煤炭清洁高效利用是什么意思
煤炭清洁高效利用指煤炭洗选、燃料发电、清洁转化、分散燃烧等环节清洁和高效利用,关注效率提升和传统污染物控制。
在科技部“高效灵活二次再热发电机组研制及工程示范”项目中,包含两台660兆瓦超超临界二次再热机组。传统超超临界一次再热机组的发电效率一般为46%左右,而应用了二次再热技术后,发电效率可提升到48%以上。
在此基础上,2021年两台超超临界二次再热机组全年烟尘排放、二氧化硫、氮氧化物浓度均值比国家大气污染物超低排放标准低了一半左右,实现大气污染物超低排放。
新时代煤炭清洁高效利用,还要遵循“三高三低”特征,即:高效率、高安全度、高水平人才
首先,煤炭生产、运输和消费各环节应充分利用先进技术,做到节约高效;其次,要保证生产安全,使煤炭行业成为高安全度的行业;还要造就一支符合行业发展需求、能够引领行业进步的高水平人才队伍。三低是指低损害、低排放、低伤害。
最大程度降低煤炭开采对生态环境的影响;实现污染物、温室气体近零排放;改善矿井工作环境,保障煤炭行业从业者的身心健康。
氢能源产业链中游储运加注上市公司
中国石油( 601857)市值9023亿
中石由位于北京市昌平区的福田加氢站和位于张家口市崇礼区的太子城服务区加氢站,分别作为北京冬奥会北京赛区和张家口赛区的首个加氢站已经投入运营,北京、张家口地区的新增加氢站将在 2021年底建成。
中国石化( 600028)市值5133亿
中石化将加快发展以氢能为核心的新能源业务,拟规划布局 1000座加氢站或油氢合建站、7000座分布式光伏发电站点。截至2020年底,中国石化销售有限公司累计开展加氢站试点项目27个,加氢站点分布在广东、上海、浙江和广西等地。
东方电气( 600875)市值643.8亿
氢能产业方面,公司首个撬装式加氢系统在德阳建成, 自主研发的四川首套加氢站用高压储氢容器顺利完工。自主研制 60-110 千瓦燃料电池发动机系统通过国家强检,标志着公司产品已实现了对作为国家示范期重点的中重型、中远途应用的覆盖。
中材 科技 ( 002080)市值582.5亿
在氢能领域,公司做了相应布局,主要产品有燃料电池氢气瓶、运氢长管和加氢站储氢瓶组。燃料电池氢气瓶又包含车载储氢瓶、无人机用储氢瓶、备用电源储氢瓶等。
河钢股份( 000709)市值259.1亿
河钢集团计划先建设两座加氢示范站,并联合重卡、电堆、动力系统等相关的科研院所和厂家,尝试开展重载卡车“柴改氢”的批量示范运营。通过重载卡车的示范运营,逐步扩大“柴改氢”在京津冀地区的应用。
鸿达兴业( 002002)市值189.1亿
公司在内蒙古建设 8座加氢站,2019年已建成第一座加氢站,2020年建成并投产国内第一座民用液氢工厂,2021年又建成内蒙古乌海市第一座移动加氢站,并为乌海市50辆氢能公交加注氢气。公司已成功率先探路长距离运输,为液氢的规模化运输积累宝贵的数据经验。
重庆燃气( 600917)市值134.3亿
公司与重庆地大工业技术研究院签订战略合作协议拟成立合资公司将通过新建加氢站、油氢合建站、气氢合建站等形式建设氩、油、气、电四站合一的项目快速推动重庆市加氢站的建设布局。
华昌化工( 002274)市值123.7亿
公司氢气充装站项目生产规模(产能)为:加工氢气能力 3*1607公斤/天。目前项目试生产报告正在审批中,预计2021年四季度投入运营。
安泰 科技 ( 000969)市值109.0亿
