国也有一个模式，位于河北雄县，离北京不远。

庞忠和说，“雄县地热城”是中国科学院地质与地球物理研究所与中国石化绿源公司科研合作的成果之一。利用“大规模岩溶储热”地热资源，实现大规模城市供热，建设无烟城市，是国家示范工程。它是河北境内为数不多的绿色之一，被称为“雄县模式”。

“地热能是我们正在涉足的财富。京津冀地区地热资源丰富。如果开发用于冬季供暖，它可以解决一些减少烟雾的问题。”庞忠和告诉记者，地热供暖技术并没有受到阻碍，而且随着浅层地热产业规模的形成，成本也将下降。

今年11月，北京地勘局和北京地热研究所在通州西吉地区钻探了该市第三口水温92℃的地热井，出水量超过预期。据估计，如果西吉地区的地热资源得到充分开发，将足以清洁和加热300多万平方米的建筑物。北京市*的领导们希望新的北京*办公楼能够用地热能加热。

同样，北京第二个机场的建设也明确表示，未来将使用地热供暖。

“习主席*在巴黎气候会议上承诺到2030年减少碳排放，这也对我们提出了要求。现在雾霾如此严重，我认为地热能源的推广需要加强。”庞忠和告诉记者，浅层地热无处不在，现在该行业正以每年10%以上的速度增长。

“我们已经算好了账单，”庞忠和说。“中国的地热能作为一个整体——包括浅层热能、热液热能和深层热能——如果全部使用的话，每年应该可以使用超过10亿吨标准煤。”目前，中国每年的能源消耗约为40亿吨标准煤。替代10亿吨标准煤的概念意味着20%以上的能源是清洁能源，空气污染将减少近四分之一。

"在国家的帮助下，这是值得的。"庞忠和指出，地热资源虽然不是取之不尽、用之不竭的，但只要前期调查评估工作到位，设计到位，开采量得到合理控制，就可以实现可持续利用。

姜志海地图学

专家意见

中国工程院院士曹湘洪:

为了解决煤炭利用中的污染问题，我们不仅要停止“限煤”，还要发展煤炭的清洁利用。

中国地热物理学会地热专业委员会主任庞忠和；

地热能是我们正在踏上的宝藏。我国许多地方地热资源丰富。如果开发用于冬季供暖，它可以解决一些减少烟雾的问题。

环

气候会议前“不喜欢”煤炭

当地时间11月18日，英国能源和气候变化大臣安珀·拉德宣布了英国新能源发展方向和能源政策。英国*计划到2023年限制燃煤电厂的使用，到2025年关闭所有燃煤电厂。

目前，煤发电占英国电力的近三分之一。联合国*间气候变化专门委员会(IPCC)在其2014年的报告中称，煤炭消费增加导致的二氧化碳增加加剧了全球温室效应。与此同时，煤的燃烧会产生二氧化硫和其他有毒化学物质，不仅威胁人类肺部健康，还会导致建筑物的结构性损坏和海水酸度增加。根据一些计算方法，煤电厂比核电厂排放更多的放射性物质。

“对于像英国这样的发达经济体来说，依赖污染严重且已有50年历史的燃煤发电站是不令人满意的。燃煤发电站不是未来。我们需要建设新的能源基础设施，以适应21世纪。”陆克文说。

“我们希望确保英国拥有安全、充足和可用的能源。这些是家庭和企业现在和将来可以依赖的东西。英国正在解决投资不足和发电站老化的问题，并以可靠、高效的发电站取代，以减少碳排放。”陆克文在新闻发布会上说。

除了英国*，一些发达国家也在采取行动。今年8月，奥巴马宣布了他称之为应对气候变化历史上“最伟大、最重要”的一步——清洁能源计划的最终版本，该计划将减少美国对煤炭和电力的依赖，同时进一步开发风能和太阳能等可再生能源。这也是2014年11月奥巴马访华时中美联合发表的气候声明中的承诺。据估计，为了实现这一目标，数百座燃煤发电站将被关闭。

此外，加拿大安大略省也在2014年宣布，该省的所有燃煤电厂都已关闭，这相当于700万辆汽车停止运行，对环境有更大的改善作用。

然而，“告别煤炭”的能源支出将超出印度和非洲等发展中国家的承受能力。贫困还危及发展中国家居民的生命，经济增长缓慢甚至会拖累其*在能源问题上做出改变。

值得一提的是，在此次气候大会上，中国再次承诺在2030年将单位国内生产总值的二氧化碳排放量比2005年减少60%~65%，在2030年将非化石能源的比例提高到20%左右，在2030年左右将化石能源消费的二氧化碳排放量达到峰值，在2030年将森林储量比2005年增加45亿立方米。(赵露在网上整理)

地热能有潜力

在可再生能源家族中，地热是地球内部唯一的能源。我们的地球正处于它的“全盛时期”，它的核心温度高达4500℃，所以它的能量是巨大的。由于人类使用的热量非常少，地热能通常可以在相同的时间范围内回收，因此地热能是一种可再生能源。此外，地热能是一种清洁能源，基本上不会污染大气或排放温室气体。

尽管地热能具有巨大的潜力和明显的优势，但受技术发展水平和政策的制约，它在能源结构中的作用仍然很小。

然而，地热能源有望在未来发挥巨大作用。近年来，国际能源机构和*间气候变化组织牵头制定了世界地热能技术路线图，充分肯定了地热能在未来能源构成中的重要地位。

地热能分为三种主要类型:浅层热、热液热和干热。其利用方式包括发电和直接利用。考虑到技术差异，国际能源署的路线图仅包括水热能和干热能开发。根据目前的评估结果，水热地热能的电力资源为每年45亿焦耳(或12500兆瓦时)，相当于2008年世界发电量的62%。每年直接利用的地热资源量为1040EJ，相当于289000兆瓦时，是2008年全球热能使用量的6.5倍。

此外，干热岩地热资源开发潜力巨大。尽管全球总量尚未评估，但美国和中国的数据显示，这一数字也将是天文数字。根据麻省理工学院的评估报告，美国在3.5 ~ 7.5公里的深度和150~250℃的温度下有大约1330×104EJ的巨大热源。这些资源中只有2%得到开发，相当于2006年美国一次能源消耗的2600倍。

目前，世界上有78个国家使用地热能，其中27个国家有地热发电厂。截至2010年，全球地热发电装机容量为10.7千兆瓦，全球地热直接利用装机容量为50.1千兆瓦，约为地热发电的5倍。以1995-2010年为例，世界直接利用地热能的增长率达到13%，其中浅层地热能贡献很大。目前，这一增长率仍保持不变。

中低温地热发电技术在中国历史悠久，积累了丰富的实践经验。20世纪70年代初，中国先后在广东的丰顺、山东的招远、辽宁的熊岳和江西的文堂建立了实验性地热发电站。这些地热区的热水温度较低，属于中低温地热。其中大部分采用一次性扩容发电，只有江西文堂采用两相循环。目前，已建成30多年的广东丰顺地热电站仍在运行。(赵露摘自并编辑了《科学与技术先驱报》，但有删节)

中国科学新闻(2015-12-04，第四版真相)