煤炭的清潔高效利用主要包含兩個(gè)要素，即提高煤炭利用質(zhì)量與效率，有效降低煤炭利用過程中污染物的排放。我國(guó)通過煤炭提質(zhì)加工、現(xiàn)代煤化工、燃煤發(fā)電超低排放等技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)了煤炭清潔高效利用的長(zhǎng)足發(fā)展。
煤炭洗選提質(zhì)實(shí)現(xiàn)升級(jí)
我國(guó)煤炭提質(zhì)加工技術(shù)主要包含煤炭洗選、低階煤提質(zhì)等。煤炭提質(zhì)加工是實(shí)現(xiàn)煤炭清潔高效利用的重要方式，國(guó)家能源局發(fā)布的《關(guān)于促進(jìn)煤炭工業(yè)科學(xué)發(fā)展的指導(dǎo)意見》也提到煤炭工業(yè)發(fā)展“要堅(jiān)持提質(zhì)增效、集約發(fā)展原則”。
在煤炭洗選方面，據(jù)煤炭工業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)顯示，2018年，我國(guó)煤炭開采和洗選業(yè)產(chǎn)能利用率為70.6%，同比增長(zhǎng)3.52%。我國(guó)煤炭產(chǎn)能利用率近年來顯著提升。
在煤炭提質(zhì)方面，低階煤利用過程中經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境保護(hù)效益都不理想，可通過提高發(fā)熱量、改良燃燒特征、加強(qiáng)氣化技巧順應(yīng)性等提高品質(zhì)。我國(guó)開發(fā)的低階煤熱解技術(shù)已經(jīng)處于國(guó)際領(lǐng)先水平。低階煤熱解技術(shù)是在隔絕空氣或非氧化氣氛條件下，把低階煤升溫至一定溫度，發(fā)生熱解反應(yīng)，制得半焦、煤焦油和煤氣的工藝過程。
例如由陜西煤業(yè)化工集團(tuán)和北京國(guó)電富通科技發(fā)展有限責(zé)任公司自主研發(fā)的“煤氣熱載體分段多層熱解成套工業(yè)化技術(shù)（SM-GF）”已處于國(guó)際領(lǐng)先水平，成功開發(fā)的分段多層立式矩形熱解爐單套處理能力達(dá)50萬噸/年，實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)自除塵和均勻布料布?xì)?，有效解決了當(dāng)前混煤熱解工業(yè)化、單套處理規(guī)模較小、油塵氣分離效率低等多項(xiàng)技術(shù)難題。據(jù)悉，陜煤集團(tuán)在榆林規(guī)劃的1500萬噸/年煤炭分質(zhì)清潔高效轉(zhuǎn)化多聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目一期工程已經(jīng)啟動(dòng)，已于今年10月通過安全設(shè)施設(shè)計(jì)審查。
煤炭向原料和燃料并重轉(zhuǎn)變
從陜西延長(zhǎng)中煤榆林能源化工有限公司傳出消息，截至10月24日７時(shí)，榆能化公司年累計(jì)生產(chǎn)聚烯烴產(chǎn)品達(dá)100.0164萬噸，順利突破百萬噸。該公司今年開發(fā)生產(chǎn)12個(gè)牌號(hào)聚烯烴新產(chǎn)品，成為中石化、中石油系統(tǒng)外首家能夠生產(chǎn)三元共聚聚丙烯產(chǎn)品的企業(yè)。
近年來，我國(guó)加快煤炭由單一燃料向原料和燃料并重轉(zhuǎn)變。煤化工是以煤為原料，經(jīng)化學(xué)加工使煤轉(zhuǎn)化為氣體、液體和固體燃料以及化學(xué)品的過程，是實(shí)現(xiàn)煤炭資源高效利用的有力手段。我國(guó)現(xiàn)代煤化工技術(shù)不斷成熟，合成氣轉(zhuǎn)化、大型煤制甲醇、煤直接制油、煤間接制油等技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破，煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化示范工程持續(xù)推進(jìn)。
據(jù)中國(guó)石化聯(lián)合會(huì)公布的數(shù)據(jù)顯示，2018年，煤制油總產(chǎn)能不變，仍為953萬噸/年。煤(甲醇)制烯烴總產(chǎn)能達(dá)到1302萬噸/年，同比増加4.8%。2018年煤制氣總產(chǎn)能不變，仍為51.05億立方米/年。而2018年煤制油、煤(甲醇)制烯烴、煤制氣分別同比增長(zhǎng)24.8%、4.8%、7.5%。
國(guó)家能源局于2017年發(fā)布的 《煤炭深加工產(chǎn)業(yè)示范“十三五”規(guī)劃》提及煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模目標(biāo)，預(yù)計(jì)2020年，煤制油產(chǎn)能為1300萬噸/年、煤制天然氣產(chǎn)能為170億立方米/年、低階煤分質(zhì)利用產(chǎn)能為1500萬噸/年（煤炭加工量）。“十三五”期間，重點(diǎn)開展煤制油、煤制天然氣、低階煤分質(zhì)利用、煤制化學(xué)品、煤炭和石油綜合利用等5類模式以及通用技術(shù)裝備的升級(jí)示范。
