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2024-04-22 14:49:18

由“黑”变“绿”让煤炭利用更清洁高效

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由“黑”变“绿”让煤炭利用更清洁高效

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     煤炭是我国的基础能源,在一次能源消费中占有较大比重,是我国能源安全的“压舱石”。近年来,我国煤炭工业深入推进供给侧结构性改革,大型煤矿区科学统筹矿区生态建设、环境保护与煤炭资源开发,全方位、高标准营造生态矿区、建设绿色矿山,生产清洁煤炭,大力推进煤炭清洁高效利用,书写着生态文明建设与促进经济高质量发展的生动实践。

  在此背景下,国家发展改革委、国家能源局近日印发《关于建立煤炭产能储备制度的实施意见》,提出到2027年,初步建立煤炭产能储备制度,有序核准建设一批产能储备煤矿项目,形成一定规模的可调度产能储备;到2030年,力争形成3亿吨/年左右的可调度产能储备。

  智能化促煤炭开采更高效

  近年来,随着智能科技赋能,煤矿的生产管理更加智慧高效。“在智能高效开采方面,通过行业持续科技攻关,我国大采高综采、特厚煤层综放开采、智能化开采工作面、煤矿灾害防控等领域的共性关键技术和大型装备制造已经达到国际领先水平。”国家能源集团科技部主任、煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室副主任李全生对我国当前煤炭开采水平给出了较高的评价。

  目前,大型化、现代化、智能化煤矿逐渐成为我国煤炭生产主体。

  《2023中国煤炭工业发展报告》的数据显示,2012~2022年,我国年产120万吨以上大型煤矿增加至1200处以上,年产千万吨级的生产煤矿增加至79座。智能化煤矿增加至572处,智能化产能达19.4亿吨,占全国煤炭总产能的40%左右;建成智能化采煤工作面1043个、掘进工作面1277个。首批智能化示范煤矿建成智能化采煤工作面363个、掘进工作面239个,采煤工作面平均单产500万吨/年,高出全国煤矿工作面单产平均水平3倍多。

  以产煤大省山西为例,当地智能化煤矿建设突飞猛进。“截至目前,山西10座国家智能化示范煤矿全部建成,全省累计建成118座智能化煤矿、1491处智能化采掘工作面。”在1月16日召开的山西省煤矿智能化建设现场交流会上,山西省能源局副局长苗还利介绍,2024年,山西还将新建成150座智能化煤矿。

  据记者了解,截止2023年,山西年产能180万吨以上的煤矿智能化改造工程已全部开工,已建成智能化采掘工作面的煤矿共281座,年产能总计74750万吨,占全省生产煤矿总产能的61.91%。“山西模式”为全国煤矿智能化建设开了个好头。

  煤矿智能化的快速发展与技术进步密不可分。

  在2023中国国际煤炭采矿技术交流及设备展览会上,华为、中国联通、新华三等企业展出了科技感十足的高端煤矿设备和控制系统,包括终端智能通信设备、无人矿用卡车、智能采煤机等,为当前煤矿智能化进程提供了强有力的技术装备支持。

  然而,一路高歌的背后往往也暗藏风险。中国矿业大学(北京)原副校长姜耀东指出,煤矿的建设带动了煤矿装备的数字化、智能化、自动化发展,推动了煤炭企业管理现代化提升,助推煤矿质量变革、效率变革、动力变革。但也要看到,当前,全国建成的安全高效煤矿占比小、覆盖面窄、复杂条件下建设难度大、科技引领支撑作用不足等问题依然突出,严重制约了煤矿建设的步伐。

  那么,如何解答现代化煤矿建设这道难题?

  对此,中国煤炭工业协会副会长孙守仁给出几点建议。他表示,要进一步优化完善政产学研用有效衔接、上下游通力合作的科技创新机制体制,全力提升科技创新水平,切实增强科技创新的支撑作用。同时,要自觉强化绿色开采的社会责任,综合考虑矿区开采条件和环境承载能力,因地制宜采用保水开采、煤与瓦斯共采、充填开采等技术,大力推广无(或小)煤柱和智能化开采技术,实现煤炭资源精采细采。

  科技创新助力煤炭利用更绿色

  如果要谈一块煤从“黑”变“绿”的前世今生,那话题必然离不开现代煤化工。可以说,现代煤化工是煤炭清洁高效利用的重要途径,而面临发展和减排的双重挑战,“绿色化”又是现代煤化工孜孜以求的发展方向。

  中国工程院院士谢克昌介绍:“经过多年发展,我国现代煤化工产业已经取得了长足进步。首先,我国现代煤化工产业规模发展迅速,以内蒙古鄂尔多斯、陕西榆林、宁夏宁东、新疆准东等现代煤化工产业示范区为代表的示范基地和生产基地已基本形成,总体规模排在全球前列。”

  对此,李全生表达了相同看法,“我国已形成较为完备的现代煤化工工程技术体系,关键设备国产化水平不断提高,系列技术处于国际先进或领先水平。其中,大型煤气化技术处于国际领先水平,高温费托合成技术处于国际先进水平,煤制烯烃、煤制芳烃、低温费托合成、煤制乙二醇、煤油共炼技术处于国际领先水平,煤直接液化、粉煤中低温热解及焦油轻质化技术属于国际首创。”

  尽管煤化工发展取得了较大成就,产业升级示范不断完善,但煤化工基地建设也存在同质化、产能过剩的问题。对此,谢克昌建议:“要坚持创新引领,加强新技术、新产品开发,延伸产业链,稳步推进煤、电、化一体化和煤转化的差异化发展。”

  探索煤炭清洁高效利用,燃煤发电也是其绿色化发展不可忽略的一条重要路径。

  当前,我国建成了全球最大的清洁高效煤电供应体系。“煤电在我国电力供应结构中约占三分之二,这是煤炭较为清洁高效的利用方式。”李全生指出,“目前,全国百万千瓦超超临界燃煤发电机组约有160台在运行,超过其他国家的总和,平均标准煤耗约280克/千瓦时。同时,我国已投运世界首台60万千瓦超临界循环流化床机组,拥有世界上参数最高的超超临界二次再热机组。我国煤电技术已处于国际领先水平,引领了世界燃煤发电技术发展方向。”

  不仅如此,2015年,世界首台成功运用二次再热技术的百万千瓦超超临界燃煤发电机组——泰州电厂3号机组,实现标准煤耗266克/千瓦时,成为全球煤电的新标杆。

  2023年11月底,从中国神华广东台山电厂传来了喜讯——60万千瓦燃煤发电机组掺氨燃烧试验成功,这是当前国内外完成掺氨燃烧试验验证的容量最大的机组。目前,60万千瓦及以上容量机组是我国煤电装机的主力机型,探索60万千瓦燃煤发电机组掺氨燃烧技术,对促进煤炭清洁高效利用,降低二氧化碳排放具有重要意义。

  据记者了解,目前60万千瓦燃煤机组掺氨燃烧项目已入选国家能源局第三批能源领域首台(套)重大技术装备(项目)名单,并已初步建立了一套稳定、清洁、高效掺氨燃烧技术体系。

  “展望未来,我国煤炭工业发展前景广阔。煤炭仍将以其资源可靠性、价格低廉性和利用可洁净性而作为我国的主力能源。”谢克昌表示,“要在能源转型中把握好我国基本国情,遵循客观规律,从实际出发。在低碳化发展进程中,尤其在应对气候变化过程中,坚持公平和各自能力原则。依靠科技创新,持续推进并做好煤炭清洁高效利用,服务社会经济高质量发展和国家能源安全,是现实的战略选择。”


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