“在今后較長時間內，推進我國煤炭清潔高效利用是長期且艱巨的任務，需要國家從戰(zhàn)略、管理、技術等多個層面高度重視。”
黨的二十大報告指出，積極穩(wěn)妥推進碳達峰碳中和。其中，“深入推進能源革命，加強煤炭清潔高效利用”是重要內容。
推進煤炭清潔高效利用，必然需要科技力量的強支撐。當前，我國已在煤田地質勘查、煤礦災害防治、礦山智能開采、煤炭高效轉化等領域，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，隨著綠色低碳發(fā)展的要求越來越高，行業(yè)亦有短板亟待補齊。
如何進一步提升?來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、煤炭開采水資源保護與利用國家重點實驗室副主任李全生有著獨到見解。
科技創(chuàng)新水平走在世界前列
身為行業(yè)資深專家，李全生切身體會到科技進步對煤炭清潔高效利用起著第一生產力、第一動力的根本作用。
“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。通過創(chuàng)造性研發(fā)燃煤發(fā)電機組超低排放技術，嚴格實施高于世界主要發(fā)達國家和地區(qū)的大氣污染物超低排放標準以及大規(guī)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(shù)據(jù)進一步印證：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;百萬千瓦超超臨界燃煤發(fā)電機組有160臺在運行，超過其他國家的總和，平均供電標準煤耗低至280克/千瓦時。
在清潔高效利用的另一主要領域——煤化工，我國同樣達到全球規(guī)模最大、技術整體領先。當前，我國已形成較為完備的現(xiàn)代煤化工工程技術體系，關鍵設備國產化水平不斷提高，大型煤氣化、煤制烯烴、煤制芳烴等多項技術處于國際領先水平，煤直接液化、粉煤中低溫熱解及焦油輕質化技術屬于國際首創(chuàng)。
種種突破，離不開龍頭企業(yè)的引領示范作用。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。不僅在先進高效、靈活、智能燃煤發(fā)電和新型電力系統(tǒng)建設技術上取得突破，還開創(chuàng)了煤化工產業(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，可以說占領了該領域的國際制高點。”李全生舉例，該集團打造了世界首套百萬噸級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的企業(yè);依托首創(chuàng)的成套技術，建成了世界首個煤化工10萬噸級碳捕集與封存工程。
重大技術需求持續(xù)旺盛
成績有目共睹，但仍有提升的潛力與空間。李全生表示，未來相當長時期內，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重要的作用。
“經過幾十年攻堅克難、奮起直追，全行業(yè)實現(xiàn)從跟跑、并跑到總體領跑的重大跨越，但部分關鍵核心技術還有短板和弱項。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、高效利用技術做支撐，才能真正實現(xiàn)高碳能源低碳利用。
再如，我國確定了構建新型電力系統(tǒng)的戰(zhàn)略路徑，但目前系統(tǒng)支撐能力不夠，燃煤機組調峰靈活性、煤電電站低負荷工況運行的安全性、經濟性和環(huán)保性等問題亟待解決。對此，還需要持續(xù)提升靈活高效運行的水平，集中攻關支撐新能源大比例消納的靈活智能發(fā)電技術、煤電與新能源耦合發(fā)電技術等，以及高參數(shù)超超臨界發(fā)電技術、超臨界CO2發(fā)電技術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)代煤化工領域，煤化工產業(yè)鏈短、產品同質化、碳排放等問題擺在面前，能源轉化效率和運行穩(wěn)定性、資源綜合利用水平有待提高。對此，需要集中攻關煤基特種燃料、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品生產技術，探索研究煤化工與新能源、鋼鐵冶金等產業(yè)耦合技術，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。
李全生進一步闡述道：“在今后較長時間內，推進我國煤炭清潔高效利用是長期且艱巨的任務，需要國家從戰(zhàn)略、管理、技術等多個層面高度重視。”
進一步加強產業(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，我國長期將煤炭開發(fā)利用技術作為國家科技計劃的重點支持方向，形成了一批核心技術和創(chuàng)新平臺，培養(yǎng)和匯聚了一批高水平創(chuàng)新人才。”
李全生建議，在此基礎上，進一步實施國家層面的煤炭清潔高效利用重大科技攻關計劃，建立“頂層目標牽引、重大任務帶動、基礎能力支撐”的重大科技攻關組織模式。充分發(fā)揮大型能源央企的創(chuàng)新主體和出題者作用，推動企業(yè)成為技術創(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實驗室、高水平研究型高校、科技領軍型企業(yè)為引領的煤炭科技國家戰(zhàn)略科技力量，加強綜合型、復合型人才培養(yǎng)，特別是加強智能發(fā)電、煤炭與新能源耦合、現(xiàn)代煤化工、CCUS等領域人才培養(yǎng)，加大卓越工程師人才培養(yǎng)力度。
“除了行業(yè)自身，需要從國家層面科學把握煤炭減量替代節(jié)奏，對煤炭清潔高效利用產業(yè)加強扶持力度。”李全生提出，“十四五”期間，重點釋放一批安全高效綠色煤炭產能，新建一批高效靈活調峰能力強的燃煤發(fā)電機組，推動現(xiàn)役機組“三改聯(lián)動”，開發(fā)一批煤油化聯(lián)產綠色低碳煤化工項目，促進碳捕集利用與封存產業(yè)化，為我國能源安全保障和“雙碳”目標實現(xiàn)提供支撐。
針對煤化工這一重點方向，李全生還建議，明確煤制油氣作為國家能源安全戰(zhàn)略儲備的定位，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(zhàn)略性新興產業(yè)進行部署，由限制發(fā)展的“兩高”項目轉為高技術產業(yè)項目，支持其有序高質量發(fā)展。“建議在國家規(guī)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)揮我國煤制油技術與產業(yè)優(yōu)勢，將技術儲備轉化為產能儲備。”
