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“碳中和”“碳达峰”下是要去煤?不,是要推动煤炭清洁高效利用

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“碳中和”“碳达峰”下是要去煤?不,是要推动煤炭清洁高效利用

发布日期:2021-05-17 作者:正能量 点击:


导读


“在碳达峰、碳中和目标下,‘去化石能源化’等论调铺天盖地,甚至有观点提出,30年后煤炭工业将不复存在。包括一些煤炭人在内都很忧虑,煤炭到底有没有未来?


“以煤而富,也受煤所困,因煤而扰。”煤炭作为一种资源,本身并无“肮脏”与“清洁”之分。理论和实践均已表明,不科学煤炭利用方式是造成当前能源环境问题的重要原因。由我国能源资源禀赋和开发利用现状决定,目前,在我国没有任何一种能源能够替代煤炭在能源系统中的兜底保障作用,保证国家能源的安全稳定供应,煤炭的压舱石作用依然无以替代同时也是可清洁高效利用的最经济安全的能源。因此实现煤炭清洁高效利用是推动我国能源革命战略的必然选择,近年来,为有效缓解资源环境压力,尤其是做好大气污染防治工作,煤炭分质分级利用作为提高煤炭清洁高效利用水平的重要途径引起政府关注。2014年6月27日,为贯彻中央财经领导小组第六次会议和新一届国家能源委员会首次会议精神,国务院办公厅下发《能源发展战略行动计划(2014-2020年)》,明确要求“积极推进煤炭分级分质梯级利用”。2015年5月,国家能源局印发《煤炭清洁高效利用行动计划(2015-2020年)》,再次提出要“着力推动煤炭分级分质体积利用”。伴随这些文件的出台以及政府重视程度的日益提高,近年来我国煤炭分级分质利用取得积极进展。


“在相当长时期内,煤炭仍是保障能源安全稳定供应的压舱石、支撑能源结构调整和转型发展的稳定器。行业自身要积极转型,融入减排大势。”—— 中国工程院院士、煤矿智能化创新联盟理事长王国法。


“我国尚未完成工业化,仍然处于对能源和原材料消费最旺盛的阶段。近年来通过持续进行能源结构调整,大力支持非化石能源发展,能源弹性系数逐步下降,煤炭仍占到我国一次能源生产量的68.8%和能源消费量的57.7%。如果不要煤了,靠什么支撑能源安全?”在王国法看来,首先要认清能源与矿业发展面临的严峻形势。一方面,我国煤、油、气人均占有量,分别为世界平均的67%、5.4%、7.5%,资源短缺是一大挑战。另一方面,随着经济繁荣发展,中等收入群体增加引发消费升级,仍需要能源的强力支撑,能源需求和碳达峰还有较大增长空间。


直至2050年,我国煤炭消费占比或仍高达40%,与‘去煤化’论调相去甚远。能源革命不是把煤炭“革”掉,而是要实现煤炭工业自身革命;碳达峰、碳中和也不是‘去煤化’,而应是煤炭生产和利用方式转型。


“最新数据显示,2017年我国非化石能源的消费比重为13.8%。要在2030年至2050年的20年间里实现非化石能源消费占比提升30%,除非有颠覆性技术出现,否则难以实现。”刘中民表示。中国工程院院士、“十四五”能源规划专家委员会成员谢克昌也指出,中国工程院和国外机构的战略研判均表明,到2030年化石能源在中外一次能源中占比都在80%左右,其中煤炭占中国一次能源结构的50%左右;到2050年,煤炭、油气和非化石能源消费比例为4:3:3。

王国法表示,能源革命不是把煤炭“革”掉,“而是要实现煤炭工业自身革命;碳达峰、碳中和也不是‘去煤化’,而应是煤炭生产和利用方式转型。那么,应对我国能源挑战,煤炭要扮演何种角色?中国煤炭工业协会表示,“十四五”期间,支持煤炭分质分级梯级利用,从源头上控制污染物排放,提高煤炭资源综合利用效率和价值。根据经济性、技术可行性和生态环境容量适度发展现代煤化工,发挥煤炭的工业原料功能,有效替代油气资源,保障国家能源安全。支持富油煤资源勘查和评价,研究富油煤矿区资源科学开发、综合利用规划,打通煤油气、化工和新材料产业链,拓展煤炭全产业链发展空间。

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"开发的经济性决定了煤炭的比较优势,利用的可洁净性增强了煤炭的生命力。"——高储量“低阶煤”分质分级利用。


