长期以来,煤炭作为南京市最重要的能源品种之一,对南京市经济快速发展起到了重要支撑作用。但大规模使用煤炭也对生态环境造成了严重的破坏。党的十八大以来,大力推进生态文明建设独立成篇,将生态文明建设纳入中国特色社会主义“五位一体”总体布局和“四个全面”战略布局,生态文明建设进入了新的发展时期。2017年初,江苏省出台《江苏省“两减六治三提升”专项行动实施方案》,作为子方案之一的《江苏省削减煤炭消费总量专项行动实施方案》为全省减煤工作提出了明确的时间表。在减煤背景下,南京市坚决贯彻落实中央关于生态文明建设重大决策部署和省委省政府相关要求,深入开展“263”专项行动,多措并举开展减煤工作,加快调整全市能源消费结构,全力打好污染防治攻坚战和蓝天保卫战。经过全市上下两年多的不懈努力,南京市煤炭消费量较2016年有明显下降,能源结构得到优化。
一、南京市煤炭消费现状
(一)煤炭消费量稳步下降
2016
年,南京市规模以上工业煤炭消费量3371.37万吨,处于历史较高水平。2017年开始,南京市贯彻落实“263”专项行动,规模以上工业煤炭消费量扭转了之前波动增长的态势,开始步入下降通道。2017年规模以上工业煤炭消费量3190.09万吨,较上年下降5.4%,净减少181.28万吨。2018年在2017年的基础上煤炭消费量继续下降5.7%,净减少181.11万吨,为3008.98万吨。以2016年为基数,2017年2018年两年合计减少煤炭消费362.39万吨,相当于梅山钢铁公司一年的煤炭消费量。
(二)煤炭消费结构优化
从行业看南京市煤炭消费主要集中在石化行业、钢铁行业、水泥行业和电力行业。根据这些行业的生产特点和煤炭用途,南京市消费的煤炭大致可分为五类,分别是原料煤、炼焦用煤、公共电厂用煤、自备电厂用煤和其他燃料煤。原料煤、炼焦用煤、自备电厂用煤和其他燃料煤又统称非电行业用煤。总体来看,2016年以来南京市煤炭消费结构优化明显,煤炭消费向省调电厂集中,2018年省调电厂发电用煤比重较2016年提高3.7个百分点,达52.8%。其他各类煤炭消费总量和比重均均较2016年下降。
1.原料煤
原料煤是指不做燃料、动力使用,而作为生产非能源产品的原料使用的原煤。南京市的原料煤消费主要集中在化工行业,通过煤化工设备消费原料煤以生产合成气。合成气是成品油加工过程中的一种重要原料,南京市作为国内重要的原油加工基地,近年来随着国内油品升级步伐的加快,对合成气的需求也逐步增加。此外精细化工产业的发展也会引合成气、合成氨、辛醇等产品需求量增长。煤炭是我国东部地区较为经济的制气、制合成氨、制辛醇原料,原料煤的始终存在。目前煤制气、制合成氨、制辛醇技术已经比较成熟,减少原料煤消费量主要途径是削减相关产品产量。2017年以来,通过控制相关产品的产量,南京市原料煤消费量从2016年的362.46万吨下降到2018年的309.96万吨,降幅14.5%,原料煤占比从10.8%下降为10.3%,下降明显。
2.炼焦用煤
炼焦用煤是钢铁企业自炼焦炭所使用的洗精煤。南京市的南京钢铁与梅山钢铁均为年生铁产量在700万吨以上的大型钢铁企业,在炼铁过程中需要使用大量焦炭,而炼焦的主要原料是洗精煤。由于自炼焦炭品质好、成本低,因此钢铁企业偏好于选择自炼焦炭,由此产生了对洗精煤的巨大需求。焦炭产量与炼焦用洗精煤消费量呈较强的线性相关关系,目前南京市每生产1吨焦炭需要消费洗精煤1.5吨左右,通过改进工艺减少炼焦用煤的空间有限,减少自炼焦炭才能有效减少炼焦用煤。2017年以来,钢铁企业在市场向好的背景下,增加外购焦炭替代自炼焦炭,焦炭外购量从2016年的258.52万吨增长到2018年的472.50万吨,自炼焦炭量从403.01万吨下降到331.21万吨,外购焦比重从39%上升为59%,相应的炼焦用洗精煤消费量从585.33万吨下降为491.81万吨,降幅16.0%,炼焦用煤占比从17.4%下降为16.3%。
