長期以來,煤炭有力地支撐了我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展,但我們希望未來能夠更加清潔高效地利用煤炭。建設(shè)新型能源體系應(yīng)嚴(yán)格遵循“先立后破”的發(fā)展路徑,在能源結(jié)構(gòu)尚未完全轉(zhuǎn)型前,煤炭在能源體系中的作用依然是不可替代的。
劉吉臻
中國工程院院士
3月25日,新疆維吾爾自治區(qū)重大科技專項(xiàng)項(xiàng)目啟動(dòng)會(huì)暨實(shí)施方案論證會(huì)召開。這次啟動(dòng)的2個(gè)重大科技專項(xiàng)分別為“新疆難開采煤炭煤層氣資源高效開發(fā)技術(shù)”與“新疆煤系戰(zhàn)略性金屬礦產(chǎn)賦存分布規(guī)律與勘查關(guān)鍵技術(shù)研究”,旨在推動(dòng)煤炭清潔高效利用。
今年的政府工作報(bào)告指出,推進(jìn)能源清潔高效利用和技術(shù)研發(fā),加快建設(shè)新型能源體系。
“在碳達(dá)峰
碳中和目標(biāo)引領(lǐng)下,大力發(fā)展
新能源是實(shí)現(xiàn)未來可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢(shì),加強(qiáng)煤炭清潔高效利用是兼顧低碳發(fā)展和能源安全的必然選擇。”國家能源集團(tuán)黨組書記、董事長劉國躍表示,目前我國已經(jīng)建成全球清潔化程度最高、規(guī)模最大的煤電體系。
當(dāng)前,我國能源體系面臨穩(wěn)定供應(yīng)與清潔低碳轉(zhuǎn)型的雙重挑戰(zhàn),在多種因素交織疊加的環(huán)境下,煤炭將繼續(xù)發(fā)揮能源“壓艙石”作用,煤炭清潔高效利用也將成為“雙碳”目標(biāo)下必須答好的一道“必答題”。
煤炭產(chǎn)業(yè)已從“大老粗”走向精細(xì)化
中國工程院院士、中國礦業(yè)大學(xué)(
北京)校長葛世榮接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)表示,在煤炭清潔高效利用方面,我國已在諸多技術(shù)領(lǐng)域走在世界前列。在新技術(shù)的加持下,煤炭產(chǎn)業(yè)已一改此前的“大老粗”形象,正變得更加精細(xì)化、清潔化。
例如,不久前由國能準(zhǔn)能集團(tuán)(以下簡稱準(zhǔn)能集團(tuán))開發(fā)的“煤基納米碳?xì)淙剂瞎I(yè)化制備”和“煤基納米碳?xì)淙剂匣鹆Πl(fā)電”兩大技術(shù)體系,被中國煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)鑒定為“國內(nèi)外首創(chuàng),達(dá)到了國際領(lǐng)先水平”。
煤基納米碳?xì)淙剂鲜菍⒚?、水和少量添加?ldquo;打碎”,細(xì)化為納米級(jí)顆粒粒度、具有較高表面活性的液態(tài)煤基特種燃料,其形態(tài)不再是固體的煤炭,而是液態(tài)的水煤漿。該特種燃料具有原料熱值低、燃料固含低、點(diǎn)火溫度低、燃料熱值高的“三低一高”特點(diǎn),可使煤炭熱值較常規(guī)水煤漿提升10%至30%,發(fā)電煤耗降低50克/千瓦時(shí),二氧化
碳排放降低128克/千瓦時(shí),實(shí)現(xiàn)節(jié)能、降耗、減污、增效的清潔化燃燒。
除了高效利用技術(shù),葛世榮還提到,目前我國對(duì)于地下煤炭氣化的研究也在不斷取得新突破。
