能源类型及使用方式的变化，映射着人类社会的发展。在经济高度发达、日益重视环保的时代，清洁低碳的可再生能源迅速发展，逐渐替代高污染、高碳的化石能源。但是我国能源禀赋以煤炭为主，在今后相当长的一段时期内，以燃煤为主的发电结构不会发生根本性改变。如何清洁高效地利用化石能源，具有十分深远的现实意义。
近日，记者在2017中国电机工程学会年会上采访到国家电网顾问、中国工程院院士黄其励，请其就煤炭的高效清洁利用发表观点。
高效低碳 助力能源转型升级
环境问题和能源安全倒逼战略转型，以及全球能源技术创新下的多元化趋势，共同推进了我国能源体系加速变革。“十九大报告多次提到能源问题，我归纳为一句话，就是要加速能源转型。”黄其励对记者说。“简单来说，能源转型就是由低效向高效、高碳向低碳、污染向清洁、单一向协调利用转化。我们国家能源利用效率约为33%，与世界先进水平相差十几个百分点，节能空间和技术发展潜力很大。能源转型有两大主力，一个是化石能源的清洁化和低碳化，二是清洁能源的规模化和全额消纳。”
当前，世界化石能源消耗占全球能源消费总量的81%，燃烧化石能源产生的二氧化碳占人类活动碳排放总量的四分之三，是导致气候变暖的重要因素。黄其励认为，人类发展至今，化石能源有不朽的功绩，结合我国实际，煤炭一直是最主要的一次能源。但是量变到质变，在本世纪的能源转型时期，煤炭是“老革命遇到新问题”，它应该面对新挑战、扮演新角色、承担新责任。
“我国60%的煤炭用于发电，燃烧产生的二氧化碳和二氧化硫排放量世界第一，清洁、低碳发展势在必行。这就要求，以煤炭为主的能源应尽量高效化和清洁化利用，清洁煤将成为今后的发展重点，关键是如何用一种巧妙、创新、跨界的方法进行融合，实现清洁能源替代。高效、低碳、绿色的能源体系是能源转型的核心。”黄其励分析。
注重兼容 完善小机组灵活性改造
近年来，我国清洁能源装机的比重逐步上升，电源结构不断优化，但在今后相当长一段时期内，我国以燃煤为主的能源结构不会发生根本性改变。高效和低碳，成了能源转型期出现的高频词。
黄其励介绍：“现在我国已经拥有世界上台数最多、总容量最大的超超临界火电机组，对降低煤耗、高效利用煤炭发挥了重要作用。”黄其励强调，“要特别注意电源结构问题，要确保有一定比例的调峰机组容量。用户的用电负荷是反应需求变化的曲线，为了满足用户的用电需求，必须有基荷机组、腰荷机组和尖峰负荷机组的合理、科学组合，来满足用户日益增长的个性化用电需求。参照国外发达国家的经验，为了满足用户的用电需求，和支撑不稳定的风电和太阳能发电的发展，必须要有总装机容量10%以上的调峰机组，比如抽水蓄能发电站、燃气轮机发电站等。”
黄其励提出，火电机组应重视高效、环保，进入灵活运行的新阶段，应利用其自身优势实施灵活性改造。他为记者举了个例子：一台60万千瓦火电机组的金属重量约在5000吨左右，加上各种保温材料总量是很大的。利用它们的温度和热容量的受控变化，可以当成一个很大的蓄热池；另外通过自动化和智能系统改造，让机组能够在70%以下的负荷安全运行，经过适当的灵活性改造，甚至在30%负荷的情况下仍能安全运行，就能起到应有的调峰功能。因此高效、低碳、清洁、灵活运行，是今后一段时期火电机组所必须具备的功能。
“还有一个需要注意的问题，过去社会上不太重视自备电厂和地方电站的机组管理，它们主要用来满足企业自身的电力需求，而不承担社会责任，不注重环保，没有什么治理措施，实际上是污染的大户，是环保工作的盲区。我建议，要加大对自备电厂和地方电站机组的改造力度，让它承担与大型火电厂一样的社会责任和提高清洁发电水平，实现高效、低碳、低污染排放，并且也要并入电网，接受电网统一调度，满足企业和社会两方面的需求。它们要加强技术进步和必要的技术改造。”黄其励说。
物尽其用 发挥煤炭资源属性
黄其励认为，煤炭既是能源又是资源，但现在人们往往只注重其能源属性。如果把煤炭的两个属性用好，首先发挥它的资源优势，后发挥它的能源优势，综合利用其本质特点，将会取得更好的效用。
谈起煤炭的资源属性，黄其励解释说：“煤炭是一种非常宝贵的物质，作为能源，可以通过燃烧释放能量。但更主要的，煤炭是一种资源。组成煤炭的成分有碳、氢、氧、氮、硫等，这些都是煤化工的原料。煤化工可以使煤转化为气体、液体和固体产品或半成品，代替石油化工，所以它是一种非常重要的资源。”
黄其励向记者介绍说：“过去我们发电主要靠煤炭，我们可以预计，二、三十年之后，发电主要靠清洁能源，比如风电、水电、核电、太阳能发电等。发电任务由清洁能源来完成，而煤炭主要作为资源使用。比如把煤气化，经过化学处理最终变成汽油、甲烷、乙醇、甲醇等。我国石油对外依存度63%左右，可以利用煤炭的资源属性，为石油安全做贡献。煤炭作为重要化工原料使用，提高其附加值，提高经济增加值。如果能实现煤炭清洁高效利用和新型节能技术并重，明确煤炭作为资源使用的目标，我觉得煤炭算是物尽其用了。”
