世界今熱點：地球碳中和之“煤灰餅王”：眉飛色舞探無霾

近期地球大氣層中的二氧化碳濃度再攀新高，2022年中已經達到 421ppm，而人類活動的碳排放量還在不斷增長，全球社會能源環境相關板塊2022年碳排放超過375億噸二氧化碳。2021年，在不包括LULUCF（土地利用、土地利用變化和林業排放）的基礎上，全球溫室氣體排放初步估計為528億噸二氧化碳當量。2022年全球煤炭總產量83.2億噸，比2022年78.88億噸增長5.4%，創歷史新高。國際煤價在“去煤化”與“去煤化糾偏”之間來回掙扎并劇烈震蕩。國內外煤市價格飛漲——“煤超瘋之眉飛色舞”頻現：國際動力煤方面，全球基準煤價——澳大利亞紐卡斯爾港（NEWC6000大卡）2022年動力煤全年均價每噸358美元，動力煤現貨一度沖破每噸483.5美元歷史高點。歐洲ARA6000大卡動力煤2022年均價271美元/噸，2022年3月10日突破462美元——達到了近一個世紀以來的新高。南非RB動力煤價指數（6000大卡）2022年均價274美元/噸。國內動力煤方面，2021年10月18日，環渤海動力煤漲至2600元/噸，送達至某些電站爐口則綜合煤價.標煤已逾3500元/噸——度電煤耗之燃料成本超出1元RMB?；葑u預測未來全球煤市一動力煤價格將從2022年歷史高點回落，煤價持續堅挺但低于2022年——預測2023年澳大利亞紐卡斯爾港（NEWC6000大卡）動力煤價格指數在每噸280美元左右（低于2022年每噸358美元的均價），進而伴隨著國際碳稅新熱浪及“去煤化”再度登堂入室——預計2024年國際市場動力煤價格為每噸250美元，2025年每噸200美元，2026年每噸180美元，2027年每噸150美元。業界預計未來5年（2023—2028）全球煤炭年產量“野馬脫韁”，全球煤炭年產量峰值逼近90億噸。研究發現，全球涉煤產業鏈全行業全年溫室氣體排放總量大于200億噸二氧化碳當量（排放峰值逼近234.56億噸）。

2022年中國大陸地區溫室氣體排放達到了140.93億噸二氧化碳當量，占全球總排放量的27%以上，遠遠超過了排在第二位的美國。2022年中國大陸地區生產原煤45.6億噸，全年進口煤炭2.9億噸，2022全年煤炭能源消費量30.3億噸標準煤（增長3.3%）——超越2014年，中國大陸地區煤炭消費正在迎來新一輪峰值。由于煤炭開發利用過程中產生的碳排放是中國大陸地區碳排放的主要來源，約占全國能源環境相關板塊碳排放總量的60%。中國大陸地區2030年“碳達峰”溫室氣體排放約150億噸二氧化碳當量，控煤降碳勢在必行！中國鋼鐵行業全年煉鐵煉鋼總產量已逾10億余噸，為從容應對國際碳稅起見，亟待實施新能源戰略轉型，“3060.鋼鐵雙碳”未來清潔能源國外進口——實施“綠氨”替代煉焦煤（澳煤），勢在必行！此外，澳大利亞昆士蘭州峰景礦優質煉焦煤平倉價從2020年11月每噸97.25美元的低谷暴漲至2022年3月18日每噸670美元的峰值，中國鋼鐵行業廣泛推廣采用“氨氫能源.氫能煉鋼”新工藝還有助于平抑國際優質煉焦煤的非理性煤價狂漲潛在風險！