同等热值的煤炭、石油、天然气比价为1∶7∶3,煤炭是最经济的能源资源,且价格主要取决于国内市场,可自主控制。而在利用端,80%以上的煤炭发电已实现超低排放,优于天然气发电排放标准,成本只提高0.4~2分/度电;高效、高标准的煤粉锅炉,现占到我国工业锅炉的10%。中国工程院院士康红普称“到2050年前,煤炭在发电、转化等方面的全生命周期技术经济性,依然具有竞争力。”

低阶煤是一种比较“年轻”的煤,其生成时间较短、煤化程度较低、硬度不高、且具有低灰、低硫、高挥发分、高活性及易燃易碎等特点。我国低阶煤储量丰富,据煤炭地质总局第三次全国煤田预测显示,我国垂深2000米以浅的低阶煤资源量为26118.16亿吨,占全国煤炭资源总预测储量的57.38%。主要分布在陕西、内蒙古、新疆等西部地区,截至2019年,产量已占到全国煤炭总产量的55%以上。也正因此,低阶煤的开发利用越来越受到重视。《煤炭深加工产业示范“十三五”规划》提出,对成煤期晚、挥发分含量高、反应活性高的煤进行分质利用,通过油品、天然气、化学品和电力的联产,实现煤炭使用价值和经济价值的最大化”。《能源技术革命创新行动(2016-2030)》也将“开发百万吨/年低阶煤热解、油化电联产等示范工程”列为重点研究对象,要求加强煤炭分级分质转化技术创新。

所谓的分级分质利用是基于煤炭各组分的不同性质和转化特性,以煤炭同时作为原料和燃料,将煤的热解(干馏)与燃煤发电、煤气化、煤气利用、煤焦油深加工等多个过程有机结合的新型能源利用系统。与其他煤炭清洁高效利用方式不同,煤炭分级分质利用属于源头控制,其低温热解过程主要属于物理过程,热解产物为低成本的清洁煤(兰炭)、煤气和焦油产品。据中国工程院组织30位院士、400多位专家和95家单位历时两年完成的《中国煤炭清洁高效可持续利用战略研究》(2014年)认为:“以煤的部分热解气化制高级油品、洁净煤发电、灰渣综合利用为主要特点的煤分级转化技术,与现有的煤燃烧与煤气化技术相比,在能耗、环保以及经济性方面具有优越性,可以跨越式提高煤炭利用效率、环境效益和经济性,有望改变现有煤炭利用方式,促进传统产业的升级改造。”


有助于减少污染物排放和节约能源资源:

例如:以分级利用的煤气替代人口集中区的分散燃煤,可有效缓解当前城市煤改气过程中天然气供应不足的难题;以分级利用的洁净煤(兰炭)替代非人口集中区的分散燃烧,减少分散燃烧用煤量、污染排放量;以分级利用的洁净煤(兰炭)替代电厂用煤,入炉煤水分降低,热值提高,发电效率可提高2-5个百分点。


有助于推动煤炭产业转型升级:

洁净煤(兰炭)脱除了挥发分等轻质组分及氧、硫、氮、磷等杂质,热值提高,更加清洁,可替代无烟煤等广泛用于发电、高炉喷吹、民用、化工等领域;煤气可作为制氢、天然气及化工生产的原料,也可脱硫脱氮后直接燃烧发电;煤焦油可提取苯、酚、吡啶等几十种甚至上百种精细化工产品,也可氢制取柴油、石脑油等清洁液体燃料。对于实现煤炭行业转型升级、化解产能过剩危机有着重要意义。


有助于增加油气供给:

我国每年消费近40亿吨煤炭中就有55%以上含有丰富的油气组分,若全部实现分级利用相当于增加1.43亿吨燃料油、0.84亿吨液化天然气供应,仅燃料油就相当于我国每年石油进口量的一半。发展煤炭分级分质利用,可在一定程度上缓解我国油气资源对外高度依赖局面,对于提升我国能源安全保障程度意义重大。


