由“黑”變“綠”讓煤炭利用更清潔高效
煤炭是我國的基礎能源，在一次能源消費中占有較大比重，是我國能源安全的“壓艙石”。近年來(lái)，我國煤炭工業(yè)深入推進(jìn)供給側結構性改革，大型煤礦區科學(xué)統籌礦區生態(tài)建設、環(huán)境保護與煤炭資源開(kāi)發(fā)，全方位、高標準營(yíng)造生態(tài)礦區、建設綠色礦山，生產(chǎn)清潔煤炭，大力推進(jìn)煤炭清潔高效利用，書(shū)寫(xiě)著(zhù)生態(tài)文明建設與促進(jìn)經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的生動(dòng)實(shí)踐。
在此背景下，國家發(fā)展改革委、國家能源局近日印發(fā)《關(guān)于建立煤炭產(chǎn)能儲備制度的實(shí)施意見(jiàn)》，提出到2027年，初步建立煤炭產(chǎn)能儲備制度，有序核準建設一批產(chǎn)能儲備煤礦項目，形成一定規模的可調度產(chǎn)能儲備；到2030年，力爭形成3億噸/年左右的可調度產(chǎn)能儲備。
智能化促煤炭開(kāi)采更高效
近年來(lái)，隨著(zhù)智能科技賦能，煤礦的生產(chǎn)管理更加智慧高效?！霸谥悄芨咝ч_(kāi)采方面，通過(guò)行業(yè)持續科技攻關(guān)，我國大采高綜采、特厚煤層綜放開(kāi)采、智能化開(kāi)采工作面、煤礦災害防控等領(lǐng)域的共性關(guān)鍵技術(shù)和大型裝備制造已經(jīng)達到國際領(lǐng)先水平?！眹夷茉醇瘓F科技部主任、煤炭開(kāi)采水資源保護與利用國家重點(diǎn)實(shí)驗室副主任李全生對我國當前煤炭開(kāi)采水平給出了較高的評價(jià)。
目前，大型化、現代化、智能化煤礦逐漸成為我國煤炭生產(chǎn)主體。
《2023中國煤炭工業(yè)發(fā)展報告》的數據顯示，2012~2022年，我國年產(chǎn)120萬(wàn)噸以上大型煤礦增加至1200處以上，年產(chǎn)千萬(wàn)噸級的生產(chǎn)煤礦增加至79座。智能化煤礦增加至572處，智能化產(chǎn)能達19.4億噸，占全國煤炭總產(chǎn)能的40%左右；建成智能化采煤工作面1043個(gè)、掘進(jìn)工作面1277個(gè)。首批智能化示范煤礦建成智能化采煤工作面363個(gè)、掘進(jìn)工作面239個(gè)，采煤工作面平均單產(chǎn)500萬(wàn)噸/年，高出全國煤礦工作面單產(chǎn)平均水平3倍多。
以產(chǎn)煤大省山西為例，當地智能化煤礦建設突飛猛進(jìn)?！敖刂聊壳?，山西10座國家智能化示范煤礦全部建成，全省累計建成118座智能化煤礦、1491處智能化采掘工作面?！痹?月16日召開(kāi)的山西省煤礦智能化建設現場(chǎng)交流會(huì )上，山西省能源局副局長(cháng)苗還利介紹，2024年，山西還將新建成150座智能化煤礦。
據記者了解，截止2023年，山西年產(chǎn)能180萬(wàn)噸以上的煤礦智能化改造工程已全部開(kāi)工，已建成智能化采掘工作面的煤礦共281座，年產(chǎn)能總計74750萬(wàn)噸，占全省生產(chǎn)煤礦總產(chǎn)能的61.91%?！吧轿髂Ｊ健睘槿珖旱V智能化建設開(kāi)了個(gè)好頭。
煤礦智能化的快速發(fā)展與技術(shù)進(jìn)步密不可分。
在2023中國國際煤炭采礦技術(shù)交流及設備展覽會(huì )上，華為、中國聯(lián)通、新華三等企業(yè)展出了科技感十足的高端煤礦設備和控制系統，包括終端智能通信設備、無(wú)人礦用卡車(chē)、智能采煤機等，為當前煤礦智能化進(jìn)程提供了強有力的技術(shù)裝備支持。
然而，一路高歌的背后往往也暗藏風(fēng)險。中國礦業(yè)大學(xué)（北京）原副校長(cháng)姜耀東指出，煤礦的建設帶動(dòng)了煤礦裝備的數字化、智能化、自動(dòng)化發(fā)展，推動(dòng)了煤炭企業(yè)管理現代化提升，助推煤礦質(zhì)量變革、效率變革、動(dòng)力變革。但也要看到，當前，全國建成的安全高效煤礦占比小、覆蓋面窄、復雜條件下建設難度大、科技引領(lǐng)支撐作用不足等問(wèn)題依然突出，嚴重制約了煤礦建設的步伐。
那么，如何解答現代化煤礦建設這道難題？
對此，中國煤炭工業(yè)協(xié)會(huì )副會(huì )長(cháng)孫守仁給出幾點(diǎn)建議。他表示，要進(jìn)一步優(yōu)化完善政產(chǎn)學(xué)研用有效銜接、上下游通力合作的科技創(chuàng )新機制體制，全力提升科技創(chuàng )新水平，切實(shí)增強科技創(chuàng )新的支撐作用。同時(shí)，要自覺(jué)強化綠色開(kāi)采的社會(huì )責任，綜合考慮礦區開(kāi)采條件和環(huán)境承載能力，因地制宜采用保水開(kāi)采、煤與瓦斯共采、充填開(kāi)采等技術(shù)，大力推廣無(wú)（或?。┟褐椭悄芑_(kāi)采技術(shù)，實(shí)現煤炭資源精采細采。