公司承担了国家氢燃料电池重点研发计划,已完成燃料电池测试系统和 110kw级燃料电池电堆的制备及测试验证;公司自主研发的35MPa加氢机、加氢站智慧站控系统、加氢站安全连锁控制系统等已应用于承建的河北钢铁集团邯郸、唐山两个示范加氢站的建设。
佛燃能源( 002911)市值108.8亿
公司已建成投运的佛山南庄站内制氢加氢加气一体化站应用了光伏绿电电解水制氢技术,除了绿电制氢外,该站还配备了站内天然气制氢设备。公司已成立了制氢装备研发团队,不断加大制氢关键技术研发投入,积极 探索 扩大光伏电解水制氢在制氢加氢项目中的应用。
厚普股份( 300471)市值95.23亿
公司是国内首家箱式加氢站解决方案供应商,一直积极持续加大对氢能领域的投入力度,自主研发的多项氢能加注设备关键部件率先打破了国际垄断;公司还承建了多个国家级、省级氢能典型示范站的建设。
京城股份( 600860)市值95.06亿
公司在氢燃料储氢瓶技术领域处于领先地位。公司所生产的 35MPa高压储氢气瓶已批量应用于氢燃料电池 汽车 及燃料电池备用电源领域,70MPa高压储氢气瓶承担北京科委和国家 科技 部等重点项目,目前已完成研制工作,处于第三方认证阶段。
航天工程( 603698)市值89.94亿
公司投资设立航天氢能有限公司,氢能公司将发挥航天煤炭清洁高效利用技术优势,深入推进航天氢技术产业化,投资氢气、合成气等工业气体运营,逐步发展成为集工业气体运营、氢能技术设备研发制造、氢燃料供应链运营、三废治理及运营于一体的综合性投资平台。
富瑞特装( 300228)市值61.11亿
公司正在进行氢燃料电池车用液氢供气系统及配套氢阀的研发工作,该产品是对目前应用较多的车用高压供氢系统的补充,主要用于氢燃料电池重卡,液氢供气系统产品样品现已试制完成有待进行装车试验,配套氢阀有待交付第三方进行试验。
航天晨光( 600501)市值57.72亿
公司主要针对航天领域相关单位小批量配套液氢气氢贮罐、场内液氢运输车和液氢气氢输送管道,尚未大面积推广。在加氢站液氢贮罐方面目前已有相关样品,但限于国内标准及认证问题,尚未加液使用。
春晖智控( 300943)市值57.61亿
公司已开始全力开拓氢能、天然气等新能源领域流体控制部件市场,服务国内新能源加注主流客户。目前,加氢设备电磁阀处于客户验证和产品生产认证阶段。
密封 科技 ( 301020)市值45.09亿
公司为超低温制冷氦气压缩机组研发了专用密封件,此类制冷机组可应用于储氢领域的氢气液化。公司正在按计划分阶段开展氢产业链中压缩机、隔膜泵以及氢燃料电池上相关零部件的开发工作。
和远气体( 002971)市值37.58亿
公司主要是通过生产提纯高纯氢气,同时利用高纯氢气延伸生产电子特气及电子化学品,并负责储存和运输,将氢气及电子特气等提供给给电子半导体、光伏、医药、新能源等下游客户。
首先需要从统筹推进煤炭清洁低碳发展、多元化利用和综合储运。应尽最大努力保障国家能源安全。要坚定肩负保障国家能源安全重大使命,夯实煤炭和燃煤发电基础保障,进入夏峰关键时期,我省保障能源供应任务艰巨,要全力保障煤炭生产。紧紧围绕保供目标,加强统筹规划,全力挖潜增效。
其次需要推广煤炭清洁利用的障碍等方面入手。主要来自技术和资金问题。煤炭清洁利用技术取得了长足进步,但仍有许多问题没有突破。特别是一些煤炭加工核心技术尚未掌握,仍需引进,增加了研发和推广成本。一些技术虽然达到了世界先进水平,但没有国家政策的支持是无法大力推广的,对提高煤炭清洁利用水平的作用有限。