加大煤炭清洁高效开发利用关键技术攻关和科研成果转化力度作为支撑煤炭行业变革的“先手棋”,着力走出一条以煤炭清洁高效利用为核心的高质量发展新路


国家一直十分重视煤炭清洁高效利用技术的研发、推广和转化应用, 从“十二五”期间开始,就编制发布了《洁净煤技术专项规划》,组织实施了“洁净煤技术科技发展”专项,根据专项规划和重点任务部署,着力实施了清洁燃煤发电、煤基清洁燃料、污染物控制等方向关键技术的研发与示范。国家已在973、863、科技支撑等国家科技计划中部署实施科研项目20余项,涉及上百个研究课题。同时,也高度重视煤炭行业自主创新能力建设,“十一五”以来支持成立了电站燃烧等3个国家工程技术研究中心,支持组建了煤炭开发利用等4个产业技术创新联盟,支持成立了基于IGCC的绿色煤电国家863计划研究开发基地,培育了一批煤炭领域的科技人才团队、创新企业及研究制定了相关行业标准。 通过上述国家科技计划的有力支持,我国煤炭清洁高效利用领域的技术水平大幅提升,创新能力显著增强,取得了一系列重要阶段性成果。

在清洁高效燃煤发电方面,我国火电机组平均供电煤耗已达到321克标煤/千瓦小时,其中660-1000MW超超临界发电机组总装机已达1亿千瓦,居世界首位,平均供电煤耗达到290克标煤/千瓦小时,上海外高桥三厂火电机组年平均供电煤耗已达到276克标煤/千瓦小时,处于国际领先水平;世界首台600兆瓦超临界循环流化床燃煤锅炉机组在四川白马成功投运,技术已达国际先进水平;我国首台250MW等级IGCC示范电站投入运行,成为世界上第四个拥有大型IGCC电站且自主设计、建设和运行的国家;除尘、脱硫、脱硝等燃煤污染物控制技术进入推广应用阶段,一些关键技术已经达到了国际领先水平,特别是中低挥发分的低NOX燃烧技术达到国际领先水平。成功研发出3000吨/日先进煤气化技术及装备,攻克了大型先进煤气化、合成气变换新技术、新型煤气化、直接液化、低阶煤分质利用技术等一大批技术难题,整体达到国际领先水平;“十三五”期间,结合“十二五”期间已形成的科技创新成果,部署了国家重点研发计划“煤炭清洁高效利用和新型节能技术”重点专项,围绕煤炭高效发电、煤炭清洁转化、燃煤污染控制、工业余能回收利用、工业流程及装备节能等技术方面进行了部署,2016-2018年已发布三批指南,启动了包括“超超临界循环流化床锅炉技术研发及示范”“高效灵活二次再热 研制及工程示范”及“700℃等级高效超超临界发电技术等一批重大共性关键技术及应用示范任务。

同时,科技部会同有关部门正研究部署面向2030年的煤炭清洁高效利用重大项目,拟面向煤炭绿色开发、煤炭清洁燃烧与高效发电、煤炭清洁转化、碳捕集利用与封存(CCUS)、煤炭清洁高效利用决策支持等五大方向进行任务部署,与重点专项任务形成远近结合、梯次接续的系统布局。力争到2030年在煤炭清洁燃烧与高效发电方面,实现燃煤发电净效率突破50%,每年累计节煤8亿吨标煤、减排CO2约20亿吨;燃煤发电机组实现20%-100%调峰,对可再生能源并网消纳支撑能力显著提升;掌握百万吨碳捕集利用与封存成套技术。


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  • 正能集团,打造低阶煤分质分级利用领域标杆企业

正能集团是国内低阶煤分质分级利用领域内的内蒙古自治区高新技术企业、中国科学院工程热物理研究所战略合作单位,全国十佳兰炭企业、中国民用兰炭和钢企炼铁兰炭领域的品牌开拓者和引领者、中国《民用兰炭产品规格及质量》《兰炭企业清洁生产标准》团体标准的主要制定单位。多年来,正能集团紧紧围绕国家“煤炭清洁高效利用”的战略要求,在低阶煤分质分级利用领域不断创新升级,形成了以低阶煤分质利用的兰炭产品为主轴、煤气发电的资源化利用和特色煤焦油深加工为两翼,集硅铁、金属镁等园区产业链互补互供的全产业链循环发展模式。现已建设成功:年产360万吨兰炭、1.5万吨高品质镁合金、2*2.5万KW硅铁厂、2*25MW煤气发电机组资源综合利用项目,并正在建设30万吨煤焦油深加工项目,未来重点着眼于720万吨“粉煤固体热载体快速热解技术”项目的实施落地,实现从块煤到粉煤的低阶煤全方位的分质分级清洁高效利用。


