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创新驱动 煤炭业助力国家能源安全与环境保护
2023/11/4 中国投资咨询网

  "总书记强调了以科技创新为引领,加快传统产业高端化、智能化、绿色化升级改造的重要性。

  传统产业是建设现代化产业体系的基础,如何通过新技术和新业态的改造提升传统产业,增强其发展的连续性和竞争力,使得"老树"可以发出新芽?本版从今天开始推出“传统产业新模样”系列报道,展示煤炭、建筑、纺织等传统行业转型升级的新实践和新成果。

  ——编辑

  煤炭是我国能源安全的支柱,年消费量约占国内能源消费总量的56%。作为重要的传统能源产业,煤炭工业在支持经济社会发展方面起到了重要作用,但也一度给人们留下了粗放、高污染的印象。

  近年来,煤炭工业积极推进供给侧结构性改革,大力推动清洁高效利用,取得了许多令人欣喜的新变化。

  高端化

  摆脱传统发展模式,开发高附加值、精细化、差异化产品

  在实现“双碳”目标的背景下,煤炭将逐渐从我国的主要能源转变为支持性能源,然后转向应急保障和调峰能源。从长远来看,煤炭行业如何摆脱传统的“挖煤—卖煤”模式,创造新的增长点?

  在国家能源准能集团研发中心,工作人员向记者展示了一种黑色液体,它是该企业最新研究出的煤基纳米碳氢燃料,由煤、水和少量添加剂经过纳米化工艺制成的一种新型特种燃料。

  国家能源准能集团的相关负责人表示:“这种燃料具有低点火温度,可以自主稳定燃烧,可以大幅降低火电厂的煤耗。”煤基纳米碳氢燃料不仅可以应用于火力发电领域,还可以用于炸药、替代燃油、煤化工气化等多个领域。以煤化工气化为例,一般煤浆浓度提高1个百分点,合成气产率可提高0.5个百分点。而煤基纳米碳氢燃料可以实现更高的浓度,进一步提升经济效益。

  该负责人介绍说:“一家煤化工企业试用后,每年的合成气增加,每年能增加大约2亿元的收益。”准能集团正在打造“煤—电—粉煤灰—绿色电解铝—高端铝产品、稀有金属—白泥综合利用产品”的产业链,从而实现煤炭的全面利用。初步估算,这条产业链的经济效益将是原煤价值的18倍,并为解决我国铝土矿资源不足等问题提供了新的途径。

  中国煤炭工业协会新闻发言人张宏认为,煤炭在能源领域的比重将逐渐下降,而在工业原料领域的作用将日益突出。应提高煤炭作为原料的综合利用效率,开发高附加值、精细化、差异化的产品,推动煤化工产业实现高端化、多元化、低碳化的发展。

  对于推动煤炭高端化发展带来的效益,山东能源兖矿鲁南化工董事长张岭深有感触:“这些年,我们致力于满足下游客户对高质量醋酸脱碘的需求,不断进行技术攻关。产品质量提高了,产品的价值也随之提升。预计今年仅精脱碘醋酸的销售就能增加1000多万元的收益。”

  目前,鲁南化工正在加紧推进节能减碳一体化项目的投产目标。该项目将实现更多低阶原料煤的高效利用,预计二氧化碳排放量将减少约10%。

  据不完全统计,2022年,我国煤制油、煤制气、煤(甲醇)制烯烃、煤制乙二醇的产能分别达到931万吨、61.25亿立方米、1672万吨、1155万吨。煤炭作为化工原料的综合利用效率不断提高,为保障产业链和供应链的稳定发挥了积极的作用。

  梁嘉琨认为:“在未来的‘十四五’时期以及更长的时间里,煤炭工业面临机遇和挑战并存。煤炭在一次能源消费结构中的比重将持续下降,因此煤炭行业必须转变长期以来依靠增加产量、扩大规模和提高价格的发展方式,着力推动转型升级,提高发展质量。”他认为,未来,煤炭行业还将继续加快生产智能化、管理信息化、产业分工专业化、煤炭利用洁净化的转变。

  智能化

  全国煤矿智能化建设的总投资规模已超过1500亿元,为保障安全和提高效率发挥了重要作用

  在内蒙古鄂尔多斯,阳光照耀下,载重330吨的无人矿用卡车从露天矿坑中装载着矿土,前往2.5公里外的卸载区域。整个“采、运、排”的过程顺畅无误。

  国家能源准能集团黑岱沟露天煤矿智能化建设管理中心经理郭培表示:“露天煤矿的矿卡车体型庞大,盲区多,尤其是在夜间或恶劣天气下,驾驶员面临着巨大的安全风险。这些无人矿卡采用了激光雷达、毫米波雷达、数字孪生等新技术,能够自主规划路径、准确停靠卸载区,驾驶速度与人工操作相当。”

  智能穿爆系统通过输入煤岩和台阶参数等信息,将钻孔布设精度提高到5厘米以内;高台阶雷达监测系统能够快速识别潜在的危险区域,预警时效从24小时缩短到2小时,每年可多采收煤炭超过10万吨……智能科技的应用使得黑岱沟露天煤矿的生产管理更加智能高效。

