“在今后較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，推進(jìn)我國(guó)煤炭清潔高效利用是長(zhǎng)期且艱巨的任務(wù)，需要國(guó)家從戰(zhàn)略、管理、技術(shù)等多個(gè)層面高度重視。”
黨的二十大報(bào)告指出，積極穩(wěn)妥推進(jìn)碳達(dá)峰碳中和。其中，“深入推進(jìn)能源革命，加強(qiáng)煤炭清潔高效利用”是重要內(nèi)容。
推進(jìn)煤炭清潔高效利用，必然需要科技力量的強(qiáng)支撐。當(dāng)前，我國(guó)已在煤田地質(zhì)勘查、煤礦災(zāi)害防治、礦山智能開采、煤炭高效轉(zhuǎn)化等領(lǐng)域，取得一系列跨越式成果，煤炭行業(yè)科技貢獻(xiàn)率從近40%提高到60%。但同時(shí)，隨著綠色低碳發(fā)展的要求越來越高，行業(yè)亦有短板亟待補(bǔ)齊。
如何進(jìn)一步提升?來自全球最大的煤基能源企業(yè)——國(guó)家能源集團(tuán)的科技部主任、煤炭開采水資源保護(hù)與利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任李全生有著獨(dú)到見解。
科技創(chuàng)新水平走在世界前列
身為行業(yè)資深專家，李全生切身體會(huì)到科技進(jìn)步對(duì)煤炭清潔高效利用起著第一生產(chǎn)力、第一動(dòng)力的根本作用。
“例如，煤電在我國(guó)電力供應(yīng)結(jié)構(gòu)中約占2/3，這正是煤炭較為清潔高效的利用方式。通過創(chuàng)造性研發(fā)燃煤發(fā)電機(jī)組超低排放技術(shù)，嚴(yán)格實(shí)施高于世界主要發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)的大氣污染物超低排放標(biāo)準(zhǔn)以及大規(guī)模超低排放改造，我國(guó)已建成全球最大的清潔高效煤電供應(yīng)體系。”李全生以數(shù)據(jù)進(jìn)一步印證：截至2021年底，全國(guó)已有10.3億千瓦煤電機(jī)組完成超低排放改造;百萬千瓦超超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組有160臺(tái)在運(yùn)行，超過其他國(guó)家的總和，平均供電標(biāo)準(zhǔn)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(guó)同樣達(dá)到全球規(guī)模最大、技術(shù)整體領(lǐng)先。當(dāng)前，我國(guó)已形成較為完備的現(xiàn)代煤化工工程技術(shù)體系，關(guān)鍵設(shè)備國(guó)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(xiàng)技術(shù)處于國(guó)際領(lǐng)先水平，煤直接液化、粉煤中低溫?zé)峤饧敖褂洼p質(zhì)化技術(shù)屬于國(guó)際首創(chuàng)。
種種突破，離不開龍頭企業(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(guó)家能源集團(tuán)聚焦科技價(jià)值創(chuàng)造這一主線，充分發(fā)揮科技創(chuàng)新主力軍作用，持續(xù)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(tǒng)建設(shè)技術(shù)上取得突破，還開創(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(xiàn)代煤化工成套技術(shù)，可以說占領(lǐng)了該領(lǐng)域的國(guó)際制高點(diǎn)。”李全生舉例，該集團(tuán)打造了世界首套百萬噸級(jí)煤直接液化示范工程和世界單體規(guī)模最大400萬噸/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10萬噸級(jí)碳捕集與封存工程。
重大技術(shù)需求持續(xù)旺盛
成績(jī)有目共睹，但仍有提升的潛力與空間。李全生表示，未來相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)，煤炭仍將是我國(guó)的主體能源和兜底能源，煤炭行業(yè)的科技創(chuàng)新，對(duì)保障國(guó)家能源安全起到至關(guān)重要的作用。
“經(jīng)過幾十年攻堅(jiān)克難、奮起直追，全行業(yè)實(shí)現(xiàn)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(xiàng)。此外，‘雙碳’目標(biāo)對(duì)綠色低碳發(fā)展提出了更高要求，煤炭行業(yè)對(duì)新的重大技術(shù)需求旺盛，基礎(chǔ)研究及商業(yè)化應(yīng)用均有待提升。”李全生舉例，碳捕集封存與利用項(xiàng)目，可實(shí)現(xiàn)化石能源大規(guī)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(yīng)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(xiàn)高碳能源低碳利用。
