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全球简讯:煤炭清洁高效利用接下来的路该怎么走？
2022-12-26
“在今后较长时间内，推进我国煤炭清洁高效利用是长期且艰巨的任务，需要国家从战略、管理、技术等多个层面高度重视。”
党的二十大报告指出，积极稳妥推进碳达峰碳中和。其中，“深入推进能源革命，加强煤炭清洁高效利用”是重要内容。
(资料图片)
推进煤炭清洁高效利用，必然需要科技力量的强支撑。当前，我国已在煤田地质勘查、煤矿灾害防治、矿山智能开采、煤炭高效转化等领域，取得一系列跨越式成果，煤炭行业科技贡献率从近40%提高到60%。但同时，随着绿色低碳发展的要求越来越高，行业亦有短板亟待补齐。
如何进一步提升？来自全球最大的煤基能源企业——国家能源集团的科技部主任、煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室副主任李全生有着独到见解。
科技创新水平走在世界前列
身为行业资深专家，李全生切身体会到科技进步对煤炭清洁高效利用起着第一生产力、第一动力的根本作用。
“例如，煤电在我国电力供应结构中约占2/3，这正是煤炭较为清洁高效的利用方式。通过创造性研发燃煤发电机组超低排放技术，严格实施高于世界主要发达国家和地区的大气污染物超低排放标准以及大规模超低排放改造，我国已建成全球最大的清洁高效煤电供应体系。”李全生以数据进一步印证：截至2021年底，全国已有10.3亿千瓦煤电机组完成超低排放改造；百万千瓦超超临界燃煤发电机组有160台在运行，超过其他国家的总和，平均供电标准煤耗低至280克/千瓦时。
在清洁高效利用的另一主要领域——煤化工，我国同样达到全球规模最大、技术整体领先。当前，我国已形成较为完备的现代煤化工工程技术体系，关键设备国产化水平不断提高，大型煤气化、煤制烯烃、煤制芳烃等多项技术处于国际领先水平，煤直接液化、粉煤中低温热解及焦油轻质化技术属于国际首创。
种种突破，离不开龙头企业的引领示范作用。李全生介绍，作为全球最大的煤基能源企业，国家能源集团聚焦科技价值创造这一主线，充分发挥科技创新主力军作用，持续做好煤炭清洁高效利用这篇大文章。不仅在先进高效、灵活、智能燃煤发电和新型电力系统建设技术上取得突破，还开创了煤化工产业高端化、多元化、低碳化发展的新局面。
“全面掌握煤制油品、烯烃等大型现代煤化工成套技术，可以说占领了该领域的国际制高点。”李全生举例，该集团打造了世界首套百万吨级煤直接液化示范工程和世界单体规模最大400万吨/年煤间接液化示范工程，成为全球唯一掌握两种煤制油技术的企业；依托首创的成套技术，建成了世界首个煤化工10万吨级碳捕集与封存工程。
重大技术需求持续旺盛
成绩有目共睹，但仍有提升的潜力与空间。李全生表示，未来相当长时期内，煤炭仍将是我国的主体能源和兜底能源，煤炭行业的科技创新，对保障国家能源安全起到至关重要的作用。
“经过几十年攻坚克难、奋起直追，全行业实现从跟跑、并跑到总体领跑的重大跨越，但部分关键核心技术还有短板和弱项。此外，‘双碳’目标对绿色低碳发展提出了更高要求，煤炭行业对新的重大技术需求旺盛，基础研究及商业化应用均有待提升。”李全生举例，碳捕集封存与利用项目，可实现化石能源大规模低碳利用、有效降低二氧化碳排放，但该技术距离全流程、商业化应用仍有不小差距。以低成本、高效利用技术做支撑，才能真正实现高碳能源低碳利用。
再如，我国确定了构建新型电力系统的战略路径，但目前系统支撑能力不够，燃煤机组调峰灵活性、煤电电站低负荷工况运行的安全性、经济性和环保性等问题亟待解决。对此，还需要持续提升灵活高效运行的水平，集中攻关支撑新能源大比例消纳的灵活智能发电技术、煤电与新能源耦合发电技术等，以及高参数超超临界发电技术、超临界CO2发电技术和整体煤气化燃料电池发电等前瞻性、颠覆性新型燃煤发电系统。
在现代煤化工领域，煤化工产业链短、产品同质化、碳排放等问题摆在面前，能源转化效率和运行稳定性、资源综合利用水平有待提高。对此，需要集中攻关煤基特种燃料、煤基生物可降解材料、煤基碳素新材料、高端润滑油、高端费托蜡等高端化工产品生产技术，探索研究煤化工与新能源、钢铁冶金等产业耦合技术，开发煤化工特种装备，提升煤炭作化工原料的综合利用水平。
李全生进一步阐述道：“在今后较长时间内，推进我国煤炭清洁高效利用是长期且艰巨的任务，需要国家从战略、管理、技术等多个层面高度重视。”
进一步加强产业扶持力度
难题不少，李全生却有信心。“针对以煤为主的能源结构，我国长期将煤炭开发利用技术作为国家科技计划的重点支持方向，形成了一批核心技术和创新平台，培养和汇聚了一批高水平创新人才。”
李全生建议，在此基础上，进一步实施国家层面的煤炭清洁高效利用重大科技攻关计划，建立“顶层目标牵引、重大任务带动、基础能力支撑”的重大科技攻关组织模式。充分发挥大型能源央企的创新主体和出题者作用，推动企业成为技术创新决策、研发投入、科研组织和成果转化的主体，为重大科技攻关提供资金、人力和应用推广条件等支持。加快构建以国家重点实验室、高水平研究型高校、科技领军型企业为引领的煤炭科技国家战略科技力量，加强综合型、复合型人才培养，特别是加强智能发电、煤炭与新能源耦合、现代煤化工、CCUS等领域人才培养，加大卓越工程师人才培养力度。
“除了行业自身，需要从国家层面科学把握煤炭减量替代节奏，对煤炭清洁高效利用产业加强扶持力度。”李全生提出，“十四五”期间，重点释放一批安全高效绿色煤炭产能，新建一批高效灵活调峰能力强的燃煤发电机组，推动现役机组“三改联动”，开发一批煤油化联产绿色低碳煤化工项目，促进碳捕集利用与封存产业化，为我国能源安全保障和“双碳”目标实现提供支撑。
针对煤化工这一重点方向，李全生还建议，明确煤制油气作为国家能源安全战略储备的定位，将煤基特种燃料列入国家石油收储目录，将煤基生物可降解塑料、煤基高端碳素材料等高端煤化工作为战略性新兴产业进行部署，由限制发展的“两高”项目转为高技术产业项目，支持其有序高质量发展。“建议在国家规划的鄂尔多斯、榆林、哈密等大型煤化工基地建设一批煤油化新能源一体化发展的低碳高端煤化工项目，充分发挥我国煤制油技术与产业优势，将技术储备转化为产能储备。”