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科学认识煤炭在新时期的作用和地位
时间:2022-01-20 11:05:16  来源:  供稿:

 中国能源报 作者:刘峰 2022-01-20 10:14:59

2021年12月召开的中央经济工作会议明确指出:传统能源逐步退出要建立在新能源安全可靠的替代基础上。要立足以煤为主的基本国情,抓好煤炭清洁高效利用,增加新能源消纳能力,推动煤炭和新能源优化组合。

煤炭是我国的基础能源和重要工业原料,建国以来累计生产原煤960亿吨以上,为国民经济和社会发展提供了可靠的能源保障。面对现代化强国目标和落实碳达峰碳中和要求,非常有必要科学认识煤炭在新时期的作用和地位,持续推进煤炭消费转型升级,实现煤炭工业的绿色低碳转型,推动能源安全新战略向纵深发展。

立足基本国情,提高煤炭供应的精准调控和保障能力

我国的能源资源禀赋条件为“富煤缺油少气”,2020年煤炭消费量占能源消费总量的56.8%,天然气、水电、核电、风电等清洁能源消费量仅占24.3%。当前,我国的能源需求仍呈增长趋势,尽管煤炭在能源消费总量中的占比不断下降,但考虑到可再生能源短期内难以大规模替代传统化石能源,煤炭仍将是我国能源供应的“压舱石”和“稳定器”。

所以,煤炭的稳定供应是我国能源保障的重要内容。这涉及到煤炭的可供性、可获得性、可持续性和生态性等,取决于我国煤炭资源的赋存状况与勘探开发水平、开采技术与工艺的成熟度以及成本、煤炭资源的储采比及其利用效能,以及煤炭开发利用对环境的损伤程度等。

我们可将一段时期内确保行业可持续发展的煤炭消费量的动态变化区间称作“煤炭安全区间”。确定“煤炭安全区间”成为提高煤炭可靠供应保障能力的重要课题。“煤炭安全区间”是一个动态的有界区间。区间上限是某特定时间节点煤炭消费量的最大值,受资本投资、碳减排、生态环保、能源供给结构等因素影响。区间下限是某特定时间节点保障能源供应需要的煤炭消费量的最小值,短期内由煤炭的兜底保障特点确定,中长期由新能源的有序替代和煤炭的原料属性确定。

同时,为实现煤炭供应的精准调控和有效保障,必须加强新型储备能力建设,既包括资源储备的精准勘查能力,也包括煤矿开发建设能力,更要提升煤量储备的能力,合理建设煤炭仓储设施,增加供应的弹性和韧性。

应对重大挑战,推动煤炭生产方式和管理模式变革

煤炭行业转型升级和高质量发展面临着安全生产、生态保护、低碳消费、数字转型等一系列新挑战。首先,随着开采深度的不断增加,部分煤矿由低瓦斯向高突矿井演变、无冲击地压危险向弱冲击或强冲击演变,水文地质类型由简单向复杂或极复杂演变,灾害防控难度不断加大。其次,14个大型煤炭基地中,陕北、晋北、晋中、晋东、黄陇、神东、宁东、鲁西、河南9个基地分布在黄河流域,对煤炭资源开发提出了更高要求。第三,煤炭是传统高碳能源,降低煤炭消费总量及消费过程中的碳排放强度是实现“双碳”目标的必然选择,也是当前亟需解决的难题。第四,作为传统的工业领域,煤炭行业数字化基础相对薄弱,数字化转型的难度较大。应对这些重大挑战,要求全煤炭行业要完整准确贯彻新发展理念,积极构建新发展格局,坚定落实能源安全新战略,继续进行改革和自我革命。

煤矿智能化建设正是在新发展理念下,煤炭企业参与构建新发展格局的具体行动,也是煤炭企业满足矿工对美好生活向往的必然选择。然而,随着煤矿智能化建设的深入推进,以及煤矿生产力水平的不断提升,必然带来煤矿生产组织模式与管理方式的调整,煤矿“生产关系”必须适应智能化“生产力”水平。因此,伴随着煤矿智能化建设,煤矿生产与组织管理能力提升成为煤炭企业的“必做功课”。

目前,我国煤矿智能化建设已走在整个矿山领域的前列,有力推动了新一代信息技术与矿山开采的深度融合。据初步统计,截至2021年底,全国已完成116个智能化煤矿建设,智能化采煤工作面已完成省级(中央企业)验收132个,智能化掘进工作面已完成省级(中央企业)验收105个,已有26种机器人在煤矿现场应用。

