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煤化工要走绿色发展之路.docx

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煤化工要走绿色发展之路.docx

煤化工要走绿色发展之路作者本刊评论员20130701富煤、缺油、少气是我国能源的基本特点。发展煤化工,提高煤炭利用效率,对减少我国能源的对外依赖、改善我国的能源结构具有重要战略意义,为我国能源产业的转型发展提供了新的路径和增长点。从十一五开始,在政府规范和推动下,拥有资源的煤炭企业以及国有大型能源企业、民营企业都纷纷介入煤化工领域。煤化工产业呈现快速发展势头,目前的投资规模已上万亿元,仅批准建设的大型煤化工示范项目就达15个。在高油价背景下,新型煤化工的比较优势明显。我国煤炭资源丰富,煤化工发展潜力很大。对于国内大型煤炭和石化企业,煤化工更成为拓展产业链、实现结构调整的重要增长点。目前我国煤制烯烃、煤制乙二醇等新型煤化工技术已经取得突破,进入产业化阶段。但煤化工产业要想具有竞争力,必须解决好节能、提高资源利用率和环境污染的控制问题。如巨大的耗水量和巨量的二氧化碳排放就是煤化工发展必须解决的两大难题。我国已经是世界上最大的二氧化碳排放国,按国家发改委规划的发展规模,煤化工每年将产生2亿吨以上的二氧化碳。这将对我国实现碳减排目标构成巨大挑战。解决好碳排放和其他环节的污染问题,走出一条高技术、高附加值、绿色低碳的发展之路,是我国新型煤化工产业发展的必然选择。着力搞好产业规划和监管。煤化工产业是一个提高煤炭资源利用效率的技术升级型产业,政府必须严格管理,坚持高起点、高技术、高标准,做好行业发展规划和规范,确保行业有序健康发展,防止盲目上项目,造成资源浪费和环境污染。国家发改委一直在加强煤化工产业发展的规划和管理,提出了明确的准入门槛煤制油规模在300万吨/年以上,煤制甲醇和二甲醚项目规模在100万吨/年以上,煤制烯烃项目规模在60万吨/年以上。并着力推进大型示范项目,确保了煤化工行业的有序健康发展。但各地在煤化工上的盲目扩张并未得到有效控制,目前在建的项目规模远远超过国家规划。因此政府主管部门需要进一步加强对煤化工产业的规范管理,避免产业的盲目无序扩张。煤化工最大的问题在环保,政府应着力加强环保监管,应专门制定针对煤化工行业的环保监管政策和措施,最大限度地减少污染,使煤化工产业成为一个能真正提高资源利用效率、减少污染的新兴产业。大力加强技术攻关。煤化工要成为新兴产业,必须通过提高技术来满足绿色低碳的要求。为此,应大力推进技术攻关,围绕高效利用和清洁转化这两大目标开展技术研发,特别要着力解决耗水量大和二氧化碳利用问题。应以开放的态度,组织国内外科研机构和企业的力量进行联合攻关,以尽快取得技术突破。目前国家发改委正在推动碳捕集、利用和封存的试验示范工作,这对于促进煤化工产业的发展具有重要意义,煤化工企业应加快研究攻关,尽快找出切实有效的二氧化碳回收利用技术和解决方法,使煤化工走上绿色低碳的可持续发展之路。积极推动多产业合作。煤炭资源企业往往缺乏化工技术经验,石化企业有技术却没有资源,这种状况决定了我国煤化工产业从一开始就具有跨行业联合的特征。目前国内多数大型煤化工项目都是煤炭、石化、电力等行业的大型国企强强合作建设的,有利于发挥各自的优势,实现优势互补、合作共赢,也符合化工行业发展的潮流。煤化工只有与其他相关行业联合,实现多产业联产、共生,不断延伸产业链,才能实现资源利用的最大化和污染排放的最小化。而实力雄厚、不追求短期利润的大型能源国企作为煤化工产业的主体,可以成为我国煤化工产业发展的独特优势,这种多产业大型能源企业合作的发展模式应大力推广。加快推进管网等配套设施建设。