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煤炭清洁高效提质开发利用战略
发布日期:2012-10-02点击: 次

煤炭清洁高效提质开发利用战略

中国工程院将我国煤炭清洁高效可持续开发利用战略研究列为重大咨询项目,根据煤炭行业发展中的重大问题,设立了包括资源、开采、提质、输运、燃烧、发电、输电、转化、节能、减排等10个课题,组织了30位院士、400多位专家进行了全面、深入研究,形成了一些重大研究成果。 未来3050年,煤炭在国民经济发展中占有不可动摇的主导地位,但在科学发展和可持续发展方面存在重大问题和隐患。实现中国煤炭清洁高效可持续开发利用,实现化石能源和新能源的协调发展,刻不容缓!

一、我国煤炭开发利用面临的形势与挑战

(一)煤炭是我国工业化进程中的基础性能源,但其大规模开发利用面临安全生产和环境保护的双重挑战我国是世界最大的煤炭生产国,2010年煤炭产量为32.4亿吨,占世界的45%2011年已超过35亿吨。在前十大产煤国中,我国煤炭年产量相当于另外9个国家的煤炭产量之和。如此大规模的煤炭开发利用带来了严峻的生产安全、环境保护、大气污染物与温室气体排放问题。十一五期间,尽管煤炭百万吨死亡率下降了73%,但煤矿事故死亡人数依然是世界其他国家总和的2-4倍。煤炭开发破坏水源补给网的情况比较严重,因采煤区地表塌陷造成的土地破坏总量已达40万公顷以上,煤矸石堆积量已达60亿吨,占地70000公顷以上。同时,煤炭利用的落后还是我国大气污染物和温室气体排放的主要来源。

(二)煤炭在我国能源消费结构中将长期占据主体地位,2030年占一次能源消费总量的比重仍超过50%长期以来,我国以煤为主的能源结构特征十分突出。2010年,我国能源消费总量为32.5亿吨标准煤,其中煤炭消费量占69%,比世界平均水平高出近40个百分点,2011年又增加到34.8亿吨标准煤。随着我国工业化城镇化的快速推进,今后较长一段时期,我国能源需要还将较快增长。保守估计,2030年我国能源需求将达到55亿吨标准煤。统筹考虑煤炭、石油、天然气、核电、水电、风电及其他可再生能源的供应潜力,即便加快开发和引进清洁能源,2030年煤炭占我国一次能源消费的比重仍在50%以上,届时的煤炭消费量很可能突破40亿吨。

(三)煤炭的清洁高效可持续开发利用既是支撑经济社会发展的内在要求,也是走低碳发展道路的必然选择长期以来,煤炭在保障国家能源安全、带动区域经济发展、振兴装备制造业等方面有突出贡献。特别是对中西部富煤省份,煤炭及煤炭相关产业成为绝对的主导产业。但是,煤炭作为高碳能源,其大规模开发利用是我国的基本能情,这与全球低碳发展潮流不相适应,也与我们国家提出两型社会建设和生态文明建设不相适应。开创一条适合我国国情的清洁高效可持续开发利用煤炭的道路,实现煤炭的低碳化利用是今后必须着力解决的重大问题。

二、中国煤炭清洁高效可持续开发利用的战略目标我国煤炭高效清洁可持续开发利用的战略目标应该是:以煤炭全产业链的技术创新为切入点,发挥煤炭在促进经济发展、保障能源安全和落实节能减排等方面的基础作用,促进煤炭的低碳化利用,实现煤炭产业高效清洁可持续发展。

我们的初步研究表明,到2030年,应实现以下发展目标:调控煤炭开发总量,优化煤炭开发布局,实现煤炭开发战略性西移,高峰产量控制在40亿吨以内。提高科学产能在煤炭生产总量中的比重,达到90%以上。提高煤炭利用效率,供电煤耗降低10%以上,工业锅炉和工业窑炉平均热效率分别提高15%10%以上。有序发展煤化工,替代石油7500万吨,生产天然气600亿立方米。建成煤炭清洁高效利用技术创新体系,煤炭利用的污染物排放得到有效控制。

三、中国煤炭清洁高效可持续开发利用的措施与建议

(一)科学布局,安全高效绿色开发煤炭资源

一是正确处理煤炭资源与水资源的关系。深入研究富煤少水地区的水资源状况,增强找水能力。进一步挖掘工业、农业节水潜力。合理交换水权,实施配置用水。科学规划煤电、煤化工基地建设规模,鼓励采用先进适用的节水技术。

