2013年全國74個城市中有71個城市大氣存在不同程度超標現(xiàn)象，平均達標天數(shù)比例為60.5%，京津冀區(qū)域13個地級及以上城市達標天數(shù)比例僅為37.5%，霧霾天氣呈現(xiàn)頻發(fā)性、全國性態(tài)勢，越來越嚴重。
霧霾形成的重要原因之一是煤炭、石油等化石能源的使用已成為共識。為治理大氣污染，目前國內(nèi)很多地方開出了壓減燃煤、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)的藥方?！?/span>天津市2012—2020年大氣污染治理措施》和《天津環(huán)境保護“十二五”規(guī)劃》要求，在一次能源消費結(jié)構(gòu)中，爭取到2020年煤炭消費比重控制在40%以下，天然氣消費比重提高到23%以上。按照市政府的統(tǒng)一部署，天津市“十二五”期間將徹底淘汰中心城區(qū)和濱海新區(qū)核心區(qū)供熱燃煤鍋爐，通過熱電聯(lián)產(chǎn)和燃氣供熱替代燃煤，淘汰163座燃煤供熱鍋爐房。
以氣代煤的做法值得肯定，畢竟清潔能源占比提高是大勢所趨，此舉必將加快能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的步伐。鍋爐房改造后沒有了儲煤場和灰渣場，“烏煙瘴氣”的環(huán)境也不見了，供熱站的占地面積也減少了。前景很美好，但空氣質(zhì)量的提升要有長期謀劃和打持久戰(zhàn)的精神，“煤改燃”工程需要綜合考慮以下幾個重要因素循序漸進，采取先小后大，先零后整方式最為穩(wěn)妥。
一、氣源問題
兵馬未動，糧草先行，氣源就是這場系統(tǒng)戰(zhàn)役的根本保證。我國天然氣儲量并不豐富，僅占全球常規(guī)天然氣儲量的1.7%，且新發(fā)現(xiàn)和探明的天然氣儲量中致密砂巖氣占的比重越來越大，不易開采。頁巖氣和煤層氣等非常規(guī)天然氣資源的開發(fā)尚處于起步階段，產(chǎn)量難以在短期內(nèi)大幅增長，這是我國天然氣面臨的自然限制。專家預測，2015年我國燃氣供應(yīng)總量為1310億立方米，消費量可達2310億立方米，除按計劃進口之外還有270億~300億立方米的缺口。
天津天然氣消費量為每年26億立方米，預計到2017年，天然氣消費需求將達200億立方米。例如煤改燃工程中的火電機組燃煤改造，按照方案，將在2014年底前，重點完成對陳塘熱電4臺機組煤改燃工作；2017年底前，完成靜海熱電廠3臺機組、軍糧城發(fā)電公司4臺機組的煤改燃工作。然而陳塘熱電廠兩臺已改造完畢的燃氣機組卻因為氣源問題，只能靜靜地呆在新建廠房內(nèi)。電廠的兩臺燃氣機組正常運行的話，每年需要天然氣接近19億立方米。也就是說，陳塘熱電廠一個廠就會用掉天津市絕大部分的燃氣配額。按照原規(guī)劃，在一期工程建成后開始二期工程建設(shè)，并計劃修建與一期工程規(guī)模一致的三期工程。因為氣源緊張，接下來的項目建設(shè)只能且行且看了。