和我国煤层气的遭遇一样,国内的几个煤化工示范项目建成后不能正常生产,主要是由于没有配套的管线将生产出来的气体或油品运往消费地。我国煤化工项目主要集中在煤炭资源富集的新疆、内蒙古等西北边远地区,把产品运往外地的配套管网建设是制约煤化工发展的一个瓶颈,所以必须加快推进与煤化工配套的管网及其他设施建设。政府应适度放开在油气管线建设方面的限制,让能源企业都能参与管网建设,才能加快我国能源管道建设步伐,为我国能源行业的发展提供更好的基础条件。目前各地煤化工项目正在如火如荼地推进,只有加强规范和监管,坚持走绿色低碳的技术转型发展之路,我国煤化工产业才有广阔的发展前景,成为新兴的朝阳产业。煤化工应成为能源战略版图的重要部分作者罗佐县20130701煤炭是我国最主要的能源,发展煤化工对降低我国能源供应风险、优化能源消费结构、提高竞争力具有重要战略意义。我国是煤炭资源大国,煤炭在我国一次能源消费中占主要地位,今后很长一段时间经济发展依靠的主要能源依然是煤炭。因此,做好煤文章是我国经济可持续发展的必然选择。立足我国资源基础,大力发展煤炭深加工,有序发展煤化工产业对提高我国能源利用效率意义重大。降低我国能源供应风险随着经济的持续发展,我国能源需求总量一直在增长,油气需求增长更快。尽管我国的能源自给率长期维持在90左右的水平,总体安全程度有保障,但原油和天然气对外依存度持续走高,成为影响我国能源安全的不稳定因素。2012年我国原油对外依存度已经接近60,天然气对外依存度接近30。目前我国面临的油气供应风险主要来自三个方面一是因资源国国内及其周边地缘政治冲突导致的资源供应中断、减少。二是油气贸易进口路线单一,原油进口多数要走马六甲海峡,运输风险大。三是原油进口地区比较集中,对中东原油依赖程度高,与卖方谈判议价能力比较弱,被动接受亚洲溢价,贸易面临价格风险。这三类风险将在我国的油气供应中长期存在,而国内油气产量提升空间有限,石油和天然气年产量能够在2亿吨和1000亿立方米保持稳定就很不容易,不足以抗衡上述风险。因此,面对未来几年每年5亿6亿吨和2600多亿立方米的石油天然气需求,我国的能源供应压力越来越大。面对日益紧张的油气供应形势,唯一的出路就是寻求针对油气的能源替代。我国煤炭资源丰富,若能依托丰富的煤炭资源,大力发展煤化工产业,将煤炭深加工产业做优做强,形成对油气的有效替代,将有效降低我国能源供应风险。优化能源消费结构目前我国煤炭消费领域比较单一,主要是用于火力发电。将一部分煤用于深加工,生产燃料和化工产品,可以优化目前的煤炭消费结构,改变煤炭消费结构单一状况。发展煤化工不仅可以生产成品油、石脑油、LPG等石油产品,还可以生产乙烯、丙烯等石化产品。煤合成天然气可以作为炼厂或石化厂的重要燃料,成为实现炼油与石化工业的原料燃料多元化的有效途径之一。国内煤化工的技术已经比较成熟,具备了相应的发展条件。我国首条煤直接液化百万吨级工业示范生产装置已经建成投产,煤间接液化技术在国内的煤化工项目中已有成功应用,煤制烯烃工业示范装置正在建设。国内企业在引进国外煤气化技术的基础上,已开发出拥有自主知识产权的煤气化技术,用于生产合成氨等煤化工产品。美国发展煤化工的战略取向值得借鉴。奥巴马担任美国总统后力推能源独立政策,大力发展石油替代能源,作为替代石油产品的煤炭深加工正在登上美国能源大舞台。美国能源信息署预测,到2030年美国国内煤炭消费的21将用于煤液化。美国是世界上煤炭最丰富的国家之一,煤制油技术在美国也有深厚的积累,丰富的资源禀赋和技术积累是当前发展煤制油产业的最有利条件。南非的煤制油产业是我们发展煤化工的一面很好的镜子。南非矿产资源丰富,煤炭资源储量位居全球第五,但石油资源缺乏,上世纪中期之前石油产品主要依赖进口。目前南非的一次能源消费结构和我国比较类似,也是以煤炭为主。