推进消费升级,加快煤炭向清洁燃料和优质原料转变

我国在燃煤发电超低排放升级改造方面取得了显著进展,加速了煤炭作为燃料的清洁化转变。煤炭作为原料不仅可以固碳,而且能够提供丰富的油品和化工品,有力拓展了煤炭的消费利用空间。

煤炭作为原料向高端化发展,正是要不断延伸产业链,开发高性能产品。一是加强航空航天煤基高性能燃料、舰艇用柴油、特殊环境燃料、一体化通用燃料等特种油品研发;二是加强聚乙醇酸等煤基可降解塑料产品技术攻关,掌握含氧单体共聚接枝和封端技术,接近通用塑料水平;三是以煤液化油渣沥青和煤焦化沥青为原料,开发国防、航空航天用高模量碳纤维、超级电容器活性炭、高性能储能电池负极等材料;四是攻关间接液化α烯烃分离加工技术、高端润滑油、高端费托蜡制备技术,延伸煤制烯烃产业链。

煤炭作为原料向多元化发展,正是要充分发挥煤化工差异化发展优势。一是研发煤制油、煤制化学品联产耦合工艺和产品联合加工技术,实现产品多元化;二是研发石脑油和甲醇共裂解技术,优化石脑油裂解反应和甲醇制烯烃反应热平衡,生产烯烃的同时联产PX,实现研发材料多元化;三是探索煤化工与新能源、天然气化工、生物化工、石油化工、冶金建材过程的耦合技术,提供能效物耗优化解决方案。

煤炭作为原料向低碳化发展,正是要打造零碳排放煤化工产业。一是研发新型高效催化剂与工艺和过程节能技术,实现煤化工过程源头减碳;二是突破可再生能源制氢制氧与煤化工合成耦合技术,应用绿氢绿氧,降低煤化工工艺过程碳排放;三是应用可再生能源绿电作为电力,研发高效储热制蒸汽技术,利用绿电和低谷电价制蒸汽;四是开展煤化工CCUS技术攻关,突破煤化工二氧化碳低成本捕集、二氧化碳化工和矿化利用、二氧化碳驱油地质封存技术,开发二氧化碳制芳烃、乙醇、乙二醇、烯烃、碳酸脂、DMF等化学品等。

加强科技创新,构建保障行业高质量发展的标准体系

面对煤炭兜底保障和绿色低碳转型要求,煤炭行业提出了“31110”科技创新任务,包括煤炭绿色智能开采、煤矿重大灾害防控、煤炭清洁高效转化三大基础理论研究,煤炭资源勘查与地质保障、大型现代化矿井建设、煤炭与共伴生资源协调开采、煤矿灾害防治、煤矿智能化与机器人、煤炭清洁高效加工、煤炭低碳转化利用、煤矿职业健康保障、煤矿应急救援、矿区资源利用与生态保护十大重点领域核心技术攻关,煤矿井巷全断面快速掘进、复杂地质条件煤层智能综采、智能化煤矿建设、智能精细高效洗选、煤炭分质利用、煤炭液化及高端化工品制备、废弃矿井地下空间资源综合利用、矿区大宗固废资源利用、大型矿区生态修复、煤炭产品质量精准调控等十项重大技术创新示范,以及和百项先进适用技术推广应用。

构建煤炭领域新型标准体系,发挥标准化的基础性和引领性作用,对于保障煤炭行业高质量发展具有重要意义。目前,煤炭领域标准主要集中在煤矿勘察、建设、生产以及煤炭加工、利用等方面,应进一步扩展至生产服务等领域,并加大在矿工健康、绿色开采、煤矿智能化、矿区生态建设、煤炭清洁利用、碳减排等关键技术领域的制定力度,同时加强技术研发、标准研制和应用推广的协同,加大团体标准的自主制定力度,推动煤炭领域标准供给向政府与市场并重转变。

坚持走清洁低碳、绿色安全、智能高效、多元协同的高质量发展道路

碳达峰碳中和目标对煤炭行业的发展提出了新的要求,但“双碳”并不是简单的“去煤化”,煤炭清洁高效利用能够为我国能源转型提供立足点,在未来能源结构转变中发挥重要的支撑作用。

煤炭行业必须坚持走清洁低碳、绿色安全、智能高效、多元协同的高质量发展道路,不断打造矿区“生态和谐”样板,构建矿区山水林田湖草沙多生态系统;持续拓展煤炭清洁消费空间,推进煤化工产业高端化、多元化、低碳化发展;加快煤矿智能化建设,着力提升煤矿安全生产水平,让更多发展成果惠及广大矿工;立足以煤为主的基本国情,加快煤电的灵活性改造,推动煤炭和新能源优化组合。

(作者系中国煤炭工业协会副会长、中国煤炭学会理事长 )

 
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