我國富煤、貧油、少氣的資源稟賦決定了煤炭在未來很常年仍將是我國zui重要的消費能源。在近些年來能源升級轉(zhuǎn)型的大背景下，我國對煤炭清潔高效利用有著迫切需求。
煤炭的清潔高效利用主要包含兩個要素，即提升煤炭利用質(zhì)量與效率，顯著降低煤炭利用流程中污染物的排放。我國通過煤炭提質(zhì)加工、現(xiàn)代煤化工、燃煤發(fā)電超低排放等技術(shù)手段實現(xiàn)了煤炭清潔高效利用的很大發(fā)展。
煤炭洗選提質(zhì)實現(xiàn)升級
我國煤炭提質(zhì)加工技術(shù)主要包含煤炭洗選、低階煤提質(zhì)等。煤炭提質(zhì)加工是實現(xiàn)煤炭清潔高效利用的重要方法，國家能源局發(fā)布的《關(guān)于帶動煤炭工業(yè)科學(xué)發(fā)展的指導(dǎo)意見》也提到煤炭工業(yè)發(fā)展“要堅持提質(zhì)增效、集約發(fā)展原則”。
在煤炭洗選方面，據(jù)煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)劃研究院統(tǒng)計的數(shù)據(jù)顯示，2018年，我國煤炭開采和洗選業(yè)產(chǎn)能利用率為70.6%，同比增加3.52%。我國煤炭產(chǎn)能利用率近些年來有效提升。
在煤炭提質(zhì)方面，低階煤利用流程中經(jīng)濟(jì)價值、環(huán)保效益都偏悲觀，可通過提升發(fā)熱量、改良燃燒特征、強(qiáng)化氣化技巧順應(yīng)性等提升品質(zhì)。我國開發(fā)的低階煤熱解技術(shù)已經(jīng)處于國際領(lǐng)先水平。低階煤熱解技術(shù)是在隔絕空氣或非氧化氣氛條件下，把低階煤回暖至一定溫度，發(fā)生熱解反應(yīng)，制得半焦、煤焦油和煤氣的工藝流程。
比如由陜西煤業(yè)化工集團(tuán)和北京國電富通科技發(fā)展有限責(zé)任公司自研的“煤氣熱載體分段多層熱解成套工業(yè)化技術(shù)(SM-GF)”已處于國際領(lǐng)先水平，成功研究開發(fā)的分段多層立式矩形熱解爐單套處理性能達(dá)50萬噸/年，實現(xiàn)爐內(nèi)自除塵和均勻布料布?xì)猓行Ы鉀Q了現(xiàn)階段混煤熱解工業(yè)化、單套處理規(guī)模較小、油塵氣分離低效率等多項技術(shù)問題。據(jù)悉，陜煤集團(tuán)在榆林規(guī)劃的1500萬噸/年煤炭分質(zhì)清潔高效轉(zhuǎn)化多聯(lián)產(chǎn)項目一期工程已經(jīng)起動，已于本年度10月通過安全設(shè)施設(shè)計審查。
煤炭向原料和燃料并重轉(zhuǎn)變
從陜西增加中煤榆林能源化工有限公司傳出消息，截至10月24日7時，榆能化公司年累計生產(chǎn)聚烯烴產(chǎn)品達(dá)100.0164萬噸，順利突破百萬噸。該公司本年度開發(fā)生產(chǎn)12個牌號聚烯烴新產(chǎn)品，成為中石化、中石油系統(tǒng)外首家可以生產(chǎn)三元共聚聚丙烯產(chǎn)品的企業(yè)。
近些年來，我國加快煤炭由單一燃料向原料和燃料并重轉(zhuǎn)變。煤化工是以煤為原料，經(jīng)化學(xué)加工使煤轉(zhuǎn)化成氣體、液體和固體燃料以及化學(xué)品的流程，是實現(xiàn)煤炭資源高效利用的有力手段。我國現(xiàn)代煤化工技術(shù)持續(xù)成熟，合成氣轉(zhuǎn)化、大型煤制甲醇、煤直接制油、煤間接制油等技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破，煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化示范工程持續(xù)帶動。
據(jù)中國石化聯(lián)合會公開的數(shù)據(jù)顯示，2018年，煤制油總產(chǎn)能不變，仍為953萬噸/年。煤(甲醇)制烯烴總產(chǎn)能達(dá)到1302萬噸/年，同比増加4.8%。2018年煤制氣總產(chǎn)能不變，仍為51.05億立方米/年。而2018年煤制油、煤(甲醇)制烯烴、煤制氣分別同比增加24.8%、4.8%、7.5%。
國家能源局于2017年發(fā)布的 《煤炭精加工產(chǎn)業(yè)示范“十三五”規(guī)劃》提及煤化工行業(yè)發(fā)展規(guī)模目標(biāo)，預(yù)期2020年，煤制油產(chǎn)能為1300萬噸/年、煤制天然氣產(chǎn)能為170億立方米/年、低階煤分質(zhì)利用產(chǎn)能為1500萬噸/年(煤炭加工量)。“十三五”期間，重點開展煤制油、煤制天然氣、低階煤分質(zhì)利用、煤制化學(xué)品、煤炭和石油綜合利用等5類模式以及通用技術(shù)裝備的升級示范。
