煤炭清洁利用技术是干什么的

日本能源资源匮乏， 却是世界能源消费大国。据《BP世界能源统计年鉴2016》数据显示，2015年，日本石油消费量居世界第四、天然气消费量居世界第五，几乎全部依靠进口煤炭生产量仅为0.6百万吨油当量，而消费量高达119.4百万吨油当量。

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。

深入推进能源革命加强煤炭清洁高效利用。

立足我国能源资源禀赋，坚持先立后破，有计划分步骤实施碳达峰行动。深入推进能源革命，加强煤炭清洁高效利用，加快规划建设新型能源体系。积极参与应对气候变化全球治理。

能源强度和碳强度逐步下降是走向碳达峰的必要步骤。虽然近年来我国的能源强度和碳强度已经有了明显降低，但目前仍明显高于世界平均水平，比发达国家高得很多。同时，产业结构偏重、能源结构偏煤、效率偏低、高碳发展路径依赖惯性大等四大挑战不可忽视。

“实现‘双碳’目标是一个复杂的系统工程，是一个长达几十年的科学转型过程，政策性很强，需要把握好节奏，积极而稳妥，防止一刀切、简单化，同时也要防止转型不力带来落后和无效投资。

行动：

发展清洁能源不仅需要发挥企业的生力军作用，而且需要全社会的共同参与。企业是推动清洁能源发展的主力军、生力军，无论是清洁能源的科技创新还是清洁能源项目的开发建设、运营以及清洁能源的消纳利用，都需要企业的积极参与、创新性参与，同时也需要全社会的积极参与。

发展可再生能源不仅仅是发电端和输电端的事，电力消费者也应该参与到这个过程中，这样才能更好地形成全社会共识。

煤炭在世界一次能源消费构成中约占30％。

煤炭直接燃烧不仅造成了严重的环境污染，而且导致全球不断增温。就世界范围而言，燃煤已经成为国际社会普遍关注的一个热点。发展清洁煤技术、减少污染物和二氧化碳排放、提高煤炭利用效率也相应提上各国的议事日程。

目前各国致力于发展煤洗选、型煤加工、水煤浆、先进的燃烧器、流化床燃烧器、烟道气净化、煤炭气化与液化、燃气化联合循环发电、燃料电池等，并从中获益匪浅。联合国经济合作与发展组织公布的一份资料表明，减少不燃烧矿物质(粉尘)的煤炭清洁技术不仅可以消除10％～30％的含硫量，而且本身的热值较高，送进锅炉的灰尘量也较少。先进的消除颗粒物的机械装置可以清除99％的颗粒，并减少一氧化碳的排放。废气脱硫技术和流化床燃烧技术可以消除90％的二氧化硫。

世界各国中，美国、日本在发展清洁煤技术方面起步较早，成就显著，在国际上起到了先导作用。在美国和日本的带动下，越来越多的国家加入了研究开发清洁煤技术，并相继建立了各种各样的示范工程。

我国是世界煤炭生产和消费大国，近年来煤炭年产量和年消费量均在10亿吨以上，煤炭占一次能源总消费量的比例稳定在75％上下，预计到21世纪中叶煤炭仍将在我国的能源消费结构中占据主要地位。因此，对于我国来说，压力是巨大的，但同时潜力也是巨大的。幸运的是我国的水煤浆制浆工艺已经达到了国际水平，并已建成了商业性示范工程。煤气化工艺也提高到一个新的水平，大量的煤制气为城镇居民提供了极大的方便。如1990年全国煤制气消费量为235.9亿立方米。此外，中国已开发出热效率在1兆瓦以上的新型煤粉燃烧器，其燃烧效率达到95％，且煤种适应范围广。顺便要提到的是引进了煤气化联合循环发电装置和煤炭直接液化小型试验装置。未来的煤炭采掘将由煤层气抽取、煤层采掘、煤炭气化3个阶段组成，届时，煤的回收率可望达到60％~70％。

