切实推进煤炭清洁高效利用,可以从哪些方面发力呢?
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。
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。
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。
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(8967, 22.00, 0.25%)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(3594, -18.00, -0.50%)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(2795, -16.00, -0.57%)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。
对于运用科技支撑碳达峰碳中和实施,中国九部门联合推出已经对于能源低碳转型和技术突破等多个层面进行十大行动改善,你最大科技力量去支持碳中和等多种行动。也能够有力保护能源绿色低碳。
面对当前环境和其他因素影响,国家各个部门仅针对用科技支撑相应碳达峰碳中和实施项目和方案。通过方案加大对领域低碳核心技术改善和突破。这样才能更好减少二氧化碳排放,为保护环境做准备。要选择相应技术改革创新突破。一些颠覆性技术减少二氧化碳。放量和GDP,能源消耗量等多种因素。这样才能够更好去完善低碳体系。创造绿色环境。要加强。低碳转型科技支撑,加大科技投入和改革。用科技去面对。此次碳中核事件,加强煤炭高度利用也要加强对于碳和其他新能源有机和这样促进资源合理应用。以及碳资源和其他资源。创新对于技术研究等多个层提高自主创新能力。
要加强低碳和凝零碳等多种工业活动突破这样有利于对于碳资源合理利用减少浪费,消耗。减少环境污染等多种因素。要加大对碳标准改革建立各种节能碳技术,合理利用各种资源。加强技术改革创新,促进低碳领域改革应用。也要强对于城乡交通和其他地区低碳行为活动。
作为人民城市我们一定要减少对碳资源使用。然后采用各种科高科技创新技术产品保护我们家园,推动各种技术成果保护。其支持国际,国内各种有关碳资源合作感。重点加大对大对源开发利用和科技技术也要保证国家科技相关知识产权利用,为我国和国际碳资源合理利用,改革创新作出一定准备和贡献。
一是加大技术创新力度,开发更加节能环保、适合分散供热的清洁煤和炉灶。在这方面,市场上有许多技术。然而,没有系统的方法来开发热效率更高、成本更低的洁净煤技术,来改善洁净煤的形状和密度,以及控制复合功能添加剂二次燃烧造成的污染。各方需要共同努力克服它们。最近,一些地区反映,政府推广的洁净煤不容易点燃,不容易封火等问题需要注意。技术研发能否跟上标准,煤质能否达标,直接影响洁净煤的推广和煤炭在清洁供热中的命运。同时,节能环保炉灶的市场份额只有70%,这也说明这个市场存在巨大的技术创新和推广空间。
二是我们应该提供良好的服务。煤和炉具能否配套,是影响取暖和减排的重大问题。这与人们以往的理解和使用习惯不同,一定要做好这方面的工作。政府和企业要切实宣传洁净煤、节能环保炉灶,并给予有效引导。要从思想观念和实际操作上努力,确保人们使用方便,充分发挥洁净煤、节能环保炉灶的真正作用。
三是政府部门的监管要到位。洁净煤供暖节能降耗有哪些合理建议?首先要加强对民用煤炭市场的监管,防止劣质煤炭从生产、运输、销售等方面进入市场。其次,要加强煤炭和炉灶的质量管理,严格执行民用煤炭标准,鼓励企业发展节能环保炉灶,确定标准,淘汰落后炉具。建议定期进行抽查和评估。
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