将“乌金”炼成“绿金” 持续探索煤炭绿色低碳的生产开发模式
2023-11-01 08:59:23   来源： ()　   评论：0 点击：

习近平总书记指出，“以科技创新为引领，加快传统产业高端化、智能化、绿色化升级改造”。

传统产业是建设现代化产业体系的基底，如何通过新技术新业态改造提升，增强产业发展的接续性和竞争力，让“老树”发出“新芽”？本版今起推出“传统产业新模样”系列报道，展现煤炭、建筑、纺织等传统行业转型升级、焕发生机的新实践、新成效。

——编者

煤炭是我国能源安全的“压舱石”，年消费量占国内能源消费总量的56%左右。作为重要的传统能源产业，煤炭工业有力支撑了经济社会发展，却也一度给人们留下了粗放、高污染的印象。

近年来，煤炭工业深入推进供给侧结构性改革，大力推进清洁高效利用，发生了不少可喜的新变化。

高端化

跳出传统发展模式，开发高附加值、精细化、差异化产品

在实现“双碳”目标背景下，煤炭将从现阶段我国的主体能源，逐渐转为支撑性能源，继而向应急保障和调峰能源转变。看长远，煤炭业如何跳出“挖煤—卖煤”的传统路子，打造新的增长点？

在国家能源准能集团研发中心，工作人员向记者展示了一种黏稠的黑色液体。这是企业的最新研究成果——煤基纳米碳氢燃料，由煤、水和少量添加剂，经过纳米化工艺制成的一种新型特种燃料。

“这种燃料点火温度低，且可以维持自主稳定燃烧，能够大幅降低火电厂发电煤耗。”国家能源准能集团有关负责人说，不只是火力发电领域，煤基纳米碳氢燃料还可以应用于炸药、燃油替代、煤化工气化等多个领域。以煤化工气化为例，通常煤浆浓度每提高1个百分点，合成气产率可提高0.5个百分点。传统水煤浆浓度一般为60%左右，进一步提升浓度的成本很高，而煤基纳米碳氢燃料成浆浓度可接近70%。

“一家煤化工企业试用后，产出的合成气增加，每年能新增2亿元左右的收益。”该负责人介绍，以煤基纳米碳氢燃料替代原燃料煤炭，准能集团正打造“煤—电—粉煤灰—绿色电解铝—高端铝产品、稀有金属—白泥综合利用产品”的产业链，将煤炭“吃干榨净”。初步估算，这条产业链的经济效益将是原煤价值的18倍，还能为解决我国铝土矿资源不足等问题提供新的路径。

中国煤炭工业协会新闻发言人张宏认为，煤炭在能源属性达到峰值之后，工业原料属性会越来越突出。应提高煤炭作为原料的综合利用效能，开发高附加值、精细化、差异化产品，推动煤化工产业高端化、多元化、低碳化发展。

对于煤炭推动高端化发展带来的效益，山东能源兖矿鲁南化工董事长张岭感触颇深：“这两年，针对下游客户对醋酸脱碘的指标需求，我们持续开展技术攻关。品质提升了，产品‘身价’上涨，预计今年仅精脱碘醋酸这一项的销售，就能增加效益1000多万元。”

眼下，鲁南化工加紧冲刺己内酰胺产业链配套节能减碳一体化项目的投产目标。“己内酰胺是重要的有机化工原料，可加工成尼龙6，广泛应用于汽车、电子电器、包装等领域，在汽车领域可以用于制造轻量化零部件，提高燃油效率。”张岭说，项目建成后将实现更多低阶原料煤的提级利用，二氧化碳排放量可降低约10%。

据不完全统计，2022年，我国煤制油、煤制气、煤（甲醇）制烯烃、煤制乙二醇产能分别达到931万吨、61.25亿立方米、1672万吨、1155万吨，煤炭作为化工原料的综合利用效能持续提高，为保障产业链供应链稳定作出积极贡献。

“‘十四五’及今后较长时期，煤炭工业改革发展机遇与挑战并存。煤炭在一次能源消费结构中的比重还将持续下降，倒逼煤炭行业必须转变长期以来依靠产量增加、规模扩张、价格上涨的发展方式，着力推动转型升级，提升发展质量。”中国煤炭工业协会会长梁嘉琨认为，未来，煤炭行业还将继续加快向生产智能化、管理信息化、产业分工专业化、煤炭利用洁净化转变。

智能化

全国煤矿智能化建设总投资规模已超1500亿元，助力保安全、提效率

内蒙古鄂尔多斯，梯田般盘绕的露天矿坑里，载重330吨的无人矿用卡车装上电铲剥离的矿土，前往2.5公里外的卸载区排弃，整个“采、运、排”过程精准顺畅。

“露天煤矿的矿卡车型大、盲区多，尤其是夜间或者天气差时，司机作业安全隐患大。这些无人矿卡采用激光雷达、毫米波雷达、数字孪生等新技术，能够自主规划路径、精准停靠卸载，驾驶速度也和司机驾驶差不多。”国家能源准能集团黑岱沟露天煤矿智能化建设管理中心经理郭培说。