煤改燃工程的的主要對象基本都是冬季供熱設(shè)備，冬季本身就是一個各類用戶用氣高峰季節(jié)，在氣源緊張，缺口大的時候，就只能采取壓工保民的措施。2013年11月12日，滄州大化的天然氣供應(yīng)暫停。從11月20日河南的中原大化也開始停工80天。烏魯木齊石化、寧夏石化、塔里木石化和蘭州石化等中石油自有企業(yè)在2013年也一樣被限氣。各地每年都有出租車排起長龍等待加氣的報道，已經(jīng)影響到百姓的日常生活。而供熱鍋爐實施“煤改燃”工程后，因為牽涉到居民生活，此類新增大負荷用氣也必須歸入必須保證供應(yīng)的范圍之內(nèi)。華北地區(qū)的氣源缺口尤為嚴重。為解決治理大氣污染的壓力，京津冀等區(qū)域都在爭搶氣源。我們的鄰居北京市，2012年天然氣消費量為92.3億立方米（其中冬季用氣就有70億立方米），年均增長85%，預計到2015年，北京天然氣需求量將達180億立方米。由于北京的地位優(yōu)勢，往年的幾次天然氣緊張年份，都是壓減天津的用氣來優(yōu)先保證北京的燃氣需求。
為解決氣源問題，天津也在積極籌措氣源，解決供需問題。天津港南疆浮式LNG碼頭已經(jīng)在2013年冬投入運行，另外也在與內(nèi)蒙古自治區(qū)商談引入煤制氣的事宜，這也牽出另外一個重要的影響因素——成本控制。
二、成本控制
 “煤改燃”工程另一影響因素是運行成本控制。“煤改燃”的成本可分為兩部分：即一次性投入和運行成本。一次性投入中燃氣鍋爐與燃煤鍋爐的本體成本相差不大，燃氣鍋爐需要管線鋪設(shè)，但可節(jié)省堆煤場和堆渣場的成本。在此僅簡單對比運行成本差異。
每千瓦時熱值的天然氣價格大約是同樣熱值煤炭價格的3-5倍。依照陳塘熱電廠測算：如按2013年的3.25元/立方米燃氣價格，燃氣發(fā)電直接成本超過0.5元/度，按上網(wǎng)電價不到0.4元/度的情況計算，電廠正常運行一年，加上設(shè)備折舊、設(shè)備維護、人員工資等費用，一年要虧損約39億元。
中國工程院院士、清華大學化學工程系教授金涌分析如果采用燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電，效率為60%，煤制天然氣的能源效率也是60%左右。從煤經(jīng)天然氣再到電能的總效率約36%，而燃煤直接發(fā)電效率可達42%—45%?？梢?ldquo;采用煤制氣+天然氣發(fā)電路線，其能源效率明顯不及煤直接發(fā)電高。另外，如引入內(nèi)蒙古的煤制天然氣還應(yīng)考慮長輸管網(wǎng)建設(shè)費以及管輸費。
天津港南疆浮式LNG碼頭已投入運行，2014年2月24日上午8：00，對外輸氣突破1億立方米，其實這個突破的日子完全可以再提前，可還是成本控制問題讓天津燃氣企業(yè)對LNG的使用不能放開手腳。2014年6月，在李克強總理和英國首相卡梅倫的見證下，中海油與英國石油公司（BP）簽署了一份LNG長期供應(yīng)框架協(xié)議，此協(xié)議折合LNG進口單價約為4元/立方米。天津居民用氣目前售價為只有2.4元/立方米。 數(shù)據(jù)顯示，中石油2013年LNG進口均價在846.89美元/噸，進口LNG虧損人民幣202.81億元。
燃氣發(fā)電的成本高于燃煤發(fā)電的成本2-3倍，燃氣鍋爐供熱也一樣帶來成本的提高。北京非居民供熱價格按不同供熱方式而有所區(qū)別，熱力集團供應(yīng)的非居民供熱價格為33元/建筑平方米•采暖季（下省略單位），燃煤鍋爐供熱為28元，燃氣（燃油、電）鍋爐為38元，為疏導天然氣價格影響，自2013年7月10日起北京市非居民供熱價格又統(tǒng)一調(diào)整為42元/建筑平方米•采暖季，借以推進清潔能源利用和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，改善大氣環(huán)境質(zhì)量，保障城市供熱安全。依據(jù)津價商[2008]285號文件，天津市居民住宅集中供熱收費標準為每平方米供熱建筑面積25元。津價商[2008]247號文件，公建每平方米建筑面積36元。燃氣鍋爐的采暖方式與燃煤鍋爐一樣，沒有任何補貼。