再者需要推进节能减排重点工作,推动能源利用效率大幅提升。主要污染物排放总量持续减少,实现节能减碳减排协同,质量持续提升生态环境,目标是为尽快实现从能源消费“双控”向碳排放总量和强度“双控”转变创造条件,为实现碳达峰和碳中和目标奠定坚实基础。推动新型基础设施能效提升,加快数据中心和基站绿色改造,促进电子信息制造绿色利用。
要知道的是煤炭在我国能源体系中发挥着基础性和基础性作用,煤炭上下游产业是我国国民经济的重要组成部分。煤炭价格过高或过低都会对煤炭上下游产业平稳健康发展有影响和我国能源安全稳定供应产生不利影响。因此,建立煤炭上下游合作共赢的长效机制,将煤炭价格稳定在合理区间内,对于认真贯彻落实中央经济工作会议精神,促进煤炭上下游产业高质量发展。
首先我国煤炭技术含量高,生产效率高。煤炭生产效率也称为生产人机工程学,即一个普通工人一天工作的煤炭产量。技术进步推动我国煤矿机械化水平和单井产量规模逐步提高,带动煤炭生产效率快速提高。智慧绿色已成为煤炭生产的新趋势。煤矿安全得到根本改善。我国煤炭资源普遍埋深,采煤以地下煤矿为主。井下环境复杂,灾害风险因素多,煤矿安全生产面临巨大挑战。
其次矿石容量和外观良好。根据新发布的绿色矿山建设标准要求,煤矿在矿山外观、矿区绿化、废弃物排放、生态保护与修复等方面有更高的约束性要求。为进一步贯彻创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念,绿矿对矿区功能分区进行了合理布局。矿山外观与地表、植被等周边自然环境和谐统一,绿化覆盖率达100%。矿区花园实现“三季花四时绿”,煤矿环境堪比大学校园。
未来煤矿建设趋势将会走寡头垄断的产业结构。在长期的市场竞争和政府引导下,煤炭行业进入生命周期成熟期,生产效率高,生产成本稳步下降。四大煤炭企业占据90%以上的市场份额。这种产业结构既符合规模经济的要求,又保持了相当大的竞争活力,适合长期稳定发展。
要知道煤炭产业是指以开采煤炭资源为主的产业。它是国家能源的主要来源之一,也是国民经济的重要支柱之一。煤炭在我国能源中的主导地位不会改变。虽然比重呈缓慢下降趋势,但煤炭在我国能源市场的主导地位不会改变,当前国民经济的发展离不开煤炭。煤炭产业高质量发展面临多重挑战。新能源、清洁能源替代煤炭步伐加快;煤炭需求增速放缓;煤炭清洁高效利用迫在眉睫。
煤炭清洁利用技术是指以煤炭洗选为源头,以煤炭高效洁净燃烧为先导,以煤炭气化为核心,以煤炭转化和污染控制为重要内容的技术体系,主要包括煤炭加工、煤炭高效等。
一方面发展清洁能源能够节省大量的资源,另一方面也能够起到保护环境的作用,同时也非常符合我国绿色发展的战略。
绿色能源是当前我们所倡导的,毕竟人类在发展的过程当中已经燃烧了大量的矿产资源。那么所排放出来的尾气,造成了气候环境变得更加恶劣,全球温室效应不断加剧。全世界各地区都出现了极端天气,干旱以及高温,甚至部分地区出现的洪水。
我国已建成全球最大清洁发电体系。据报道,我国目前已经建成了世界上最大的清洁发电体系。比如通过水力发电,风力发电以及核能发电,都是属于清洁发电能源体系当中非常重要的组成部分。我国的水利工程设施是非常多的,并且在建数量较为庞大。一方面能够满足国内民众最基本的需求,另一方面也能够为工业发展提供更多的电力。因此发展清洁能源,就显得非常重要。