3.公共电厂用煤
电厂用煤指燃煤电力机组在发电及供热过程中使用的原煤。2018年底南京市共有省调公共燃煤电厂7家,另有1家市调公共燃煤电厂。近年来受益于“西电东送”区外来电增多,且天然气发电量有所增长,省调电厂燃煤发电量从2016年的384.36亿千瓦时降为2018年的329.90亿千瓦时,用煤量从1653.68万吨降为1589.82万吨,降幅为3.9%,低于原料煤与炼焦用煤降幅,占比从49.1%上升为52.8%。市调电厂已于2018年开始煤改气工程,至2018年底已不再消费燃煤。
4.自备电厂用煤
自备电厂是企业为了满足自身生产用气、用电等需求建设的发电厂。在过去电网供电能力有限时,企业发展自备电厂有重要作用,但目前电网供电能力已经显著增强,部分老旧、低效的自备电厂已经开始关停。2018年底,南京市有自备燃煤电厂4家,较2016年减少了一家,2019年底又关闭了一家。自备燃煤电厂发电用煤量从2016年的378.93万吨下降为2018年的332.35万吨,降幅12.3%,占比从11.2%下降为11.0%。
5.其他燃料煤
其他燃料煤指除了用于原料、炼焦、发电(供热)以外作为燃料使用的煤炭。这部分煤炭绝大多数由高耗能企业用作燃料使用,一小部分是非高能耗企业零散的作为燃料使用
高耗能企业使用其他燃料煤主要集中在钢铁行业和水泥行业。钢铁行业在炼铁环节中使用原煤作为燃料。钢铁行业生铁产量从2016年的1480.98万吨增长至2018年的1612.24万吨。但得益于在烧结工序与高炉工序中使用焦炭替代原煤,在生铁产量增长的情况下原煤消费量不升反降,从2016年的238.91万吨下降至2018年的181.90万吨。水泥行业在烧制水泥熟料的过程中使用原煤作为燃料。水泥行业水泥熟料产量从2016年的787.31万吨增长至2018年的909.54万吨。但得益于兰炭、石油焦等替代能源的使用,在水泥熟料增长的情况下原煤消费量也出现下降,从2016年的122.72万吨下降到2018年的97.32万吨。此外石化行业和电力行业的高耗能企业除原料、发电(供热)用煤外,还有少量零散用煤。
零散使用的其他燃料煤中,随着近两年南京市燃煤锅炉整治工作的完成,消费其他燃料煤的企业从2016年的近60家锐减至2018年的6家。零散使用的其他燃料煤消费量从2016年的6.35万吨锐减至2018年的1.04万吨。
二、南京市主要减煤措施
自《江苏省“两减六治三提升”专项行动实施方案》出台以来,两年间南京市共减煤362.39万吨,其中非电行业减煤298.54万吨,超额完成江苏省下达的减煤目标,有力推动了南京市能源结构优化。为削减煤炭消费总量,南京市各级政府与重点用煤单位通力合作,通过政策引领、优化工艺路线、提升能效、能源替代、提升煤质等方法,减煤成效显著。
(一)政策引领,扎实推进减煤工作
减少煤炭消费量是贯彻落实生态文明建设要求、推进高质量发展的重要举措,各级党委、政府高度重视,综合运用行政、法律、经济、信息等多种手段推动煤炭消费总量持续下降。两年来南京市各相关部门紧密协作,通过煤炭消费指标与污染物排放指标挂钩,严把煤质入口关,加强对高耗煤企业用电管理,推进减煤项目建设与能源结构优化,实施减煤指标红、黄、绿灯预警机制等政策措施,全面推进煤炭消费总量控制工作。各区紧盯辖区内企业减煤任务目标,下沉企业积极跟进减煤进度,实时掌握减煤动态,倒排工期,挂图作战,确保了减煤工作扎实推进。
