多措并举推进煤炭清洁高效利用

  煤炭行业必须加快向生产智能化、管理数字化、煤炭利用清洁化、低碳化转变，煤炭行业转变发展方式与经济转型与高水平质量的发展要求更加迫切。

  “煤炭是我国的优势能源矿产，一直担负着支撑国民经济发展对能源的需求和保障国家能源安全的及其重要的作用。近两年来，煤炭行业的使命担当有目共睹，我国煤炭工业在保障能源供给、释放优质产能、转变发展方式与经济转型和高水平质量的发展方面取得了可喜成绩。”中国煤炭工业协会副会长、中国煤炭学会理事长刘峰在第五届中国兰炭产业高水平质量的发展大会上指出，下一步，煤炭行业必须加快向生产智能化、管理数字化、煤炭利用清洁化、低碳化转变，煤炭行业转变发展方式与经济转型与高水平质量的发展要求更加迫切。

  “双碳”目标下，煤炭清洁高效利用成为撬动煤炭未来转型发展的支点，是立足我国资源禀赋、确保能源安全的重要战略举措。参加会议的专家一致认为，应该立足实际探索符合我国国情的煤炭绿色低碳高水平质量的发展道路，推进低阶煤分质分级利用走向大型化、规模化，以技术创新，构建一条过程高效、产品高端、工艺低碳的清洁高效转化路径。

  低阶煤是一种煤化程度较低的年轻煤种，包括褐煤、长焰煤、不粘煤、弱粘煤等，主要分布于晋陕蒙新等西部地区。中国煤炭地质总局发布的第三次全国煤田最新多个方面数据显示，我国低阶煤预测资源量2.6万亿吨，占全国煤炭资源总预测储量的57.38%。

  “这种煤的焦油产率较高，是典型的富油煤，属于集煤油气资源属性为一体的矿产资源。目前主要作为动力煤燃烧‘细粮粗吃’，利用方式不合理，其中的油气组分没有充分挖掘。”据中国工程院院士王双明介绍，低阶煤通过中低温热解能够得到煤焦油、热解气和兰炭。我国富油煤资源总量约5000亿吨，按焦油收率10%计算，可得到油气500亿吨和75万亿立方米。按照10亿吨煤转化规模核算，相当于增加2个大庆油田和年产1500亿立方米的大气田。

  国家能源煤炭分质清洁转化重点实验室主任、陕西煤业化工集团副总经理尚建选也认为，我国低阶煤大多数都用在燃烧发电、工业锅炉和民用燃料，资源利用效率低、碳排放量大、环保成本高。2022年国内低阶煤产量约23亿吨，随着煤炭主产区西移，产量将慢慢的变大。“低阶煤分质利用以追求能源转化效率和碳氢氧元素利用率高、碳排水耗少、产品高端化为目标，是一条低能耗、低碳排、低物耗的煤炭清洁高效利用最优可行性路线，可规模化获取国家战略需求的油品、军用特种燃料、高端专用化学品及特种新材料。”

  中国工程院院士谢克昌建议，煤炭资源丰富的地区重视煤炭热解分质利用大型化、规模化，做大做强煤、电、油气和化工四大产业，强化能源化工产业支柱地位，在低阶煤分质清洁转化和循环经济煤炭综合利用等方面发挥引领作用。

  低阶煤分级分质转化过程中，产生大量兰炭等副产品。作为高品位洁净燃料，兰炭清洁高效利用是煤炭清洁高效梯级利用产业链的重要组成部分。参加会议的专家指出，兰炭是我国大量低阶煤资源进行分质分级利用并已实现产业化的典型，是实施煤炭清洁高效利用的有效途径。

  刘峰表示，低阶煤挥发分高，通过热解深加工既可获得大量的煤焦油、干馏煤气，也能把煤中的硫分去除，得到清洁化的兰炭产品，一举多得，是简便实用的“炼煤”新技术，也是耗水少的“煤制油”技术。

  据中国煤炭加工业协会不完全统计，2022年全国兰炭产量约为6550万吨、陕西榆林是3730万吨、新疆有2160万吨、甘肃约50万吨、内蒙古约200万吨、宁夏约100万吨以及河北约300万吨。刘峰介绍称，兰炭具有固定炭高、比电阻率高、化学活性高、灰分低、硫低、磷低、水分低等“三高四低”的优点，可以普遍的应用于铁合金冶炼、高炉喷吹、民用散煤替代等众多领域。目前，兰炭已快速成为中国实施煤炭清洁高效利用的重要领域和途径之一。

  需要注意的是，在取得巨大进展的同时，当前兰炭产业还存在一些问题。首先，我国兰炭企业规模普遍较小，技术进步缓慢，规模化集约化发展严重不足，导致生产装置配置水平低，环保配套设施不全；其次，产能利用率较低，全国兰炭产能约为1.3亿吨，但2022年的产量仅为6550万吨，产能利用率仅占一半；最后，由于兰炭企业多为非公有制企业，本身资金实力较弱，导致研发技术和生产技术投入不足，进展缓慢。

  刘峰进一步建议，加快兰炭产业规模化、园区化、集约化发展，加大联合攻关研发技术投入力度，突破粉煤热解技术，尽快解决核心问题，同时健全产品和技术标准体系，挖掘兰炭高值化利用潜力。

  进一步挖掘煤炭清洁高效利用潜力和空间，离不开煤炭生产方式变革，在此过程中，应推动煤炭开采技术先进化、开采方式绿色化、开采场景智能化，持续推进智能绿色开发利用。

  “‘双碳’战略提出后，我国煤炭产量会逐步减少，这一过程势必促使煤炭产业体系发生变革，其中智能化将是煤炭产业迎来的重大变革，预计2035年，我国煤矿开采将进入智能化阶段。”中国工程院院士、中国矿业大学（北京）校长葛世荣认为，想要解决煤炭清洁高效利用的重大难题，就要实现煤炭清洁绿色的开发利用，智能化是其重要的技术支撑之一，智能化不仅是装备的自动化或智能化，更能够在整个开采过程中发挥感知、决策、调控的作用。

  葛世荣进一步介绍，智能、绿色、低碳是煤矿变革新方向，具体包含四个环节，从有人开采变为无人开采，从固体燃烧变为气液利用，从煤电流程变为清洁低碳，从破坏环境变为生态重构，这四个环节都与智能化紧密相关。

  “我国煤炭绿色开采的重要难题是怎么来实现煤炭开采的低损化和低碳化。一方面要推广应用低损化开采、矿区土地复垦与生态治理等技术，另一方面要降低煤炭开发利用过程的碳排放。”葛世荣认为，智能绿色开发利用能保证我国煤炭资源对国家能源安全起到重要的保障作用。“通过智能化技术，可实现煤炭产业低碳排放目标。如果我国实现煤炭清洁高效利用，用以煤基能源为主的结构来保障能源支撑，到2060年，万一发生极端情况，可以在二氧化碳排放量不超5亿吨的情况下，提供30％的煤炭能源支撑。”

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