再如，我國(guó)確定了構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的戰(zhàn)略路徑，但目前系統(tǒng)支撐能力不夠，燃煤機(jī)組調(diào)峰靈活性、煤電電站低負(fù)荷工況運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性等問題亟待解決。對(duì)此，還需要持續(xù)提升靈活高效運(yùn)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(shù)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(tǒng)。
在現(xiàn)代煤化工領(lǐng)域，煤化工產(chǎn)業(yè)鏈短、產(chǎn)品同質(zhì)化、碳排放等問題擺在面前，能源轉(zhuǎn)化效率和運(yùn)行穩(wěn)定性、資源綜合利用水平有待提高。對(duì)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(rùn)滑油、高端費(fèi)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(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，推進(jìn)我國(guó)煤炭清潔高效利用是長(zhǎng)期且艱巨的任務(wù)，需要國(guó)家從戰(zhàn)略、管理、技術(shù)等多個(gè)層面高度重視。”
進(jìn)一步加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)扶持力度
難題不少，李全生卻有信心。“針對(duì)以煤為主的能源結(jié)構(gòu)，我國(guó)長(zhǎng)期將煤炭開發(fā)利用技術(shù)作為國(guó)家科技計(jì)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(tái)，培養(yǎng)和匯聚了一批高水平創(chuàng)新人才。”
李全生建議，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步實(shí)施國(guó)家層面的煤炭清潔高效利用重大科技攻關(guān)計(jì)劃，建立“頂層目標(biāo)牽引、重大任務(wù)帶動(dòng)、基礎(chǔ)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(zhuǎn)化的主體，為重大科技攻關(guān)提供資金、人力和應(yīng)用推廣條件等支持。加快構(gòu)建以國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(guó)家戰(zhàn)略科技力量，加強(qiáng)綜合型、復(fù)合型人才培養(yǎng)，特別是加強(qiáng)智能發(fā)電、煤炭與新能源耦合、現(xiàn)代煤化工、CCUS等領(lǐng)域人才培養(yǎng)，加大卓越工程師人才培養(yǎng)力度。
“除了行業(yè)自身，需要從國(guó)家層面科學(xué)把握煤炭減量替代節(jié)奏，對(duì)煤炭清潔高效利用產(chǎn)業(yè)加強(qiáng)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(diào)峰能力強(qiáng)的燃煤發(fā)電機(jī)組，推動(dòng)現(xiàn)役機(jī)組“三改聯(lián)動(dòng)”，開發(fā)一批煤油化聯(lián)產(chǎn)綠色低碳煤化工項(xiàng)目，促進(jìn)碳捕集利用與封存產(chǎn)業(yè)化，為我國(guó)能源安全保障和“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)提供支撐。
針對(duì)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(guó)家能源安全戰(zhàn)略儲(chǔ)備的定位，將煤基特種燃料列入國(guó)家石油收儲(chǔ)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(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)進(jìn)行部署，由限制發(fā)展的“兩高”項(xiàng)目轉(zhuǎn)為高技術(shù)產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目，支持其有序高質(zhì)量發(fā)展。“建議在國(guó)家規(guī)劃的鄂爾多斯、榆林、哈密等大型煤化工基地建設(shè)一批煤油化新能源一體化發(fā)展的低碳高端煤化工項(xiàng)目，充分發(fā)揮我國(guó)煤制油技術(shù)與產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，將技術(shù)儲(chǔ)備轉(zhuǎn)化為產(chǎn)能儲(chǔ)備。”