我國現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展,但也存在煤化工高端產(chǎn)品短缺，低端產(chǎn)能過剩的問題。對于帶動煤化工項目在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)上取得高端化、環(huán)保化延伸，中央財經(jīng)大學(xué)煤炭上市公司研究中心主任邢雷表示：“解決這一問題需多管齊下。先要逐步淘汰污染重、能耗高、產(chǎn)能過剩的傳統(tǒng)煤化工產(chǎn)能，國家不再新批這類項目。再者是持續(xù)發(fā)展新一代煤化工技術(shù)裝備，逐步實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)裝備國產(chǎn)化。技術(shù)進(jìn)步是解決煤化工產(chǎn)業(yè)高端化、環(huán)保化不足的關(guān)鍵，這需要經(jīng)過高要求來倒逼。另外，現(xiàn)代煤化工項目投資大，風(fēng)險高，且比較多項目仍存能耗高，污染重，尤其是耗水多的問題。因此，應(yīng)避免一哄而上、遍地開花，要堅持高標(biāo)準(zhǔn)，逐步試點，謹(jǐn)慎發(fā)展。”
建立清潔高效煤電體系
為全面實施煤電行業(yè)節(jié)能改造升級，建成全球上zui大的清潔高效煤電體系，原環(huán)保部、國家發(fā)展改革委、國家能源局于2015年12月印發(fā)《全面實施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造工作方案》，提到擁有條件的燃煤機(jī)組要實施超低排放改造，不擁有改造條件的機(jī)組要實施達(dá)標(biāo)排放治理，落后產(chǎn)能和不可以滿足有關(guān)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)要求的機(jī)組要實施淘汰，要統(tǒng)籌節(jié)能與超低排放改造。
我國燃煤發(fā)電技術(shù)總體已經(jīng)處于全球領(lǐng)先水平。據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會公開的數(shù)據(jù)顯示，截至2018年底，我國煤電總裝機(jī)100835萬千瓦，全國已投產(chǎn)百萬千瓦超超臨界機(jī)組達(dá)到111臺。同時，2018年全國火電機(jī)組的平均供電煤耗達(dá)到307.6克/千瓦時，明顯好于美國平均水平和全球平均水平，先進(jìn)的百萬千瓦二次再熱機(jī)組的供電煤耗已經(jīng)低于270克/千瓦時，引領(lǐng)了全球燃煤發(fā)電的發(fā)展方向。
在我國燃煤發(fā)電領(lǐng)域，超超臨界發(fā)電、循環(huán)流化床燃燒、IGCC與多聯(lián)產(chǎn)等技術(shù)成績顯著。以循環(huán)流化床燃燒為例，循環(huán)流化床鍋爐是一種新一代潔凈煤燃燒技術(shù)，近些年來我國已經(jīng)擁有了擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的15萬千瓦、20萬千瓦、30萬千瓦、60萬千瓦循環(huán)流化床鍋爐產(chǎn)品系列。
國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)的《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提到，調(diào)優(yōu)規(guī)劃建設(shè)時序，加快淘汰落后產(chǎn)能，帶動煤電清潔高效發(fā)展。提出煤電清潔高效發(fā)展目標(biāo)，2020年煤電機(jī)組平均供電煤耗限制在每千瓦時310克以下，其中新建機(jī)組限制在300克以下，二氧化硫、氮氧化物和煙塵排放濃度分別不高于每立方米35毫克、50毫克、10毫克。
在燃煤發(fā)電領(lǐng)域，存在煤炭利用方法與煤炭資源特點的適配性不足的問題。對此，中國煤炭加工利用協(xié)會副秘書長阮立軍表示：“我認(rèn)為煤炭企業(yè)不單只是負(fù)責(zé)開采和生產(chǎn)，將來要根據(jù)客戶的運用進(jìn)行選配，煤炭企業(yè)要成為煤炭的生產(chǎn)、選配、配送中心。煤炭作為產(chǎn)品也不必須是那種傳統(tǒng)意義的大路貨，在某些領(lǐng)域還將成為‘高端’產(chǎn)品，甚至要有自己的品牌和包裝。對于煤炭產(chǎn)品要分級利用，根據(jù)煤質(zhì)銷售給不一樣的客戶。比較多高硫煤均無法開采，但它的實完全能用于煤化工領(lǐng)域，不單不會污染，亦可以把硫回收或做成含硫產(chǎn)品。”
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