能够节省大部分的资源。首先,我国之所以发展清洁能源以及清洁发电体系。新为发展清洁能源,能够节省大部分的资源。因为部分国家的发电都是通过燃烧煤炭以及石油和天然气待完成的,但是这也意味着发电成本较高。除此之外,所排放出的大量气体会对环境造成一定的破坏。如果能够采用清洁能源发电,能够节省大部分的矿产资源。将节省出的矿产资源,用于社会的其他方面发展。
也是为了秉持我国绿色发展的目标。除此之外,也是为了符合我国绿色发展的目标。我国已经充分认识到保护环境的重要性,正所谓金山银山,不如绿水青山。因此建设绿色发电体系,是非常重要的,是我国战略当中非常重要的组成部分。
能源高度依赖进口导致日本在工业化过程中能源供应保障十分脆弱。2011年,福岛“核泄漏事故”后,日本各地掀起了燃煤电站建设的浪潮,导致煤炭消费和燃煤发电装机容量迅速增长。为减少燃煤造成的污染物和温室气体排放,日本高度重视发展洁净煤技术,一方面长期支持煤炭清洁高效利用技术的开发和推广,通过环境税等市场手段引导企业进行节能环保技术改造升级,另一方面通过制定严格的环保法规标准和集中统一的监管抑制过度的能源消费和环境污染。
反观我国,目前仍处在工业化加速推进阶段,较长时期内煤炭仍然是我国重要的一次能源,发展煤炭清洁高效利用技术是基于能源安全、经济发展和环境保护的均衡决策下的根本能源策略,总结日本在“环境立国”和能源“技术立国”战略背景下推进煤炭清洁高效利用的做法和经验,对我国具有借鉴意义。
一、煤炭清洁高效利用对日本的重要意义
(一)受能源禀赋约束和工业发展需求影响,煤炭成为日本“后福岛时代”的战略选择。
和美国、英国等发达国家80%以上煤炭需求流向电力部门不同,日本保留了一部分工业,2013年,日本的电力、钢铁行业消费分别占煤炭总消费量的43.1%和37.5%,燃煤发电约占总发电量的28%,钢铁工业对日本煤炭将保持稳定的需求量。2 0 1 4年日本政府发布第四次《能源发展战略》,确定了将煤炭作为满足日本基荷电力需求的最经济的能源。煤炭在日本的能源结构中将长期处于重要的战略地位,煤炭成为日本风险最低、经济性最强的长期可依赖的重要能源。
(二)煤炭清洁高效利用是日本实现低碳社会和可持续发展战略的必然选择。
福岛核事故后,日本重启大量火力发电站,以弥补电力供应不足。当时,约两成的火电设备服务年限超过40年,老旧设备重新启用导致故障频发,二氧化碳排放也在2013年达到历史最高。煤炭清洁高效利用成为日本实现低碳和可持续发展战略的必然选择。日本通过开发流化床燃烧技术、煤气化联合循环发电等技术,提高煤炭利用效率通过引导企业采用先进的煤炭洗选、低氮燃烧、废烟气处理等脱硫脱氮技术,减少污染物排放。火电厂发电煤耗从1990年的317克标准煤/千瓦时降低到2013年的292克标准煤/千瓦时,供电煤耗从332克标准煤/千瓦时降低到302克标准煤/千瓦时,分别比我国2014年的煤耗低8克标准煤/千瓦时和17克标准煤/千瓦时。根据IEA统计数据,日本煤电机组平均热效率为41.5%,居世界第一。此外,日本将进一步发展碳捕获封存利用技术,减少煤电的环境和气候影响。
另一方面, 日本通过制造业技术升级、设备大型化、生态型产品研发等途径,使钢铁、化工等行业的节能环保技术达到世界先进水平,生产效率和能源利用率大幅提升。其中钢可比能耗从1995年的656千克标准煤/吨降至2011年的614千克标准煤/吨,比我国2014年的钢可比能耗低约40千克标准煤/吨。