全球煤市當前正在迎來輝煌歲月——此輪“黑金時代”（2019—2035），年開采八九十億噸原煤，每年粉煤灰與爐渣棄物其排放總量約在20億噸級。粉煤灰是指燃煤電廠以及煤矸石、 煤泥資源綜合利用電廠鍋爐煙氣經過除塵器收集后獲得的細小飛灰和爐渣。煤粉電站鍋爐通常每噸煤就會產生二三百公斤粉煤灰。粉煤灰有著良好的物理、化學性能和利用的價值，因而成為一種“二次資源” 。粉煤灰中的C、Fe、Al及稀有金屬可以回收，CaO、SiO2等活性物質可廣泛用作建材和工業原料，Si、P、K、S等組分可用于制作農業肥料與土壤改良劑，其良好的物化性能可用于環境保護及治理。因此粉煤灰又被譽為“預先開采的礦藏”，美國把粉煤灰列為礦物資源的第七位，從粉煤灰中回收提取鋰、鈾U、釷Th等新能源材料具有很好的發展前景。2014年美國國會要求能源部進行“煤炭中經濟回收稀土元素”可行性研究，預計到2025年開展大規模部署。西方某些發達國家已把粉煤灰作為提取各類金屬的原料，某些粉煤灰可能富集鍺、鎵、鈾、鎳、鉑、釷等稀有元素，由此可見煤灰實則“金屬色澤萬般艷麗”。粉煤灰含Fe2O3一般在4%～20%，最高達43%，當Fe2O3含量大于5%時，即可回收。Al2O3是粉煤灰的主要成分，一般含17%～35%，可作寶貴的鋁資源。粉煤灰中還含有大量稀有金屬和變價元素，如鉑Pt、鍺Ge、鎵Ga、鈧Sc、鈦Ti、鋅Zn等。 美國、日本、加拿大等國已進行了大量開發，并實現了工業化提取稀土元素、鋰、鉑Pt、鍺Ge、釩V、鎳、鈾U、釷Th、鍶 Sr...........

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中國粉煤灰排放驚人，已成工業固體污染之首。近年來中國內地每年直接燃燒40多億噸原煤，產生10多億噸煤灰（85%為粉煤灰/15%為爐渣），加上歷史存量則接近二百億噸煤灰需要實施綜合環境治理。 據統計，2022年中國大陸地區粉煤灰排放量近9億噸（未來峰值達10億噸級），位居世界第一。專家評估發現，國內高鋁粉煤灰中，氧化鋁潛在資源總量達數百億噸。

國內現存200多億噸煤灰中，硅、鋁、鐵的氧化物占85%；鈣、鎂、鈉、鉀、硫，還有As、Cu、Zn等微量元素與重金屬：銅、銀、鎵、銦、鐳、鍶 Sr、鈧、鈮、釔、鑭、....鎘、鉛、砷、硒、鉻、鎳......，以及釷、鈾等核燃料元素物質。從粉煤灰中可以回收金屬稼Ga、鉬、釩V、 Fe、Al、Ti、Ge鍺、U、釷Th、鐳Ra等........，還能提取二氧化硅和氧化鋁白炭黑、粉煤灰瓷磚、高強纖維、功能陶粒、陶瓷纖維、合成礬土、新型耐火材料碳化硅、玻璃陶瓷等，空心微珠做填料，高爐渣粉煤灰制備礦渣纖維保溫材料。

2009年末，國家環保部等七部委出臺《關于加強重金屬污染防治工作的指導意見》，提出重點防控鉛、汞、 鎘、鉻和砷這五種重金屬。2009年中國煤炭消費量超過30億噸，其中電力行業耗煤超過了一半，燃煤火電行業粉煤灰年產量達到了3.75億噸，相當于當年中國城市生活垃圾總量的兩倍多。粉煤灰污染已成為中國最大的單一固體污染源。 “綠色和平”估算，中國燃煤火電行業2009年排放的粉煤灰中，含有鎘358.75噸，鉻10054.25噸，砷9410噸，汞4.25噸，鉛5345.5噸，總計約2.5萬噸。粉煤灰絕非惰性固體廢棄物。儲灰場中的重金屬向自然水環境遷移， 從而對地下水、江河湖海造成嚴重的污染。日本法律規定粉煤灰中的重金屬需作去除處理，粉煤灰（飛灰80%與底灰20%）與爐渣分開收集及合理處置。汞以氣態出現在煙氣中，鉛與鎘以氣固兩相出現，鉛在底灰中居多，鎘在飛灰中居多（80%）。其他重金屬則在飛灰、底灰與爐渣中。粉煤灰目前在中國內地依然被作為一般性產業固體廢物治理，燃煤火電廠利用現有的政策法規漏洞，甚至直接違反相關規定，進一步加劇了粉煤灰對環境的污染。燃煤火電廠貯灰場的隨意排放不僅規模巨大，同時還產生了粉煤灰成分（重金屬、放射物質）污染、空氣污染、水污染、土壤污染、人體健康危害以及地質災害等多個方面的環境破壞和社會影響。煤灰中重金屬含量過高： 銅是土壤的7-28倍，砷是土壤中的23-158倍，鎘是土壤的20-70倍，鉛是土壤的2-150倍，汞沒有土壤的數據。此外，放射性也明顯高于土壤（鈷高含量），廢煤灰的放射性元素含量至少要比原煤高二到五倍——原煤中的鈾平均含量為3mg／kg。對內蒙古準格爾燃煤電廠的研究表明，92.2%的鈾經燃燒后進入了飛灰和底灰（均為固體燃煤 產物，前者被除塵器捕集）。（燃煤）炭渣土——粉煤灰不應盲目施用于農田。