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正能集团以“优质环保 产业报国”为企业志向。以“环保为先、环保为标、环保为本”的理念以及在行业内率先实施的环保措施、“用兰炭换蓝天”行动、助力国家治理雾霾的举措和所获得的成效被“新华社”以及“中华人民共和国生态环境部”主管的环保核心期刊“环境经济”等媒体深度关注和报道。2018年获“新华网最具影响力绿色企业品牌”荣誉,企业发展案例被新华网收录进入《2018绿色发展典范案例汇编》。2019年受到央视《对话品牌》栏目专访。正能集团开创中国民用兰炭和钢企专用兰炭专业化品牌,针对民用兰炭领域和钢企领域用户的不同需求,开创定制化生产模式,并针对性进行产品创新和技术工艺改造,是中国兰炭行业品牌化创新的一面旗帜。“正能”民用兰炭和“天焦”炼铁兰炭品牌,均获“中国著名品牌” 和“全国质量信誉保证 畅销品牌”荣誉称号,已成为行业市场细分领域内的品牌领导者,市场销量遥遥领先。


  • 不断探索清洁生产“新技术”,立志攻克兰炭行业环保难题

“焦化废水深度处理、酚氰资源化回收”项目的成功将对资源、环境、企业具有重要的现实意义。酚氰废水不具备生化性,对人和环境有严重的危害性。原有的废水处理工艺,不能适应煤化工的快速发展。以180吨/年焦化为例,需要煤炭280吨,外水和内水按11%计算,产生的废水约为30万吨。每年循环水按5%左右计算,每年可减少地下水28.5万吨,按每吨水6元计算,可节约企业171万元;酚氰废水具有灭菌作用,不符合生化单元的进水要求,同时需要大量的水量稀释平衡进水;废水中纯氨按2%计算,20%的纯氨水,约有6000吨,按氨水每吨60元计算,可以节约360万元;按1L水中有油30g计算,年产30万吨废水计算,约有9000 吨煤焦油,按每吨2000元计算,可节约1800万元。与目前国家以180万吨为煤化工行业真正成为资源节约型、环境友好型产业有重要的现实意义,减轻后续生化单元水质水量的波动性,降低生化单元投资成本。为创造环保节约型社会贡献企业的一份责任和担当。


  • “正能氢能产业园项目”,形成多能互补的能源格局,促进企业高质量发展

面向未来,我国的能源结构中,可再生能源及核电的比例会逐步上升,然而国情决定在很长的时间内,化石能源仍是主要能源,且化石能源中煤炭是主要的一次能源的格局不会改变。必须高度重视化石能源的高效清洁利用,尤其是煤炭的高效清洁利用。通过转化成氢能不仅可实现煤炭等化石能源的高效利用,而且利用过程的清洁环保程度高于电能、油品等二次能源。发展氢能可以实现化石能源的高效清洁利用,可以成为风电、光电等不稳定电能的大容量储能手段,是能源利用上的一项重大变革,这项变革是一个逐步推进的过程。氢能是实现一次能源高效利用的最有效途径,是最清洁的二次能源,发展氢能将有力推动产业创新和产业转型。

正能集团与鄂尔多斯圣圆煤化工基地和陕西发电集团有限公司共同签署了《战略合作协议》,该协议确立了正能氢能产业园项目的配套荒煤提氢后用解析气为动力源的2×80MW发电机组及风电、光电项目合作事宜——“正能氢能产业园项目”,是继正能集团与黄骅市信诺立兴开工建设30万吨/年煤焦油深加工项目之后的又一重大战略项目。该项目的实施将是正能集团“低阶煤分质分级清洁高效综合利用”项目延链补链又一重大进展。这是正能集团在国家能源转型升级、要求企业高质量发展、实现“碳中和”、“碳达峰”的大背景下,正能高质量发展的重大举措。


  • 完善企业数字化转型,与榆林联通达成战略合作

正能集团与榆林联通的战略合作,双方将本着发挥优势、互利合作、共同发展的原则,在基础服务建设、云平台服务建设、网络安全运维建设、应急通信保障等方面展开合作,旨在推动打造一个智慧型高效能民营企业典范和联通智慧能源应用典范。也必将助推正能集团在企业数字化转型升级的道路上迈出了更加坚实的一步!


未来正能集团将继续不懈努力,继续以品牌化战略为核心,坚持企业高质量发展,着力将正能集团打造成为成为中国兰炭行业的领导者、中国低阶煤分质分级利用领域内的标杆性企业,实现“优质环保 产业报国”的正能志向!

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