有別于傳統(tǒng)的采煤工藝,地下煤炭氣化是通過直接對(duì)地下蘊(yùn)藏的煤炭進(jìn)行可控燃燒,從而產(chǎn)生富含氫氣的可燃?xì)怏w,再將其輸出至地面的一種能源采集方式。煤炭地下氣化把采煤變?yōu)椴蓺?,具有安全性高、投資少、效益好、污染少等優(yōu)點(diǎn)。該技術(shù)可有效盤活廢棄煤炭資源,開發(fā)深部煤炭資源,實(shí)現(xiàn)高碳資源低碳開發(fā),是煤炭清潔高效利用的創(chuàng)新嘗試。“煤炭在地下直接氣化,還能夠?qū)⒚禾吭谶@一過程中產(chǎn)生的大量二氧化碳直接封存在地下,大大降低二氧化碳排放,煤氣制氫也就不再是所謂的‘灰氫’了。”葛世榮介紹道。
煤炭不僅能夠作為燃料,其本身還可充當(dāng)重要的化工原料。煤制油便是當(dāng)下較為成熟的煤化工技術(shù)之一,我國在這一領(lǐng)域同樣走在世界前列。2022年8月,全球單體規(guī)模最大煤炭間接液化項(xiàng)目——國家能源集團(tuán)寧夏煤業(yè)400萬噸/年煤炭間接液化示范項(xiàng)目通過竣工驗(yàn)收,有力推動(dòng)煤化工產(chǎn)業(yè)“高端化、多元化、低碳化”發(fā)展,不斷提高煤炭作為化工原料的綜合利用效能,對(duì)推動(dòng)煤炭清潔高效利用具有重要意義。
煤炭清潔利用仍有較大發(fā)展空間
雖然我國煤炭清潔高效利用發(fā)展取得了顯著成效,但仍有較大發(fā)展?jié)摿Α?/div>
中國煤炭經(jīng)濟(jì)研究會(huì)副研究員秦容軍指出,煤炭作為燃料發(fā)電是煤炭清潔高效利用的主要領(lǐng)域,我國燃煤電廠發(fā)電煤耗由2015年的315克標(biāo)準(zhǔn)煤/千瓦時(shí)已經(jīng)降低到2022年上半年的299.8克標(biāo)準(zhǔn)煤/千瓦時(shí)。但對(duì)標(biāo)目前最先進(jìn)的燃煤電廠發(fā)電煤耗的270克標(biāo)準(zhǔn)煤/千瓦時(shí),我國發(fā)電煤耗仍有提升空間。并且我國火電廠發(fā)電效率普遍低于50%,其他能源轉(zhuǎn)化效率較低也導(dǎo)致煤電消耗偏高,增加了污染物排放。
此外,秦容軍表示,以煤炭作為原料進(jìn)行清潔轉(zhuǎn)化,相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)也有待進(jìn)一步提升:一方面目前我國煤化工行業(yè)先進(jìn)與落后產(chǎn)能并存,不同企業(yè)間的能效水平差異顯著,節(jié)能降碳改造升級(jí)潛力較大;另一方面,煤化工行業(yè)碳排放量需要進(jìn)一步降低。
在實(shí)際產(chǎn)業(yè)應(yīng)用中,受制于成本、經(jīng)營環(huán)境等因素,煤炭清潔高效利用推廣也遭遇一定阻礙。有部分煤電企業(yè)反映,由于缺少深入推進(jìn)清潔化利用的相關(guān)支持政策,發(fā)電企業(yè)改造動(dòng)力和積極性不足。相關(guān)部門在推進(jìn)煤電清潔化利用方面存在各自為政的問題,缺少頂層設(shè)計(jì)及協(xié)同配合等問題。在當(dāng)前國內(nèi)外形勢(shì)下,受煤炭供應(yīng)緊缺、煤價(jià)高企、煤電
價(jià)格倒掛等多重因素影響,煤電企業(yè)經(jīng)營普遍較為吃力,而煤電清潔化利用又需投入大量資金,導(dǎo)致企業(yè)清潔化改造意愿不強(qiáng)。
針對(duì)這些現(xiàn)象,秦容軍提出了五點(diǎn)建議:一是強(qiáng)化法律保障作用,加快修訂煤炭法,進(jìn)一步優(yōu)化煤炭清潔高效利用的內(nèi)容。二是支持煤炭清潔高效利用新興技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用,加強(qiáng)對(duì)煤炭清潔高效利用重大關(guān)鍵技術(shù)和裝備研發(fā)統(tǒng)籌。三是制定財(cái)稅鼓勵(lì)政策,制定促進(jìn)煤炭清潔高效利用的財(cái)政補(bǔ)貼、稅費(fèi)、貸款支持等政策。四是鼓勵(lì)煤化工轉(zhuǎn)化與新能源耦合發(fā)展,對(duì)照行業(yè)能效標(biāo)桿和基準(zhǔn)水平,對(duì)現(xiàn)有化工項(xiàng)目開展節(jié)能降碳系統(tǒng)性改造和落后產(chǎn)能淘汰。五是加快分散用煤治理。