科技創(chuàng )新助力煤炭利用更綠色
如果要談一塊煤從“黑”變“綠”的前世今生，那話(huà)題必然離不開(kāi)現代煤化工?？梢哉f(shuō)，現代煤化工是煤炭清潔高效利用的重要途徑，而面臨發(fā)展和減排的雙重挑戰，“綠色化”又是現代煤化工孜孜以求的發(fā)展方向。
中國工程院院士謝克昌介紹：“經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，我國現代煤化工產(chǎn)業(yè)已經(jīng)取得了長(cháng)足進(jìn)步。首先，我國現代煤化工產(chǎn)業(yè)規模發(fā)展迅速，以?xún)让晒哦鯛柖嗨?、陜西榆林、寧夏寧東、新疆準東等現代煤化工產(chǎn)業(yè)示范區為代表的示范基地和生產(chǎn)基地已基本形成，總體規模排在全球前列?！?/span>
對此，李全生表達了相同看法，“我國已形成較為完備的現代煤化工工程技術(shù)體系，關(guān)鍵設備國產(chǎn)化水平不斷提高，系列技術(shù)處于國際先進(jìn)或領(lǐng)先水平。其中，大型煤氣化技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平，高溫費托合成技術(shù)處于國際先進(jìn)水平，煤制烯烴、煤制芳烴、低溫費托合成、煤制乙二醇、煤油共煉技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平，煤直接液化、粉煤中低溫熱解及焦油輕質(zhì)化技術(shù)屬于國際首創(chuàng )?！?/span>
盡管煤化工發(fā)展取得了較大成就，產(chǎn)業(yè)升級示范不斷完善，但煤化工基地建設也存在同質(zhì)化、產(chǎn)能過(guò)剩的問(wèn)題。對此，謝克昌建議：“要堅持創(chuàng )新引領(lǐng)，加強新技術(shù)、新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，延伸產(chǎn)業(yè)鏈，穩步推進(jìn)煤、電、化一體化和煤轉化的差異化發(fā)展?！?/span>
探索煤炭清潔高效利用，燃煤發(fā)電也是其綠色化發(fā)展不可忽略的一條重要路徑。
當前，我國建成了全球最大的清潔高效煤電供應體系?！懊弘娫谖覈娏Y構中約占三分之二，這是煤炭較為清潔高效的利用方式?！崩钊赋?，“目前，全國百萬(wàn)千瓦超超臨界燃煤發(fā)電機組約有160臺在運行，超過(guò)其他國家的總和，平均標準煤耗約280克/千瓦時(shí)。同時(shí)，我國已投運世界首臺60萬(wàn)千瓦超臨界循環(huán)流化床機組，擁有世界上參數最高的超超臨界二次再熱機組。我國煤電技術(shù)已處于國際領(lǐng)先水平，引領(lǐng)了世界燃煤發(fā)電技術(shù)發(fā)展方向?！?/span>
不僅如此，2015年，世界首臺成功運用二次再熱技術(shù)的百萬(wàn)千瓦超超臨界燃煤發(fā)電機組——泰州電廠(chǎng)3號機組，實(shí)現標準煤耗266克/千瓦時(shí)，成為全球煤電的新標桿。
2023年11月底，從中國神華廣東臺山電廠(chǎng)傳來(lái)了喜訊——60萬(wàn)千瓦燃煤發(fā)電機組摻氨燃燒試驗成功，這是當前國內外完成摻氨燃燒試驗驗證的容量最大的機組。目前，60萬(wàn)千瓦及以上容量機組是我國煤電裝機的主力機型，探索60萬(wàn)千瓦燃煤發(fā)電機組摻氨燃燒技術(shù)，對促進(jìn)煤炭清潔高效利用，降低二氧化碳排放具有重要意義。
據記者了解，目前60萬(wàn)千瓦燃煤機組摻氨燃燒項目已入選國家能源局第三批能源領(lǐng)域首臺（套）重大技術(shù)裝備（項目）名單，并已初步建立了一套穩定、清潔、高效摻氨燃燒技術(shù)體系。
“展望未來(lái)，我國煤炭工業(yè)發(fā)展前景廣闊。煤炭仍將以其資源可靠性、價(jià)格低廉性和利用可潔凈性而作為我國的主力能源?！敝x克昌表示，“要在能源轉型中把握好我國基本國情，遵循客觀(guān)規律，從實(shí)際出發(fā)。在低碳化發(fā)展進(jìn)程中，尤其在應對氣候變化過(guò)程中，堅持公平和各自能力原則。依靠科技創(chuàng )新，持續推進(jìn)并做好煤炭清潔高效利用，服務(wù)社會(huì )經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展和國家能源安全，是現實(shí)的戰略選擇?！?/span>