我國(guó)現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展,但也存在煤化工高端產(chǎn)品短缺，低端產(chǎn)能過剩的問題。對(duì)于推進(jìn)煤化工項(xiàng)目在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)上取得高端化、綠色化延伸，中央財(cái)經(jīng)大學(xué)煤炭上市公司研究中心主任邢雷表示：“解決這一問題需多管齊下。首先是逐步淘汰污染重、能耗高、產(chǎn)能過剩的傳統(tǒng)煤化工產(chǎn)能，國(guó)家不再新批此類項(xiàng)目。其次是不斷發(fā)展新型煤化工技術(shù)裝備，逐步實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)裝備國(guó)產(chǎn)化。技術(shù)進(jìn)步是解決煤化工產(chǎn)業(yè)高端化、綠色化不足的關(guān)鍵，這需要通過高要求來倒逼。此外，現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目投資大，風(fēng)險(xiǎn)高，且很多項(xiàng)目仍然存在能耗高，污染重，尤其是耗水多的問題。因此，應(yīng)避免一哄而上、遍地開花，要堅(jiān)持高標(biāo)準(zhǔn)，逐步試點(diǎn)，謹(jǐn)慎發(fā)展。”
建立清潔高效煤電體系
為全面實(shí)施煤電行業(yè)節(jié)能減排升級(jí)改造，建成世界上最大的清潔高效煤電體系，原環(huán)境保護(hù)部、國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局于2015年12月印發(fā)《全面實(shí)施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造工作方案》，提到具備條件的燃煤機(jī)組要實(shí)施超低排放改造，不具備改造條件的機(jī)組要實(shí)施達(dá)標(biāo)排放治理，落后產(chǎn)能和不符合相關(guān)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)要求的機(jī)組要實(shí)施淘汰，要統(tǒng)籌節(jié)能與超低排放改造。
我國(guó)燃煤發(fā)電技術(shù)總體已經(jīng)處于世界領(lǐng)先水平。據(jù)中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)公布的數(shù)據(jù)顯示，截至2018年底，我國(guó)煤電總裝機(jī)100835萬千瓦，全國(guó)已投產(chǎn)百萬千瓦超超臨界機(jī)組達(dá)到111臺(tái)。同時(shí)，2018年全國(guó)火電機(jī)組的平均供電煤耗達(dá)到307.6克/千瓦時(shí)，明顯優(yōu)于美國(guó)平均水平和世界平均水平，先進(jìn)的百萬千瓦二次再熱機(jī)組的供電煤耗已經(jīng)低于270克/千瓦時(shí)，引領(lǐng)了世界燃煤發(fā)電的發(fā)展方向。
在我國(guó)燃煤發(fā)電領(lǐng)域，超超臨界發(fā)電、循環(huán)流化床燃燒、IGCC與多聯(lián)產(chǎn)等技術(shù)成績(jī)顯著。以循環(huán)流化床燃燒為例，循環(huán)流化床鍋爐是一種新型潔凈煤燃燒技術(shù)，近年來我國(guó)已經(jīng)擁有了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的15萬千瓦、20萬千瓦、30萬千瓦、60萬千瓦循環(huán)流化床鍋爐系列產(chǎn)品。
國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局印發(fā)的《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提到，優(yōu)化規(guī)劃建設(shè)時(shí)序，加快淘汰落后產(chǎn)能，促進(jìn)煤電清潔高效發(fā)展。提出煤電清潔高效發(fā)展目標(biāo)，2020年煤電機(jī)組平均供電煤耗控制在每千瓦時(shí)310克以下，其中新建機(jī)組控制在300克以下，二氧化硫、氮氧化物和煙塵排放濃度分別不高于每立方米35毫克、50毫克、10毫克。
在燃煤發(fā)電領(lǐng)域，存在煤炭利用方式與煤炭資源特點(diǎn)的適配性不足的問題。對(duì)此，中國(guó)煤炭加工利用協(xié)會(huì)副秘書長(zhǎng)阮立軍表示：“我認(rèn)為煤炭企業(yè)不僅只是負(fù)責(zé)采掘和生產(chǎn)，將來要根據(jù)客戶的使用進(jìn)行選配，煤炭企業(yè)要成為煤炭的生產(chǎn)、選配、配送中心。煤炭作為產(chǎn)品也不應(yīng)該是那種傳統(tǒng)意義的大路貨，在某些領(lǐng)域也可以成為‘高端’產(chǎn)品，甚至要有自己的品牌和包裝。對(duì)于煤炭產(chǎn)品要分級(jí)利用，根據(jù)煤質(zhì)銷售給不同的用戶。很多高硫煤都不能開采，但其實(shí)完全可以用于煤化工領(lǐng)域，不僅不會(huì)污染，還可以把硫回收或做成含硫產(chǎn)品。”