煤炭清洁利用专业主要面向煤炭加工转化企业，掌握必须的文化基础知识和专业知识，具有较高素质和较强的生产实践能力，适应煤炭深加工生产、技术管理第一线需要的，德、智、体、美等方面全面发展的高素质技能型专门人才。

本专业的毕业生，主要是为企业培养从事煤质分析、工业分析、洗选、炼焦、煤气化、煤液化、煤化工安全及环保等工艺操作与技术管理的高等技术应用性专门人才。煤炭深加工与利用专业的毕业生还可以在冶金、食品、日化及建筑类企业环境监测及分析化验人员、乡镇环保员、各级污水处理厂的水质分析人员；防疫站（疾病控制中心）、卫生检验、各类商品检验及质量控制机构从事监测与分析化验工作。

目前,国家正在大力加强煤炭工业的发展,另外,很多煤炭企业存在很多的问题,深加工这个行业还是不错的选择。煤炭深加工与利用专业毕业生，无论是在现场工作还是在设计院上班都是很不错的，毕竟现在要追求资源的合理利用。

能源永远都是热门职业。煤炭深加工是指将地下开采出来的原煤经过工艺加工，增加其使用价值、提高附加价值的加工过程。煤炭深加工主要有煤炭洗选、煤炭煤气化、煤变电等。煤炭经过深加工，大大提高了煤炭及附属产品的价值，提高了煤炭的综合利用率。由于煤炭资源的需求量大，煤炭深加工与利用专业的就业前景会非常不错的。

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。

央行增加千亿专项再贷款，支持煤炭清洁高效利用，这释放了什么信号？

为进一步释放我们的煤炭产能，中国人民银行增加1000亿元支持煤炭清洁高效利用专项再贷款额度。本次增加的1000亿元额度，将专门用于支持我们的煤炭开发使用和增强煤炭储备能力。在我们的新增额度支持领域包括煤炭安全生产和储备，以及煤电企业电煤保供。

信号一、先贷后借的直达机制：要知道我们当前世界局势复杂演变，国际能源价格持续高位波动，对我国能源安全和经济平稳运行带来更大不确定性和挑战。次增加1000亿元专项再贷款额度，专门用于支持煤炭开发使用和增强煤炭储备能力，有利于充分发挥我国富煤的资源禀赋特点，保障能源稳定供应，支持产业链供应链稳定，支持经济运行在合理区间。支持范围内符合标准的项目发放优惠贷款，贷款利率与发放时最近1次公布的同期限档次贷款市场报价利率大致持平，可根据我们企业信用状况下浮贷款利率。

金融机构应优先支持煤炭安全生产和储备的项目贷款。对于煤电企业电煤保供领域，金融机构发放的煤电企业购买煤炭的流动资金贷款可按要求申请专项再贷款支持。

信号二、大宗商品保供稳价：我们的人民银行实施好碳减排支持工具和支持煤炭清洁高效利用专项再贷款，通过金融机构向企业提供融资支持。推进了我们的煤炭清洁高效利用，推动煤电机组节能减排改造、灵活性改造、供热改造，提高能源使用效率。切实的保障我们的市场供应，加快优质产能释放，加强价格和储备政策协调联动，发挥储备调节作用，强化储备和进出口调节。为加强能源供应保障，促进煤炭进口。

数据显示，煤炭占我国已探明化石能源资源储量的97%。与会院士一致认为，煤炭要革命，要实现煤炭在全行业、全产业链的清洁、高效、可持续开发利用。

“煤炭是功臣，将来也要做很大贡献，同时必须认识到‘减煤’是进步。”中国工程院院士杜祥琬在发言中说，一是要提高煤炭科学生产能力，增加效率和洁净度；二是加大散烧煤规划治理，用气、电、地热等来代替；三是保持工业燃煤尽量不再增长，提高电煤的高效利用；四是适度做一些高端煤化工。

中国工程院院士彭苏萍认为，当前风能、太阳能加速发展，但主要位于西北部且属于间歇式能源，仍要以煤电作为主要调峰主体。因此迫切需要提高煤电发电效率，实现二氧化碳近零排放。