上世纪中期由于当时的南非与国际社会关系紧张,薄弱的石油供应体系屡屡成为被国际社会制裁的把柄。为摆脱能源紧张困局,南非最终选择了使用煤炭液化方法生产石油的发展战略。在政府的大力支持下,沙索公司在1950年成立,在短短的五年时间里就生产出了合格的煤制油产品,改善了南非能源供应结构,极大地缓解了南非石油供应的压力,开辟了南非能源供应的新纪元。如今南非的煤制油几乎占据了国内一半以上的交通燃料份额。形成产业结构调整倒逼机制中国在2006年首次超越美国成为全球第一大二氧化碳排放国,2011年碳排放量达到87亿吨,超出美国近22亿吨。自然杂志发布的数据显示,2011年中国二氧化碳排放量比上年增长9.9,较2005年增长了近60,而美国和欧盟则分别降低了1.8和2.8。2011年中国人均二氧化碳排放量为6.6吨,虽然与美国的人均排放17.2吨有差距,但已经接近欧盟7.3吨的人均水平。大规模的二氧化碳排放以及人均排放量快速增长,已经成为影响我国经济社会发展的重大问题。以煤炭作为主要生产原料的火力发电是我国产生二氧化碳排放的主要领域。发展煤化工,势必又多出一个二氧化碳排放源。若再出现更多的煤炭替代石油天然气用于生产交通燃料、天然气及化工产品,二氧化碳排放量会进一步增大,减排压力也会随之而来。所以有人认为发展煤化工是一种历史的倒退。但从发展及辩证的角度看,这样的压力在市场机制的作用下必然会产生和形成一种持续的倒逼力量,促使政府、企业和全社会形成一种合力,会从制度和观念上作出重要调整,促进碳捕集与封存产业发展并使之规模化,对优化我国产业结构,实现清洁生产反而有利。美国页岩气在生产过程中遇到了环境问题,美国为此出台专门的环境保护法规沙索公司在最初建厂时并未考虑二氧化碳减排,但面对当前的减排形势及时调整发展战略,优化公司产业结构,加快二氧化碳减排研发且取得了实质性效果。这些都是很好的例子。煤化工产业在我国一旦发展起来,只要碳捕集与封存、资源循环利用能够及时跟进,这项产业的前景就是光明的。扶持煤化工政策体系已经形成为鼓励和支持煤化工产业健康有序发展,我国政府陆续出台了一系列政策法规和配套措施。2006年,国家发改委出台了关于加强煤化工项目建设管理,促进产业健康发展的通知,提出了国内煤化工发展的准入门槛煤制油项目规模在300万吨/年以上,甲醇和二甲醚项目规模在100万吨/年以上煤制烯烃项目规模在60万吨/年以上。2007年4月,国家发改委颁布了煤炭工业十一五规划,提出了推进煤炭液化示范工程建设的发展目标,要求十一五期间完成煤炭液化和煤制烯烃的工业化示范,为以后十年产业化发展奠定基础。同年4月,国务院通过能源发展十一五规划,提出十一五要加快发展煤基液体燃料和煤化工技术,统筹规划,有序建设重点示范工程。11月,国家发改委出台煤炭产业政策,强调在水资源充足、煤炭资源丰富地区适度发展煤化工产业。2008年,为防止煤制油项目无序发展,国家发改委发布关于加强煤制油项目管理有关问题的通知,严格控制煤制油项目。2009年4月,国家出台石化产业调整和振兴规划,再次明确提出稳步开展煤化工示范,积极引导煤化工产业健康有序发展。总体看来,我国发展煤化工产业的政策体系已经具备。当前国际油价总体高位运行,是国内发展煤化工产业的有利时机。最重要的是去实践,在实践中积累技术和管理经验是很多先行国家在能源产业发展方面的基本经验,美国页岩气和南非煤制油的发展经验对于我国发展煤化工有重要借鉴意义。但发展煤化工也要结合自己的实际和特色。尽快推动产业化进程,加强技术与管理经验积累,在实践中发现和解决问题应该成为我国发展煤化工的基本思路。只要政策稳定,企业持续发力,相信我们可以找到兼顾经济效益与社会效益,能够体现中国资源特色的煤化工发展道路。(作者单位石油勘探开发研究院)国内煤化工产业正在加速作者卢雪梅20130701煤制油初具规模,煤制气快速发展,煤化工项目频繁获批,我国煤化工产业正在加速。