二是优化煤炭开发布局。减轻东部地区煤炭资源的开发强度,部分地区要采取保护性限采。稳定中部的开发规模,注重生态环境和优质稀缺煤种的保护。有计划、有步骤地加大西部煤炭资源开力度,推进新疆煤炭的战略性开发。

三是提高煤炭科学产能的比重。根据开采安全、机械化程度、绿色开采度的要求,确定各个时期的煤炭科学产能指标。通过稳定增加投入、加强科技创新、提高人员素质、规范行业管理等措施,不断提高煤炭科学产能比重。2020年煤炭科学产能达到24亿吨,占总产量的比重提高到60%2030年达到39亿吨,占总产量的比重提高到90%以上。

(二)科学产能,将煤炭高峰产量控制在40亿吨以内

一是转变煤炭发展模式,优化能源结构。转变我国煤炭生产以需定产以产定销的发展模式,实现我国煤炭由被动式的保障供应模式向积极的科学供给模式转变,逐步过渡到以长远资源保障战略指导国民经济的发展速度。

二是以节能减排为突破口,控制能源消费总量。全面提高社会各个阶层的节能意识,以国有企业的严格考核机制入手,落实节能减排责任制,将节能减排作为转变经济发展方式、优化经济结构的重要抓手。

三是统筹和鼓励煤炭走出去战略。逐步减少北方主产区煤炭出口量,特别是要限制炼焦煤等稀缺煤种的出口,增加东南沿海消费中心的煤炭进口。鼓励和协调企业海外资源的开发,推进形成煤炭资源海外发展的长效机制。

(三)提高原煤入选率,推进低品质煤的提质利用

一是发展煤炭提质技术。加大稀缺、难选、细粒煤的高效分选关键技术,不断提高炼焦煤的精煤质量和精煤回收率。着力提高动力煤的入洗率和分选效率,力争2020年动力煤入选率达到70%。逐步实现煤炭洗选加工的大型化,加快大型选煤设备的国产化。

二是推进低品质煤的提质利用。发展褐煤高效脱水、低温干馏多联产和高效脱灰技术,发展高硫煤高效分选脱硫技术。发展煤基洁净产品精细加工技术,形成稀缺二次资源再选技术体系,提高稀缺煤分选的总回收率。

三是严格煤炭市场准入门槛,加强对准入资质的监管,加强煤炭产品质量的监督检查和管理。根据不同区域、不同用户类型及其产品使用特点,研究和设定煤炭市场产品质量的进入标准。

(四)统筹煤炭产、运、用,科学实施煤炭能流输运的方式方法

一是科学布局、合理规划煤炭的产、运、用。以保障国家能源安全和国民经济可持续发展为目的,以产量、消费量、煤种煤质为对象,以生产消费两端的距离、区域经济发展方式、生态环境容量为前提,建立全国统一的协调机制,合理分配输煤输电比例,实现煤炭资源的高效合理利用。

二是继续优化输煤与输电的能源格局。适当提高输电比例和规模,加大区域煤炭运输铁路的建设,完善输煤专用通道。对新疆地区,统筹考虑输煤、输电和输送煤制化学品及煤制油与煤制替代天然气,形成新疆煤炭能流的大通道。

三是逐步建立和完善海外煤炭资源的输配通道。立足国际煤炭资源和国际煤炭市场,优化煤炭产业布局,加大海外资源开发力度,在形成稳定的海外煤源前提下,逐步构建国际煤炭物流渠道,打造内外贸结合的煤炭物流网络。

(五)积极发展先进煤炭燃煤和发电、煤基多联产等清洁高效的煤炭利用技术,提高煤炭综合利用率一是研发、示范和推广先进燃烧和发电技术,进一步提高煤炭利用效率。控制煤炭利用过程中污染物的排放,推动实现脱硫脱硝一体化和汞排放的协同控制。通过有限的工业示范,掌握和消化IGCCCCUS等技术。

二是研发、示范和推广煤基多联产技术。重点发展电力-化学品、电力-/气、热解-气化-燃烧分级转化多联产技术及产业。重点突破煤气化及煤炭/生物质共气化、电力和不同产品联产的集成设计与运行、与多联产系统匹配的二氧化碳捕捉与分离等关键单元技术及系统集成技术。