据谢克昌分析，中国的能源革命需要经历结构优化期、变革期和定型期三个阶段，即2020年以前，主要是煤炭的清洁高效可持续开发利用，淘汰落后产能，提高煤炭利用集中度；2020年到2030年，主要是清洁能源尤其是可再生能源替代煤炭战略；2030年到2050年，形成新型能源体系，煤炭、油气、非化石能源消费比例达4:3:3。

洁净煤技术是指从煤炭开发到利用的全过程中旨在减少污染排放与提高利用效率的加工、燃烧、转化及污染控制等新技术。旨在减少污染和提高效益的煤炭加工、燃烧、转换和污染控制等新技术的总称。

洁净技术包括：选煤，型煤，水煤浆，超临界火力发电，先进的燃烧器，流化床燃烧，煤气化联合循环发电，烟道气净化，煤炭气化，煤炭液化，燃料电池。

直接烧煤洁净技术这是在直接烧煤的情况下，需要采用的技术措施：①燃烧前的净化加工技术，主要是洗选、型煤加工和水煤浆技术。原煤洗选采用筛分、物理选煤、化学选煤和细菌脱硫方法，可以除去或减少灰分、矸古、硫等杂质；型煤加工是把散煤加工成型煤，由于成型时加入石灰固硫剂，可减少二氧化硫排放，减少烟尘，还可节煤；水煤浆是先用优质低灰原煤制成，可以代替石油。②燃烧中的净化燃烧技术，主要是流化床燃烧技术和先进燃烧器技术。流化床又叫沸腾床，有泡床和循环床两种，由于燃烧温度低可减少氮氧化物排放量，煤中添加石灰可减少二氧化硫排放量，炉渣可以综合利用，能烧劣质煤，这些都是它的优点；先进燃烧器技术是指改进锅炉、窑炉结构与燃烧技术，减少二氧化硫和氮氧化物的排放技术。③燃烧后的净化处理技术，主要是消烟除尘和脱硫脱氮技术。消烟除尘技术很多，静电除尘器效率最高，可达99%以上，电厂一般都采用。脱硫有干法和湿法两种，干法是用浆状石灰喷雾与烟气中二氧化硫反应，生成干燥颗粒硫酸钙，用集尘器收集；湿法是用石灰水淋洗烟尘，生成浆状亚硫酸排放。它们脱硫效率可达90%。

煤转化为洁净燃料技术主要有以下四种：①煤的气化技术，有常压气化和加压气化两种，它是在常压或加压条件下，保持一定温度，通过气化剂（空气、氧气和蒸汽）与煤炭反应生成煤气，煤气中主要成分是一氧化碳、氢气、甲烷等可燃气体。用空气和蒸汽做气化剂，煤气热值低；用氧气做气化剂，煤气热值高。煤在气化中可脱硫除氮，排去灰渣，因此，煤气就是洁净燃料了。②煤的液化技术，有间接液化和直接液化两种。间接液化是先将煤气化，然后再把煤气液化，如煤制甲醇，可替代汽油，我国已有应用。直接液化是把煤直接转化成液体燃料，比如直接加氢将煤转化成液体燃料，或煤炭与渣油混合成油煤浆反应生成液体燃料，我国已开展研究。③煤气化联合循环发电技术，先把煤制成煤气，再用燃气轮机发电，排出高温废气烧锅炉，再用蒸汽轮机发电，整个发电效率可达45%。我国正在开发研究中。④燃煤磁流体发电技术，当燃煤得到的高温等离子气体高速切割强磁场，就直接产生直流电，然后把直流电转换成交流电。发电效率可过50%～60%。我国正在开发研究这种技术。

资源开发带来了环境污染问题，但是，煤炭被视为我国能源资源中的“基石”，我们不能因为环境污染就放弃资源开发。解决煤炭资源开发带来的环境污染问题应采取整顿与生态恢复相结合，开发与环境保护并举，从循环经济入手，治理污染的同时综合利用伴生资源，开发利用煤层气，大力开发煤化工产品，提高煤炭资源的综合利用率。