(二)工艺优化,降低高耗煤工艺比重
降低生产过程中传统的高耗煤工艺比重是减煤的有效措施。近两年,钢铁行业通过减少高耗煤工艺的比重,减煤效果明显。钢铁行业中高炉炼铁工序和焦炉炼焦工序是两项的耗煤工序。对于高炉炼铁工序,若能减少高炉炼铁再炼钢的长流程钢铁生产路线,提高废钢使用量,就能有效减少煤炭消费量。据中钢协测算,提高钢铁行业废钢消耗比例,每少生产一吨铁水,可减少耗煤量0.7吨。2016年下半年开始,随着地条钢产能退出,废钢资源大量积蓄,价格下降,钢铁行业废钢利用不断增加。2018年主要企业吨钢废钢利用量超过150千克,较2016增加了60%以上,减少了铁水产量与煤炭消费。对于焦炉炼焦工序,通过外购焦炭替代自产焦炭是最直接有效的减煤手段。如上文所属,2018年钢铁行业外购焦比重较2016年提高了20个百分点,节煤近百万吨。
(三)技术进步,提升煤炭利用效率
对高耗煤企业而言,提高煤炭使用效率不仅是推进生态文明建设的重要举措,更是降低成本、提高综合竞争力的内在要求。南京市已经完成对35蒸吨/小时及以下燃煤锅炉的淘汰工作,煤炭消费集中在少数大型企业,煤炭利用效率一直保持国内先进水平。近两年,虽然受到环保限产、开工不足等不利因素的影响,但高耗煤企业还是实现了煤炭利用效率的进一步提升,主要耗煤产品单位产品能耗下降。与2016年相比,2018年铁矿烧结工序单位能耗下降2.5%,炼铁工序单位能耗下降1.3%,吨水泥熟料综合能耗下降5.1%,燃煤发电煤耗下降0.9克标准煤/千瓦时。
(四)能源替代,减少煤炭使用场景
高耗煤企业结合自身工序特点,使用替代能源减少煤炭消费。电力行业中,近两年南京市共关闭3座燃煤电厂,2018年规模以上工业发电量中,天然气与生活垃圾、余热余压、风力等新能源发电比重已达22.1%,较2016年提高了4.4个百分点,天然气发电和新能源发电在一定程度上对燃煤发电形成了替代作用。光伏发电量也迅速增长,据电力部门反馈,2018年南京市光伏发电量超过2亿千瓦时,较2016年增长1倍以上,节约煤炭超6万吨。此外,钢铁行业在焦炉炼焦工序和高炉炼铁工序,使用焦炭与兰炭替代一部分原煤,并增加外购焦炭以减少炼焦煤的使用。水泥行业在熟料烧制工序使用兰炭与石油焦与原煤混合燃烧减少煤炭用量。化工行业外购煤化工的中间产品甲醇减少煤炭用量。
三、减煤面临的主要问题与挑战
(一)原料煤消费有增长压力
南京市原料煤消费主要集中在江北新材料科技园片区与金陵石化片区,生产的合成气、合成氨与辛醇等产品主要是供园区内企业使用,是园区内产业链中的重要环节。除非短期内煤化工行业技术出现较大突破,减少单位产品煤耗,否则原料煤消费量与相关产品产量高度相关。目前若减少煤化工产品产量,将会一定程度上影响园区内下游企业的原料供应及原料成本。
此外,近几年由于煤炭产能过剩、油品消费增加、天然气供需矛盾增大、煤化工领域技术升级加快等因素并存,市场整体对煤化工产品的需求量有所增长,相关企业的生产积极性较高,煤炭消费有增长压力。2019年上半年原料煤消费量达到166.74万吨,同比增长11.9%,为减煤工作增加了压力。
(二)炼焦煤压缩空间有限