從循環利用角度來看，粉煤灰是名副其實的“天餅礦產”。廢煤灰的放射性元素含量至少要比原煤高二到五倍。對內蒙古準格爾燃煤電廠的研究表明，92.2%的鈾經燃燒后進入了飛灰和底灰（均為固體燃煤產物，前者被除塵器捕集）。國內煤炭年產量高達四五十億噸，中國煤中的鈾平均含量為3mg／kg，在某地富鈾煤中檢測到的最高值達25660mg／kg，煤粉燃燒后形成粉煤灰，煤中原有的放射性元素鈾會富集于粉煤灰中，因此粉煤灰中大量的鈾可代替鈾礦成為一種很好的鈾資源。全世界原煤礦物的鈾儲量估計至少在1～2Mt，是一種潛在的鈾資源。早在20世紀50年代初，布朗(K.B.Brown)等人開始研究從美國達科他州的含鈾褐煤中提取鈾，制定了低溫灰化、酸浸出和清液萃取的流程，最終可以由此而生產出“黃餅鈾”及電站用核燃料棒。

河南平頂山礦、湖南漣邵煤礦、重慶松藻煤礦、新疆伊犁煤礦、云南干河煤礦、蒙自煤礦、建水煤礦和臨滄煤礦其煤炭含鈾高達百萬分之25至90以至更高。外蒙煤炭灰份平均含鈾量高達百萬分之57，湖北某地石煤樣品的灰分中含鈾高達百萬280。中國“碳達峰”之前每年原煤消費約四五十億噸，即使按照黃文輝唐修義提供的最低平均含鈾量，一年也有一萬二千噸鈾，如果按照新疆禁采標準的百萬分之五十含鈾量算，有二十萬噸鈾。如果內蒙煤炭比想象的含鈾量更大，通過燃煤散發的鈾也許比二十萬噸更加多得多。

循環流化床“CFB低溫燒透”有利于廢煤灰綜合利用（國標“粉煤灰”不包括循環流化床鍋爐燃燒收集的粉末），國內新一輪“粉煤灰綜合利用循環經濟熱潮”正在到來。據相關專家估計，CFB循環流化床電站燃煤鍋爐其粉煤灰年排放量已超過1億噸。 循環流化床電站鍋爐（CFB）很適合從含鈾褐煤的煤灰中回收提取鋰、鈾U、釷Th等新能源材料。

原煤實質上本身即為泛油氣能源與新能源（核燃料）的自然載體。煤炭分級與分質轉化綜合利用是現代煤化工的一種“傳統”與“新型”的結合形式，現代煤化工可以讓原煤實現比“動力煤”高出十倍乃至百倍的高附加值，從而助力煤炭清潔化利用的深度轉型。光熱儲能、新型核能技術、循環流化床電站鍋爐（CFB）及其超臨界工業蒸汽，能讓現代煤化工更加映射出“紅粉佳人”的美姿，且還能將散焦粉、蘭炭、石油焦、低質低值煤、可燃塵泥等可燃廢棄物以及農林生物質資源轉變為清潔燃料新型能源戰略儲備，比如替代天然氣SNG、氨、甲醇、LNG、成品油等，推動“天餅礦產”煤灰全額回收綜合利用并進而提取鋰、鈾U、釷Th等新能源材料。光熱儲能與新型核能技術，讓現代煤化工與生物質基能源化工綻放異彩。新型核能技術（裂變核能）可以讓核燃料能源經濟取得比“水堆核電（含國際第三代核電）”技術路徑高出數十倍乃至數百倍的項目利潤！

研究發現，煤.灰.色.舞.探無霾——全球煤炭年消費總量完全可以降低到18億噸標煤以內（每年實現百億噸級降碳—二氧化碳），且所排放的二氧化碳還能通過CCUS等碳捕集技術實現全球碳產業全質利用——比如未來燃料，如SAF可持續航空燃料等，讓全球煤基能源真正實現“近零碳”。

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