  在山东能源枣矿集团付村煤业公司的百米井下,煤炭生产也变得智能化。工作人员通过电脑启动智能采煤机,它缓缓向前移动,液压支架自动跟随,将黑色的煤炭送入刮板运输机。

  付村煤业公司副经理侯晓松介绍说:“井下的工作面从18人减少到7人,单产水平提高了46%左右。”该矿井还安装了智能喷雾系统,可以识别喷雾和喷雾超限,改善工作环境。

  煤炭行业属于高危行业,生产过程中经常面临水害、火灾、瓦斯、地压和粉尘等灾害隐患。推进煤矿智能化建设可以减少高危岗位,帮助减少人员、保障安全和提高效率。国家能源局煤炭司相关负责人介绍说,截至2022年底,国家能源集团、中煤集团、山东能源集团等7家重点煤炭企业已经建成智能化产能达到13.93亿吨/年,占总产能的74.7%。

  智能化建设也推动了相关产业的升级。截至今年5月,全国共建成了1043个智能化采煤工作面和1277个智能化掘进工作面。据初步统计,全国煤矿智能化建设的总投资规模已超过1500亿元,推动了矿山物联网、煤矿机械装备制造、智能控制系统等产业的快速发展。

  山东能源集团董事长李伟表示:“我国煤炭行业智能化建设的优势在于规模大、场景多,但也带来了挑战。”他指出,不同地区、不同企业的煤矿生产条件差异很大,采掘、运输、洗选等过程也很复杂,智能化应用的成本高、复制的难度大。“下一步,应加快煤矿智能化标准体系的建设,打破煤炭、煤矿机械和软件企业之间的数据壁垒,积累数据并推进数据共享。”

  绿色化

  加快绿色低碳技术攻关,推动资源循环利用

  采访中,许多专家和企业表示,煤炭等化石能源在短期内仍然是主要能源,推动煤炭产业实现绿色低碳发展,并与新能源进行优化组合,是同时考虑减污降碳和确保供应安全的现实选择。

  在江苏徐州,驱车前往徐矿集团华美热电公司的路上,蓝天白云、绿树成荫。这个曾经因煤而兴、也因煤而困的城市,已经摆脱了“一城煤灰半城土”的形象,走上了一条转型之路。

  在华美热电公司的厂区内,两台循环流化床发电机组正全功率运行,近1.3万块光伏板整齐排列,部分光伏板下还种植着花生、红薯等作物。

  华美热电公司副总经理兼总工程师卢官发告诉记者:“今年以来,电厂加快了机组节能降耗和供热升级等技术改造,各项参数均超过超低排放标准。上半年,二期光伏项目竣工后,每年可发电约860万千瓦时,相当于节约了约2720吨标煤。电厂自给自足的绿色电力可以为附近的淮海大数据中心提供电力。”

  冯兴振认为:“生态优先、绿色低碳是推动煤炭产业高质量发展的必然选择。”他指出,未来5年是企业绿色转型的重要时期,“在生产方式上,我们将坚持‘是矿不像矿、产煤不见煤、采煤不用煤’的理念,大力推广清洁生产技术、装备和工艺,实现煤炭的清洁开采和高效利用。在产业结构上,我们要从‘一煤独大’向‘多能互补’转变,积极建设光伏等新能源项目。”

  推动资源循环利用和价值提升是煤炭行业绿色转型的另一个重要方向。在国家能源准能集团,近10万亩复垦土地被打造成了工业旅游景区;在山东能源枣矿集团高庄煤业公司,煤矸石被用于筑路、制砖等,尾煤泥改造提高了中煤的产量;在徐矿集团张双楼煤矿,矿井涌水被用作井下防尘用水……

  中国煤炭工业协会发布的数据显示:过去10年,全国矿井水综合利用率从62%提高到79.3%,土地复垦率从42%提高到57.8%,煤矸石和低热值煤的综合利用发电装机容量从2950万千瓦提高到4300万千瓦,超低排放的煤电机组装机容量超过10.5亿千瓦,占比约为94%。

  针对煤炭固有的高碳特性,一些煤炭企业积极创新二氧化碳捕获利用封存(CCUS)技术。今年6月,亚洲最大的火电CCUS项目在国家能源集团江苏泰州电厂建成并投入运营,二氧化碳捕获率超过90%,捕获电耗比传统工艺降低约10%。刘建东介绍说:“项目研发了新一代高容量、低能耗、长寿命的吸收剂,开发了焊接制造、食品级干冰、机械清洗等应用,将实现对二氧化碳的100%利用。”这一项目将有助于江苏泰州电厂消纳更多的绿色电力。

  将“乌金”变成“绿金”并非一蹴而就。梁嘉琨表示,下一步应该尽快突破煤炭行业绿色低碳发展的基础理论和关键技术,进一步完善碳核算和碳减排体系。同时,还应持续探索煤炭绿色低碳生产开发模式,推动传统能源和新能源

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