煤炭要在新型能源體系中發(fā)揮兜底保障作用
“長期以來,煤炭有力地支撐了我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展,但我們希望未來能夠更加清潔高效地利用煤炭。”談到煤炭在新型能源體系中的角色時(shí),中國工程院院士劉吉臻強(qiáng)調(diào),建設(shè)新型能源體系應(yīng)嚴(yán)格遵循“先立后破”的發(fā)展路徑,在能源結(jié)構(gòu)尚未完全轉(zhuǎn)型前,煤炭在能源體系中的作用依然是不可替代的。
劉吉臻表示,未來煤炭產(chǎn)業(yè)應(yīng)進(jìn)一步加快與新能源的深度融合,例如在電網(wǎng)調(diào)峰中發(fā)揮更大作用。2022年我國風(fēng)電、光伏發(fā)電新增裝機(jī)超過1.2億千瓦,非化石能源發(fā)電裝機(jī)突破12億千瓦,歷史性超過煤電機(jī)組,風(fēng)電、光伏、生物質(zhì)一年的發(fā)電量合計(jì)超過1萬億千瓦時(shí)。
以風(fēng)電、光伏為代表的新能源發(fā)電量不斷攀升,在促進(jìn)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的同時(shí)也給電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行帶來了較大挑戰(zhàn),煤炭在電網(wǎng)調(diào)峰中的重要作用得到進(jìn)一步凸顯。劉吉臻對(duì)此有個(gè)形象的比喻,他認(rèn)為當(dāng)下新能源就像還沒長大成熟的孩子,性格陰晴不定,當(dāng)“孩子”調(diào)皮時(shí)便會(huì)給電網(wǎng)帶來麻煩,此時(shí)就需要煤電充當(dāng)“哥哥”的角色,帶著新能源一起成長。“比如在新能源發(fā)電不穩(wěn)定的時(shí)候,煤炭作為‘哥哥’就要立即補(bǔ)上,進(jìn)行兜底保障。”劉吉臻提出新型能源體系建設(shè)應(yīng)遵循多元互補(bǔ)、源網(wǎng)協(xié)同、供需互動(dòng)、靈活智能的發(fā)展路徑,甚至在未來實(shí)現(xiàn)荷隨源動(dòng)。
新型能源體系建設(shè)離不開先進(jìn)裝備、創(chuàng)新技術(shù)的有力支撐。在煤炭開采階段,各種自動(dòng)化、智能化設(shè)備近年來也取得了飛速發(fā)展。如在不久前,葛世榮參與現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收的國家能源集團(tuán)準(zhǔn)格爾露天煤礦順利通過國家首批智能化示范煤礦驗(yàn)收。借助人工智能、5G、智能終端等先進(jìn)技術(shù),該煤礦形成了“用人最少、用時(shí)最短、效率最高、安全最好、質(zhì)量最佳”的建設(shè)成果,鉆、爆、采、運(yùn)、排工藝全面實(shí)現(xiàn)智能化。“智能化將是煤礦產(chǎn)業(yè)重要的發(fā)展方向之一,相關(guān)成套裝備、關(guān)鍵技術(shù)我國已實(shí)現(xiàn)自主研發(fā)制造,未來將有更大的發(fā)展空間。”葛世榮說道。
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