近年来,随着我国经济的快速发展和石油与天然气供应缺口的加大,煤化工产业依靠其丰富的资源基础和成熟的技术,正在成为中国能源舞台的重要一员。特别是2013年以来,煤化工项目频繁获批,表明了中国政府对煤化工产业的高度重视。煤化工产业目前主要依靠液化和气化两种技术途径,前者即是通称的煤制油,后者为煤制气。煤炭依其品质差异,在气化基础上还能做进一步延伸,生产甲醇、二甲醚、烯烃等化工产品。2009年之前,中国投资煤化工就已经十分踊跃,但除了煤制二甲醚以外,其他项目进入商业运营的寥寥无几。2009年,中国政府以示范项目的形式开展并实践了五种煤制油、煤制气工艺。2010年被称为中国现代煤化工的示范年,全国先后建成了多套煤化工示范装置,煤化工一时成为中国的投资热点。经过近几年的发展,许多煤制油和煤制气示范项目已经取得了长足的进展,为今年及未来几年煤化工的发展打下了坚实的基础。煤制油初具规模中国的煤制油项目主要以神华、伊泰、潞安、神华宁煤和兖矿等集团的项目为代表。通过2009至2011年的成功运行,截至2012年上半年,我国已经进入开工建设或实质性前期工作的煤制油项目总产能超过2000万吨,投资超过2000亿元。神华鄂尔多斯百万吨级直接液化煤制油示范工程于2008年12月试车成功,各项指标均达到了设计值。该项目规划总产能为500万吨/年。2011年上半年,项目生产油品46.7万吨,目前正在就后续煤制油项目开展前期工作。伊泰集团鄂尔多斯16万吨/年间接液化煤制油示范项目2009年投产,2011年有效运行328天,生产油品15.2万吨。神华宁煤集团将在宁夏宁东建设400万吨/年间接液化煤制油项目,总投资550亿元,采用中科合成油公司技术,该技术已经在伊泰和潞安的16万吨/年装置成功示范验证。2012年上半年,项目厂前区工程和大件设备组装厂已开工建设。伊泰集团在内蒙古鄂尔多斯、新疆伊犁和乌鲁木齐规划了煤制油或煤化工项目,其中进度最快的是伊犁煤制油项目,规划产能540万吨/年,总投资645亿元,由伊泰伊犁能源有限公司为项目主体,已与国家开发银行签署了项目综合融资合作协议。项目一期产能90万吨/年,总投资150亿元,于2012年初签约多喷嘴对置式水煤浆气化技术,采用5台投煤量3000吨的气化炉。潞安集团山西长治煤制油项目产能为21万吨/年(16万吨/年铁基浆态床5万吨/年钴基固定床),于2009年投产。项目还配套建设18万吨/年合成氨、30万吨/年尿素,以及12.8兆瓦IGCC发电项目,实现了煤基多联产。潞安还在山西规划建设540万吨/年煤基合成油及化学品多联产项目,项目一期180万吨/年装置位于山西长治,将以劣质高硫煤为主要原料,并以焦炉气、瓦斯气等为补充原料。目前项目已经开始总体设计工作,一期计划于2014年8月投产。兖矿集团自主研发了间接液化煤制油技术,并在山东鲁南化肥厂完成5000吨级中试。2011年1月,兖矿与延长石油共同成立陕西未来能源化工有限公司,建设榆横煤洁净综合利用示范项目。总投资161.2亿元,已于2011年3月正式获批开工建设。2011年12月,兖矿集团与美国空气化工产品公司就该项目签署供应采购合同。此外,兖矿集团正在和美国Accelergy公司就在鄂尔多斯开展340万吨/年直接液化、间接液化联合制油及微藻吸收二氧化碳制生物肥料项目进行可行性研究。在煤制油示范项目先后取得成功的基础上,中国煤制油行业正在开发升级示范项目。预计2015年前后,中国将形成1000万吨/年左右的煤制油产能。项目规模大(百万吨级及以上)、更注重煤炭资源的综合利用是其特点。煤制气进入快速发展阶段新近颁布的天然气十二五规划提出,到2015年我国煤制气产量将达到150亿180亿立方米。受此影响和推动,我国煤制气产业开始发力。