“在今后較長(cháng)時(shí)間內，推進(jìn)我國煤炭清潔高效利用是長(cháng)期且艱巨的任務(wù)，需要國家從戰略、管理、技術(shù)等多個(gè)層面高度重視。”
黨的二十大報告指出，積極穩妥推進(jìn)碳達峰碳中和。其中，“深入推進(jìn)能源革命，加強煤炭清潔高效利用”是重要內容。
推進(jìn)煤炭清潔高效利用，必然需要科技力量的強支撐。當前，我國已在煤田地質(zhì)勘查、煤礦災害防治、礦山智能開(kāi)采、煤炭高效轉化等領(lǐng)域，取得一系列跨越式成果，煤炭行業(yè)科技貢獻率從近40%提高到60%。但同時(shí)，隨著(zhù)綠色低碳發(fā)展的要求越來(lái)越高，行業(yè)亦有短板亟待補齊。
如何進(jìn)一步提升?來(lái)自全球最大的煤基能源企業(yè)——國家能源集團的科技部主任、煤炭開(kāi)采水資源保護與利用國家重點(diǎn)實(shí)驗室副主任李全生有著(zhù)獨到見(jiàn)解。
科技創(chuàng )新水平走在世界前列
身為行業(yè)資深專(zhuān)家，李全生切身體會(huì )到科技進(jìn)步對煤炭清潔高效利用起著(zhù)第一生產(chǎn)力、第一動(dòng)力的根本作用。
“例如，煤電在我國電力供應結構中約占2/3，這正是煤炭較為清潔高效的利用方式。通過(guò)創(chuàng )造性研發(fā)燃煤發(fā)電機組超低排放技術(shù)，嚴格實(shí)施高于世界主要發(fā)達國家和地區的大氣污染物超低排放標準以及大規模超低排放改造，我國已建成全球最大的清潔高效煤電供應體系。”李全生以數據進(jìn)一步印證：截至2021年底，全國已有10.3億千瓦煤電機組完成超低排放改造;百萬(wàn)千瓦超超臨界燃煤發(fā)電機組有160臺在運行，超過(guò)其他國家的總和，平均供電標準煤耗低至280克/千瓦時(shí)。
在清潔高效利用的另一主要領(lǐng)域——煤化工，我國同樣達到全球規模最大、技術(shù)整體領(lǐng)先。當前，我國已形成較為完備的現代煤化工工程技術(shù)體系，關(guān)鍵設備國產(chǎn)化水平不斷提高，大型煤氣化、煤制烯烴、煤制芳烴等多項技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平，煤直接液化、粉煤中低溫熱解及焦油輕質(zhì)化技術(shù)屬于國際首創(chuàng )。
種種突破，離不開(kāi)龍頭企業(yè)的引領(lǐng)示范作用。李全生介紹，作為全球最大的煤基能源企業(yè)，國家能源集團聚焦科技價(jià)值創(chuàng )造這一主線(xiàn)，充分發(fā)揮科技創(chuàng )新主力軍作用，持續做好煤炭清潔高效利用這篇大文章。不僅在先進(jìn)高效、靈活、智能燃煤發(fā)電和新型電力系統建設技術(shù)上取得突破，還開(kāi)創(chuàng )了煤化工產(chǎn)業(yè)高端化、多元化、低碳化發(fā)展的新局面。
“全面掌握煤制油品、烯烴等大型現代煤化工成套技術(shù)，可以說(shuō)占領(lǐng)了該領(lǐng)域的國際制高點(diǎn)。”李全生舉例，該集團打造了世界首套百萬(wàn)噸級煤直接液化示范工程和世界單體規模最大400萬(wàn)噸/年煤間接液化示范工程，成為全球唯一掌握兩種煤制油技術(shù)的企業(yè);依托首創(chuàng )的成套技術(shù)，建成了世界首個(gè)煤化工10萬(wàn)噸級碳捕集與封存工程。
重大技術(shù)需求持續旺盛
成績(jì)有目共睹，但仍有提升的潛力與空間。李全生表示，未來(lái)相當長(cháng)時(shí)期內，煤炭仍將是我國的主體能源和兜底能源，煤炭行業(yè)的科技創(chuàng )新，對保障國家能源安全起到至關(guān)重要的作用。
“經(jīng)過(guò)幾十年攻堅克難、奮起直追，全行業(yè)實(shí)現從跟跑、并跑到總體領(lǐng)跑的重大跨越，但部分關(guān)鍵核心技術(shù)還有短板和弱項。此外，‘雙碳’目標對綠色低碳發(fā)展提出了更高要求，煤炭行業(yè)對新的重大技術(shù)需求旺盛，基礎研究及商業(yè)化應用均有待提升。”李全生舉例，碳捕集封存與利用項目，可實(shí)現化石能源大規模低碳利用、有效降低二氧化碳排放，但該技術(shù)距離全流程、商業(yè)化應用仍有不小差距。以低成本、高效利用技術(shù)做支撐，才能真正實(shí)現高碳能源低碳利用。