三是发展煤利用过程中的节能技术。重点发展煤-富氢气体(如天然气、焦炉气等)共制合成气、高炉高风温富氧喷煤、二次能源回收利用及煤炭与新能源耦合利用等先进的煤炭利用技术,推动节能技术向产业化发展。

(六)优化煤化工产业布局,推进煤低碳清洁转化

一是合理确定产业规模,审慎推进产业进程。出台系统性煤化工行业标准,控制总量严格准入,建议到2020年,用于清洁转化的原煤量不超过4亿吨。目前煤化工产业仍存在碳排放高、水消耗大的不利发展因素,需要统筹考虑,审慎有序的推进产业化进程。

二是优化煤化工产业结构和产业布局。禁止低端煤化工产业项目投资,鼓励煤化工产业纵向整合和关键技术研发,延长产品链条,提高产品技术含量,增加产品附加值,继续加快推进煤炭液化、煤制天然气和煤制烯烃等项目的示范推广。加大对在尚未开发利用的大型整装煤田基础上,配套建设大型现代煤化工项目的论证研究,积极推进煤化工产业大型化、园区化和基地化发展建设,在陕西榆林地区、内蒙古鄂尔多斯地区、宁夏宁东地区、新疆北部地区、贵州西部地区有序建设大型现代煤化工基地。

(七)强化节能减排,通过倒逼机制,推进煤炭供应和利用方式的改变

一是推行煤炭分级利用与转化及分布式利用,提高资源综合利用水平。积极探索和推广煤炭热解燃烧分级转化技术应用,提高煤炭燃烧效率。发展煤基多联产技术,包括电力-甲醇、电力-油品、电力-合成天然气、电力-烯烃、煤炭热解气化燃烧分级转化多联产技术及产业。

二是进一步加强电力、钢铁、建材、化工等九大用煤行业的节能。各行业形成明确的先进产业技术路线图,以政策为保障,通过倒逼机制,推进节能减排技术、尤其是系统节能技术的推广与应用。如建议在单位GDP能耗考核的基础上,增加高能耗行业内能耗的考核指标,在电力行业发展大容量、二次再热、高参数的超超临界技术,推进先进燃煤发电污染控制技术等;在钢铁行业推进高风温富氧高炉喷吹、高炉顶压发电等技术;在建材等行业推广应用先进的工业炉窑技术等,实现低成本、低能耗、低排放生产。

三是加强重点行业的污染物控制,提高煤炭清洁利用水平。推进工业炉窑污染控制行动计划,在电力等行业推进多污染物协同控制行动,试点进行绿色低碳行动计划。完善煤炭消费外部成本内部化政策,实施严格的煤炭消费行业污染排放控制标准。实现不同水平年煤炭消费主要污染物SO2NOx、颗粒物、CO2、汞等排放总量控制目标。

谢克昌(194610——)男,山西省五台县人,曾任太原理工大学校长。工学博士、教授博士生导师。中国工程院院士,煤化工专家,全国人大常委、中国科协副主席。2010617日,国务院任免国家工作人员:任命谢克昌为中国工程院副院长。

煤化学工程专家。长期从事煤化工研发工作,是我国煤化工科技领域的开拓者之一。对煤化工利用中的主要过程煤的气化建立了可模拟工业条件的高温高压多气氛差热测试方法,获得了多种煤种在不同压力和气氛下的气化动力学规律,建立了煤的结构与反应性的定量关系,为煤热解和气化新技术开发与引进气化炉的优化运行提供了指导。对煤化工利用中的关键过程气体脱硫确立了硫的赋存形态和在煤的不同热转化工艺中的变化及分布,据此优化了脱硫技术,开发了系列脱硫剂,取得显著效益。在煤直接利用和转化方面开发成功煤填充高分子复合材料和等离子热解煤制乙炔技术。连续两次作为首席科学家承担国家关于煤热解、气化和多联产应用的“973”项目,提出气化煤气与热解煤气共制合成气多联产模式。作为第一完成人获国家科技进步二等奖1项,省部一等奖7项;发表论文500余篇,SCI等收录198篇次,他引120余篇次;授权发明专利22项;出版著作3部,其中《煤的结构与反应性》是该领域的第一部专著。培博士后2名,博士22名。

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