据相关资料,目前已经核准和获国家发改委路条的煤制气项目有近10个,还有一些项目正在前期规划中,这些项目的总投资额超过1000亿元。国内首个通过国家发改委核准的是大唐国际发电内蒙古克什克腾旗40亿立方米/年煤制气项目。该项目2012年7月打通了一期工程全部工艺流程,产出合格的天然气。但目前配套设施输气管网尚未完工,还未能实现管网输送,未投入商业化生产。通过核准的项目还有40亿立方米年产能、245.7亿元投资规模的辽宁阜新煤制气项目,55亿立方米年产能、264亿元投资额的新疆庆华集团位于新疆伊宁的煤制气项目,16亿立方米年产能、88.7亿元投资的内蒙古汇能集团位于鄂尔多斯的煤制气项目。另有四个煤制气项目即将获得国家发改委的审批,分别是由山西同煤与中海油、中电投、新蒙和国电投资的煤制气项目。煤制烯烃是煤制气深加工的主要路径之一,也是煤制气项目中最受重视的一种。中国仅2010年就有三个在建的煤制烯烃项目,分别是神华包头煤制烯烃项目、神华宁煤集团52万吨/年和大唐集团50万吨/年的煤制烯烃项目。据中国石油和化学工业联合会的统计,国内在建和规划建设的煤制烯烃能力为1856万吨/年,加上国家和省级核准的示范项目,目前国内共有在建、拟建以及处于规划阶段的煤制烯烃项目29个,烯烃产能达2018万吨/年。中国石化也启动了其在贵州的煤制烯烃项目,并全部采用自有技术。技术方面,国内煤制烯烃取得了可喜的突破。由陕西煤业化工集团煤化工技术工程中心有限公司牵头,在中国科学院大连化学物理研究所中试成果基础上,与中国石化洛阳石化工程公司共同开发的DMTOII新一代甲醇制烯烃技术,近日在北京通过了由中国石化工业联合会组织的成果鉴定。利用DMTOII技术,每吨烯烃甲醇消耗降低10以上,将改变原来烯烃生产依赖石油资源的局面,对发挥我国煤炭资源优势,缓解我国石油资源紧张局面,具有重大意义。发展煤化工产业面临的问题从资源与技术角度看,在我国发展煤化工存在着一些制约因素。首先,中国水资源相对缺乏。耗水量大是煤化工的一大特点,中国很多地方煤资源虽然丰富,但水资源却短缺。如中国北方和沿海大部分地区都属于这种情况。要保持煤化工企业正常运行,要保证每小时上千吨新鲜水的供应。因此水资源是中国发展煤化工的一个瓶颈,研发技术节约用水是重中之重。其次,发展煤化工的环境压力非常大。中国煤炭资源丰富,但煤含硫高,开发利用对环境易造成不利影响。同时,发展煤化工产业势必增加二氧化碳排放量,在环境问题日益受重视的今天,如何研发新工艺和技术减少煤化工产业的环境污染是一个重大课题。石油资源匮乏和国内石油供应不足已成为我国石油化工发展面临的严峻现实,煤化工产业健康发展对于降低我国石油对外依存度、保证国家能源及生产安全都具有战略意义。缺油、少气、富煤的基本国情,决定了发展煤化工特别是新型煤化工是我国的必然选择。但是在发展煤化工的同时,需要保护好环境,走新型煤化工发展道路。现阶段发展煤化工产业,政府应该当好导演,制定好发展规则,兼顾经济效益和社会效益,同时组织好企业和社会力量,加强科技攻关,做好产业布局规划,从源头上解决好发展煤化工产业带来的环境污染及水资源短缺等关键问题。(作者单位石油勘探开发研究院)煤化工绿色变身猜想作者何铮20130701把煤化工产生的二氧化碳作为原料,将风电与石化技术相结合,实现多产业联合共生,可让煤化工走上绿色低碳的发展道路。以捕集二氧化碳为资源、风电制氢和逆水煤气变换反应三大要素,多产业联合,就能将煤化工产生的二氧化碳化为资源,构建起煤化工的绿色发展之路。煤化工和风电发展面临的问题我国油气资源短缺,煤化工作为资源替代产业具有重要战略意义。风电是我国快速发展的绿色能源产业,对于减少温室气体排放意义重大。但目前这两个行业的发展都受到严重制约,需要以前瞻的思维和更宽的视角寻求解决之道。