输入煤岩、台阶参数等信息，智能穿爆系统可将布孔精度提升到5厘米以内；高台阶雷达监测系统，能够快速识别潜在危险区域，预警时效由24小时缩短至2小时，每年可多采收煤炭超过10万吨……智能科技赋能，黑岱沟露天煤矿的生产管理更加智慧高效。

百米井下，煤炭生产同样智能。在山东能源枣矿集团付村煤业公司，工作人员在电脑上轻点启动键，智能采煤机缓缓向前，液压支架自动跟机支护，乌黑的煤炭落入刮板运输机向外运出。

“井下单个工作面从18人减少到7人，单产水平提高了46%左右。”付村煤业公司副经理侯晓松介绍，矿井还安装了智能喷雾系统，可实现煤流识别喷雾和粉尘超限喷雾，改善作业环境。

煤炭行业属于高危行业，生产过程常常伴随水害、火灾、瓦斯、冲击地压、粉尘等灾害隐患。推进煤矿智能化建设，可以减少高危岗位，助力减人员、保安全、提效率。国家能源局煤炭司有关负责人介绍，截至2022年底，国家能源集团、中煤集团、山东能源集团等7家重点煤炭企业已建成智能化产能13.93亿吨/年，占其总产能的74.7%。

智能化建设也撬动了相关产业升级。截至今年5月，全国累计建成1043个智能化采煤工作面、1277个智能化掘进工作面。据初步统计，全国煤矿智能化建设总投资规模已超1500亿元，带动了矿山物联网、煤机装备制造、智能控制系统等产业快速发展。

“规模大、场景多，是我国煤炭行业智能化建设的优势，但也带来了挑战。”山东能源集团董事长李伟认为，不同地区、不同企业的煤矿生产条件差异较大，采掘、运输、洗选等场景复杂多样，智能化应用成本高、复制难度大，“下一步，应加快煤矿智能化标准体系建设，打通煤炭、煤机、软件等企业之间的数据壁垒，沉淀数据、推进共享。”

绿色化

加快绿色低碳技术攻关，推动资源循环利用

采访中，不少专家和企业表示，煤炭等化石能源短期内仍是主体能源，推动煤炭产业绿色低碳发展、与新能源优化组合，是统筹减污降碳和安全保供的现实选择。

江苏徐州，驱车前往徐矿集团华美热电公司的途中，蓝天白云、满目翠绿。这个曾经因煤而兴、也因煤而困的城市，从“一城煤灰半城土”到“一城青山半城湖”，走出了一条转型新路。

华美热电公司厂区内，两台循环流化床发电机组满负荷运行，地面、池塘、屋顶等处，近1.3万块光伏板整齐排列，部分光伏板下还种上了花生、红薯等作物。

华美热电公司副总经理、总工程师卢官发告诉记者，今年以来，电厂加快实施机组节能降耗、供热升级等技术改造，各项参数均优于超低排放标准。上半年二期光伏项目建成后，每年可发电约860万千瓦时，相当于节约标煤约2720吨，电厂自发自用外多余的绿电，可以供附近的淮海大数据中心使用。

“生态优先、绿色低碳，是推动煤炭产业高质量发展的必然选择。”在徐矿集团董事长冯兴振看来，今后5年是企业绿色转型的跃升期，“生产方式上，将坚持‘是矿不像矿、产煤不见煤、采煤不用煤’的思路，大力推广清洁化生产技术、装备、工艺，实现煤炭清洁开采与高效利用。产业结构上，要从‘一煤独大’向‘多能互补’转变，积极建设光伏等新能源项目。”

推动资源循环利用、价值循环提升，是煤炭行业绿色转型的另一个主攻方向。在国家能源准能集团，近10万亩复垦土地资源被打造为工业旅游景区；在山东能源枣矿集团高庄煤业公司，煤矸石用于筑路、制砖等，尾煤泥截粗改造提高中煤产率；在徐矿集团张双楼煤矿，矿井涌水作为井下防尘水使用……

中国煤炭工业协会发布的数据显示：10年来，全国矿井水综合利用率由62%提高到79.3%，土地复垦率由42%提高到57.8%，煤矸石及低热值煤综合利用发电装机由2950万千瓦提升到4300万千瓦，实现超低排放的煤电机组装机超过10.5亿千瓦，占比达到94%左右。

针对煤炭固有的高碳特征，一些煤企在二氧化碳捕集利用封存（CCUS）技术上积极创新。今年6月，亚洲最大火电CCUS项目在国家能源集团江苏泰州电厂建成投产，二氧化碳捕集率大于90%，捕集电耗较传统工艺降低约10%。“项目自主研发了新一代高容量、低能耗、长寿命吸收剂，开发了焊接制造、食品级干冰、机械清洗等用户，将实现捕集二氧化碳的100%消纳利用。”江苏泰州电厂副总经理刘建东介绍。

将“乌金”炼成“绿金”，并非一蹴而就。梁嘉琨表示，下一阶段，要尽快突破煤炭行业绿色低碳发展的基础理论与关键技术，进一步完善碳核算、碳减排体系。同时，持续探索煤炭绿色低碳的生产开发模式，探索煤炭等传统能源与新能源协同组合发展的动力机制。