1．整合煤炭资源，发展大型优势煤炭企业

煤炭是一种不可再生资源，小型矿山企业的无序开采，不仅造成了煤炭资源的极大浪费，同时由于装备差技术水平低，也是造成环境污染的主要根源。大型现代化企业由于污染防治设施配置齐全，自身能耗低，污染物处理和回收利用率高，是减少环境污染的重要保证。关停小型煤炭企业进行资源整合，促使全省煤炭资源尽快摆脱“多、小、散、乱”的局面，向优势煤炭开采企业集中。加快构建新型煤炭工业体系、全力保障国民经济发展需要，搞好统筹规划，依法科学划定煤炭资源国家规划矿区和对国民经济具有重要价值的矿区，加强煤炭资源勘探，完善资源管理和生产开发制度，实现由粗放开发型管理向科学合理开发、保护节约型管理的转变；建立严格的煤炭资源利用监管制度，对煤炭资源回采率实行年度核查、动态监管，进一步整顿资源开发秩序，严禁擅自开办煤矿、私挖乱采，实现合理有序开发。

2．实施生态恢复工程

积极开发塌陷区土地、煤矸石及粉煤灰等废弃资源堆场的综合整治和生态恢复工作，严格执行“占补平衡”的征用耕地原则，是保证山西省国土资源总量平衡和生态安全的重大措施。实施矿区生态恢复工作，综合利用塌陷土地进行矸石、粉煤灰充填复垦造地，或发展养殖业、种植业，逐步发展生态产业，可使已被破坏的土地逐步恢复生机。

3．推行清洁生产，发展循环经济

做好煤炭开发利用过程中产生的煤矸石、粉煤灰、矿井废水和废气以及脱硫废渣等废弃资源的无害化处理和资源化利用工作，是实现资源循环利用和多次利用的重要措施。鼓励企业利用煤矸石、粉煤灰生产水泥及建材，利用煤矸石发电，回用矿井废水用于选煤和工业用水，抽取煤层气发电或为居民提供燃气能源。推行清洁生产工艺，是减少环境污染的最有效途经。

4．设立煤炭可持续发展基金，为环境治理提供资金保障

建议设立煤炭可持续发展基金，用于单个企业难以解决的跨区域生态环境治理、支持资源型城市转型和重点接替产业发展。

跨区域生态环境治理主要内容包括：煤炭开采所造成的水系破坏、水资源损失、水体污染；大气污染和煤矸石污染；植被破坏、水土流失、生态退化；土地破坏和沉陷引起的地质灾害等。

资源型城市、产煤地区转型和重点接替产业发展主要内容包括：重要基础设施、符合国家产业政策要求的煤化工、装备制造、材料工业、旅游业、服务业、高新技术产业、特色农业等。

5．大力发展煤化工，向煤炭精深加工要效益

煤化工是以煤炭为资源，利用科学技术加工生产化学化工产品的一个大产业。其产品如化肥、甲醇、乙烯、丙烯等，市场潜力巨大，产品附加值高，1吨化工产品价格是1吨煤炭价格的几倍到几十倍。根据山西省煤炭及工业特点，重点发展甲醇及衍生物、乙炔化工、化肥、煤焦油深加工、煤制油以及煤层气和焦炉煤气联产利用等项目。

　 6．用新装备生产焦化产品

只焦不化，这是过去人们描述山西焦化行业时常说的，即指将炼焦时产生的大量煤气排放掉，既污染环境又浪费资源。通过改造旧焦炉，更新炼焦生产装备，实现收回焦炉剩余煤气，利用余热发电并开发醇醚燃料等。

综上所述，整合煤炭资源，发展大型优势煤炭企业，优化煤炭生产结构，实施生态恢复工程，推行清洁生产，发展循环经济，综合利用煤炭资源。同时告别只挖煤、采煤的单一经济模式，走以煤为原料提炼转化系列化工产品，形成煤化工产业链的可持续发展之路，是推进煤炭资源开发与环境治理的保障。