煤资源面临短缺。按国家发改委煤化工产业中长期发展规划(征求意见稿),到2020年我国煤制油规模达3000万吨/年,煤制烯烃800万吨/年,煤制二甲醚2000万吨/年,煤制甲醇6600万吨/年,约需煤炭资源4亿吨/年。但各地受资源产业拉动经济的驱使,2011年在建和拟建煤制油项目已达4000万吨/年,煤制烯烃项目已达2800万吨/年,煤制气项目已达1500亿立方米/年,已经远远超出了规划总量。从国内产业发展历程看,发展的热度越高,总量越难以控制,预计到2020年煤化工对煤炭资源的需求将大大超过4亿吨/年。我国自2009年起已连续四年成为煤炭净进口国,2012年全年煤炭净进口达2.8亿吨。按照目前煤化工产业发展态势,我国煤炭资源长期来看将面临短缺的窘境。二氧化碳排放制约。按国家规划的煤化工发展规模,到2020年煤化工排放的二氧化碳将在2亿吨/年以上。国际社会高度关注二氧化碳等温室气体排放问题。在建设美丽中国的理念下,我国将更加重视温室气体排放和监管,征收碳税将逐步与国际接轨。目前的煤化工按缴纳消费税计已感到税负过重、盈利困难,将来面临碳税问题,将凸显二氧化碳排放的制约。风电弃风问题。目前我国风电并网消纳是个大难题,弃风成为制约风电发展的突出问题。2011年全国风电限电弃风量超过100亿千瓦时,并网风电装机的机组利用小时数从2010年的2047小时下降到2011年的1903小时,下降约7。而风电装机总量从2010年的4182.7万千瓦猛增到2011年的6273万千瓦,上升约50。2012年弃风电量达200亿千瓦时。突破瓶颈的路径高效、清洁、高附加值、基地一体化,是煤化工的发展方向。以绿色低碳理念发展煤化工已成为业内共识。为此有多种发展思路,如多联产路线,即把煤化工与发电和供热联合,先将煤低温热裂解获得较多的化工原料如甲烷、氢气、一氧化碳、芳烃等,余下的半焦用于燃烧发电和供热,实现煤炭的高能效利用。多产业共生路线,即煤化工与石化产业联合,使煤制氢作为煤化工和油品加氢的原料煤化工与冶金、建材、能源产业联合,熔池炼铁使煤和铁矿石生成铁和一氧化碳,一氧化碳作为化工原料或发电燃料,炼铁炉渣作为建材原料,提高煤炭的资源利用率。基地一体化路线,即把原煤处理、煤气化、合成气处理、煤气化发电、城市垃圾发电、煤化工、煤制油、后续产品深加工、公用工程系统、物流系统等作为基地一体化发展,实现煤炭产业链的统筹优化。煤炭是化石原料中含碳量最高的,多产业联合,延伸产业链,可以降低单位产值的二氧化碳排放量,但只要以煤为原料,都会产生大量二氧化碳。加强风电配套电网建设、优化电网运行、控制新建能力、提高风电消费比重,是风电的发展方向。要解决弃风问题,首先要加强风电配套电网建设,保障风电优先并网。其次把风电场利用率作为发展扩大风电规模和布局的重要依据。再次加快智能电网建设和探索向周边地区扩大电力市场。最后可以在北方地区发展风电供暖。但两大因素使我国风电在整个电力消费市场比例的大幅提升难以在短期内实现。一是风电天生具有不稳定性,带来负荷受限、低电压穿越能力不强、易风机脱网等问题。电力市场一般是用电就负荷上升,不用就负荷下降,用电市场需求波动周期很难与风电的不稳定性相吻合。欧盟一些国家经济体制类似、国家间关系稳定,电网互通可以有效缓冲电力市场周期波动。而我国向周边地区扩大电力市场将面临比欧盟更大的难度,需要较长的发展时期。二是德国是欧洲风电发展最好的国家,电力装机构成的灵活性是其成功的主要因素。德国煤电占电力装机的35,核电占16,优质调峰用天然气、燃油、抽水蓄能发电装机占25,可调峰用水力、生物质发电装机占8,风电装机占16。从2011年中国的电力装机构成看,煤电占电力装机的68,核电占

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