近两年钢铁行业通过增加外购焦炭的方式减少了大量炼焦煤消费量,外购焦比重从2016年的39%上升为2018年的59%,到2019年上半年更是达到67%。根据对南京市重点钢铁企业的调研情况,由于外购焦炭的品质整体上低于企业自炼焦炭,目前外购焦炭比重已经接近极限,继续增加外购焦炭比重将对后续的烧结以及高炉工序造成较大的影响。因此通过增加外购焦炭比重来减少炼焦煤消费量的空间已经不大。而自炼焦炭工艺早已成熟,单位焦炭所消耗的煤炭下降空间也非常有限。因此在钢铁企业正常生产的情况下,炼焦煤消费量的继续下降空降有限。
(三)自备电厂转型难度大
随着电网的供电能力不断增强,企业因缺电而建自备电厂的情况在南京市已经不存在。而电厂除了供电以外,还兼具供热功能,高品质且稳定的热力供应正是目前个别企业保留自备电厂的原因。化工企业所在园区虽然建有公共供热管网,但公共电厂往往无法提供化工企业所需的部分高压蒸汽。同时由于用气企业不断增加,“蒸汽荒”现象也时有发生,部分化工装置一旦断气,有可能造成严重的安全生产事故。目前仍在经营的自备电厂均为大型石化企业配套自备电厂,均采取热电联产的运行模式,优先保证生产用热。在这种情况下,贸然关停自备电厂,将对企业生产造成较大冲击。此外,即使公共供热管网可以满足企业对热力的需求,但公共管网替代企业自备电厂的接续工程设计复杂,建设周期较长,短期内也难以减少自备电厂用煤量。
(四)水泥熟量产能退出缓慢
目前全国范围内水泥需求增长放缓,但产量仍呈现增长态势,去产能工作压力依然较大。水泥行业去产能只有宏观政策支持,落地可操作的退出政策缺失,导致行业过剩产能退出进度缓慢。对南京市而言,近两年来水泥行业重点用煤企业数量并无变化,主要用煤产品水泥熟料的产能也没有减少。水泥行业用煤量的减少主要是通过错峰生产、提高煤炭品质和使用替代燃料来实现,并没有实质上去产能。
四、后期减煤前景展望与建议
南京作为传统的工业城市,对重工业依赖较大,新材料产业园地区、金陵石化及其周边地区、梅山钢铁及其周边地区是主要的重工业基地,也是主要煤炭消费地区。由于煤炭是此类企业生产不可或缺的基础能源,因此南京市要摆脱对煤炭的依赖,只能从根本上转变高度依赖重工业的产业结构。尽管南京市近年来出台了一系列政策、法规,计划搬迁现有的重工业企业,但考虑到这些企业对地方经济的贡献、对周边产业的带动,以及搬迁的高额成本,搬迁将是一个长期而艰巨的任务。短期内削减煤炭消费量仍要从现有企业中挖掘潜力,为此提出以下意见:
强化减煤目标约束。
在去产能、去杠杆的背景下,控制煤炭消费量具有较好的宏观形势。各级政府应当坚持绿色发展理念,严守生态红线,在经济面临下行时保持政策定力,继续强化减煤目标约束,严控新增用煤项目,严格落实节能提效、结构优化、能源替代等各项措施,加强对用电用煤企业的分类指导,促进长江经济带集约高效绿色发展。
加快煤炭减量替代。
替代是最直接有效的减煤手段。建议在电力行业加快开发新能源发电能力与跨区输电基础设施建设,在水泥行业通过水泥窑协同处置垃圾、污泥
等,在钢铁行业提高废钢利用比例,增大天然气供应,多管齐下减少煤炭使用场景。
深入实施产业减煤。
应当加大对现有用煤企业中
存在的落后产能与过剩产能的清退力度,对超期服役的燃煤机组尽快停运,对过剩的炼焦、熟料产能逐年退出。应当通过环保标准倒逼过剩产能和落后产能退出,加大对退出企业的财政、金融扶持机制。
加快推进节煤改造。
应当在石化、钢铁、电力、水泥等重点用煤行
业加快推动施燃煤锅炉节能环保综合提升工程和焦化、煤化工、工业窑炉煤炭清洁高效利用改造工程,通过管理提升、设备治理、运行优化等措施不断提升煤炭高效利用水平。