再如，我國確定了構建新型電力系統的戰略路徑，但目前系統支撐能力不夠，燃煤機組調峰靈活性、煤電電站低負荷工況運行的安全性、經(jīng)濟性和環(huán)保性等問(wèn)題亟待解決。對此，還需要持續提升靈活高效運行的水平，集中攻關(guān)支撐新能源大比例消納的靈活智能發(fā)電技術(shù)、煤電與新能源耦合發(fā)電技術(shù)等，以及高參數超超臨界發(fā)電技術(shù)、超臨界CO2發(fā)電技術(shù)和整體煤氣化燃料電池發(fā)電等前瞻性、顛覆性新型燃煤發(fā)電系統。
在現代煤化工領(lǐng)域，煤化工產(chǎn)業(yè)鏈短、產(chǎn)品同質(zhì)化、碳排放等問(wèn)題擺在面前，能源轉化效率和運行穩定性、資源綜合利用水平有待提高。對此，需要集中攻關(guān)煤基特種燃料、煤基生物可降解材料、煤基碳素新材料、高端潤滑油、高端費托蠟等高端化工產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)，探索研究煤化工與新能源、鋼鐵冶金等產(chǎn)業(yè)耦合技術(shù)，開(kāi)發(fā)煤化工特種裝備，提升煤炭作化工原料的綜合利用水平。
李全生進(jìn)一步闡述道：“在今后較長(cháng)時(shí)間內，推進(jìn)我國煤炭清潔高效利用是長(cháng)期且艱巨的任務(wù)，需要國家從戰略、管理、技術(shù)等多個(gè)層面高度重視。”
進(jìn)一步加強產(chǎn)業(yè)扶持力度
難題不少，李全生卻有信心。“針對以煤為主的能源結構，我國長(cháng)期將煤炭開(kāi)發(fā)利用技術(shù)作為國家科技計劃的重點(diǎn)支持方向，形成了一批核心技術(shù)和創(chuàng )新平臺，培養和匯聚了一批高水平創(chuàng )新人才。”
李全生建議，在此基礎上，進(jìn)一步實(shí)施國家層面的煤炭清潔高效利用重大科技攻關(guān)計劃，建立“頂層目標牽引、重大任務(wù)帶動(dòng)、基礎能力支撐”的重大科技攻關(guān)組織模式。充分發(fā)揮大型能源央企的創(chuàng )新主體和出題者作用，推動(dòng)企業(yè)成為技術(shù)創(chuàng )新決策、研發(fā)投入、科研組織和成果轉化的主體，為重大科技攻關(guān)提供資金、人力和應用推廣條件等支持。加快構建以國家重點(diǎn)實(shí)驗室、高水平研究型高校、科技領(lǐng)軍型企業(yè)為引領(lǐng)的煤炭科技國家戰略科技力量，加強綜合型、復合型人才培養，特別是加強智能發(fā)電、煤炭與新能源耦合、現代煤化工、CCUS等領(lǐng)域人才培養，加大卓越工程師人才培養力度。
“除了行業(yè)自身，需要從國家層面科學(xué)把握煤炭減量替代節奏，對煤炭清潔高效利用產(chǎn)業(yè)加強扶持力度。”李全生提出，“十四五”期間，重點(diǎn)釋放一批安全高效綠色煤炭產(chǎn)能，新建一批高效靈活調峰能力強的燃煤發(fā)電機組，推動(dòng)現役機組“三改聯(lián)動(dòng)”，開(kāi)發(fā)一批煤油化聯(lián)產(chǎn)綠色低碳煤化工項目，促進(jìn)碳捕集利用與封存產(chǎn)業(yè)化，為我國能源安全保障和“雙碳”目標實(shí)現提供支撐。
針對煤化工這一重點(diǎn)方向，李全生還建議，明確煤制油氣作為國家能源安全戰略?xún)涞亩ㄎ?，將煤基特種燃料列入國家石油收儲目錄，將煤基生物可降解塑料、煤基高端碳素材料等高端煤化工作為戰略性新興產(chǎn)業(yè)進(jìn)行部署，由限制發(fā)展的“兩高”項目轉為高技術(shù)產(chǎn)業(yè)項目，支持其有序高質(zhì)量發(fā)展。“建議在國家規劃的鄂爾多斯、榆林、哈密等大型煤化工基地建設一批煤油化新能源一體化發(fā)展的低碳高端煤化工項目，充分發(fā)揮我國煤制油技術(shù)與產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，將技術(shù)儲備轉化為產(chǎn)能儲備。”