三、先小后大、先零后整
既然 “煤改燃”工程的推進受氣源限制和成本影響，那我們有限資源該如何利用呢？
近年來，火電、鋼鐵、電子玻璃、水泥等行業(yè)都加嚴了排放標準，《鍋爐大氣污染物排放標準》也在不久前完成第二次征求意見，為各行業(yè)的大氣污染防治提供了標準依據(jù)。2011年發(fā)布的GB13223《火電廠大氣污染物排放標準》，要求燃煤電廠達到30毫克∕立方米的煙塵排放限值；在重點地區(qū)，顆粒物特別排放限值加嚴到20毫克/立方米。天津北疆燃煤發(fā)電廠經(jīng)濱海新區(qū)環(huán)保局監(jiān)測顯示，該電廠1、2號鍋爐顆粒物排放濃度分別為14.3和13.8毫克/立方米。該公司正研究對兩臺機組爐后煙氣綜合凈化技改工程，經(jīng)過技術(shù)改造，煙囪入口煙塵排放濃度不大于5毫克∕立方米。而5毫克∕立方米的排放指標，也被稱為“近零”排放。
據(jù)統(tǒng)計，我國燃用天然氣鍋爐氮氧化物排放濃度在200毫克∕立方米以下的僅占35%， 400毫克∕立方米以下的占94%。所以《鍋爐大氣污染物排放標準》二次征求意見稿，對現(xiàn)有燃氣鍋爐氮氧化物排放執(zhí)行400毫克∕立方米，新建鍋爐執(zhí)行200毫克∕立方米。對比發(fā)電燃煤鍋爐（GB13223-2011）與天然氣鍋爐（鍋爐大氣污染物排放標準》二次征求意見稿）特別限制排放標準要求：煙塵20毫克∕立方米、SO2為50毫克∕立方米（相同），發(fā)電燃煤鍋爐的氮氧化物排放標準是100毫克∕立方米，燃氣鍋爐的氮氧化物排放標準是150毫克∕立方米。也就是說耗氣最大，投資最高的發(fā)電鍋爐的改燃，治理污染效果并不明顯，甚至可能造成氮氧化物排放惡化，氮氧化物（NOx）是直接導致我國各地陰霾天、臭氧破壞、空氣污染的重大因素。在電力、供熱、工業(yè)和居民生活燃用煤炭這幾大需要煤改燃類別中，民用燃煤設(shè)施數(shù)量極其龐大不能集中治理，其采購的煤炭硫份和灰份不能有效控制，也無從要求進行脫硫、脫硝、除塵等處理。居民生活燃煤（小型鍋爐）燃燒同樣量的煤炭，生活燃煤SO2排放約為電力燃煤排放的6.25倍，遠遠高于電力行業(yè)的排放量。
綜合所述，在現(xiàn)有氣源供應(yīng)無法快速增長、天然氣價格鏈沒有完全理順的條件下，我建議天津的“煤改燃”工程應(yīng)根據(jù)資源落實情況均衡有序推進，避免供需出現(xiàn)嚴重失衡，影響居民正常生活。宜先小后大，對小型的燃煤設(shè)施優(yōu)先改造，對大耗氣、高投入、污染可控的電廠等大型鍋爐暫緩改造；另外要推行先零后整，對無集中供熱居民采暖進行“無煤化”改造，發(fā)展“燃氣下鄉(xiāng)”，采用類似于北京等地對燃氣壁掛爐自采暖用戶進行補貼的政策，推動老百姓自行進行“煤改燃”。同時也擴大太陽能、風能等可再生能源的開發(fā)應(yīng)用。

陳壽安 《中國工程咨詢》2014年第8期