刘科煤炭 刘科:煤炭产业应像石油一样纵向整合

山西、陕西等地有时排成数十乃至数百公里长龙的运煤卡车让回国不久的国家特聘专家、"千人计划"入选者刘科既费解又伤心:"这样远距离输送能源效率太低!" 刘科曾在埃克森—美孚、联合技术公司(UTC)和通用电气(GE)等跨国公司工作,回国前担任GE全球研发中心煤气化平台负责人、首席科学家,目前任北京低碳清洁能源研究所副所长兼首席科学家。多年在石油公司工作的经历,使他在进入煤炭行业之后感触颇深。

"煤炭产业最大的浪费在于产业链条块分割,这也是我国煤炭利用率低的症结所在。"刘科近日在接受《中国科学报》记者采访时直言:"煤炭产业链的高度纵向整合是近期成本最低、效果最明显的节能减排途径。"

症结所在

对石油和煤炭这两个行业都非常熟悉的刘科认为,全世界石油工业的产业链都是集勘探、打井、生产、运输、炼制、产品销售等多个环节为一体,由几家石油巨头高度纵向整合、全盘优化,这种一条龙式的生产方式使得企业在无形中资源增长,实现利益最大、效率最优,对每一滴油都做到了"吃干榨尽"。但煤炭工业却是条块分割的,造成了极大的浪费。

比如在我国,煤炭工业的各个环节分属不同的管理部门,在涉及煤炭整体利用的问题上缺乏协调配合。而除了少数大型国企,煤炭产业链也仍然处于条块分割状态,无法像石油工业那样统筹规划,实现资源的最佳配置。

例如,在石油工业中,下游的炼化环节往往亏钱,但石油公司可以通过上游的开采使得企业整体赢利。

类推到煤炭行业,刘科认为电厂和化工厂的联产在效益和减排等各方面都有很大优势。这样纵向整合之后,虽然煤价、电价、化工产品价格都在不断波动,但煤炭公司整体应对风险的能力将更强,总可以"东方不亮西方亮",立于不败之地。

"而且,只有形成产业链之后才有资金不断投入技术优化,使整个产业链效率最高。"在能源企业工作多年的刘科指出,"不管是从市场经济的角度,还是从产业本身的特征,能源产业都要通过高度纵向整合不断做大做强。"

一组研究数据也证实了产业链整合的经济和环境效益。北京低碳清洁能源研究所通过和美国阿贡国家实验室以及美国最大的EPC公司Jacobs的合作,对煤炭利用全生命周期进行分析后发现,如果现有煤炭产业链的能效提高一个百分点,每年能减少二氧化碳排放量约为2009年风能和太阳能产业对二氧化碳减排贡献总和的11倍还多。

"我国煤炭产业链纵向整合可以节能5%~6%,要想用更少煤耗获得更高的GDP,只能依靠产业链整合实现效率提升。"刘科说。

壁垒何在

国际大石油企业的经验表明,企业只有纵向整合才能生存发展,但全世界煤炭工业都面临的一个难题就是如何打造成高度纵向整合的大企业。

"解决这个问题需要从体制和技术两方面入手。"刘科指出。

体制上,他认为,对煤炭产业链进行高度纵向整合应先从大型煤炭企业着手。一般来说,大型煤炭企业涉及煤炭的勘探、生产、运输、发电等方面,具备纵向整合的产业技术。以其为试点,尝试用石油工业的模式,统筹规划,延长资源产品链,提高资源加工深度和产品附加值。

技术上,北京低碳清洁能源研究所研究发现,我国煤炭利用存在两大缺陷,一是没有充分利用高挥发分煤中类似石油的组分,而是将其直接燃烧;二是没有合理利用煤的组成特性,典型的表现是使用高品位能量来完成低品位能量可以完成的过程,造成巨大的能量损失。刘科建议采用煤炭分级炼制工艺,让不同品位的能源各得其所。

另外,我国70%以上的煤用来发电,因此优化电厂系统、提高电厂储能技术也急需完善。

由于没有燃气轮机用以调峰,我国80%的调峰都依靠火电厂。刘科认为,可以适当发展多联产,在夜间用电低谷时生产化学品,把能量以化学能的形式储存下来。

但多联产虽然在理论上优势很多,实际操作却困难重重。"这里面不仅仅是行业壁垒,还有技术壁垒。"刘科说,煤电和多联产的结合要求一个项目同时整合煤炭工业和电力工业,但这两者却属于完全不同的学科体系,人员的教育背景也完全不同,难以沟通。

这种技术壁垒在电厂设计中同样存在。随着环保要求的提高,电厂不断加入脱硫、脱氮、脱碳等工艺,昔日电厂单一的燃烧过程越来越像一个大"化工厂"。但是,这些新工艺只能以"打补丁"方式出现。

刘科举例说,美国一家火电厂1975年耗资4亿美元建立;到了1979~1981年耗资5900万美元加入粉尘控制系统;到2002~2003年,为了脱氮,又增加了4.9亿美元;而到2009年,为了脱硫,又增加了12亿美元的投资。

而我国也同样存在这样的情况,一方面,在环保形势的倒逼下,电厂不断以"打补丁"的方式扩建;另一方面,IGCC这样一步到位的设计却得不到认可。

"现在大家都热衷于‘打补丁’,却忽视了如何一步到位设计现代化电厂。最佳设计方案可能逼得我们不得不去考虑IGCC和多联产,但是现在这方面研究还很欠缺,需要进一步探讨。"刘科说。