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【图解】面对势在必行的能源革命,煤炭怎么办?

中国煤炭网 2017-07-03 09:44:31


编者按

能源革命中,业界的共识是,煤炭在能源结构的比重趋于下降,但在较长一个时期内,煤炭的基础能源地位不会动摇。作为此次能源革命的对象,煤炭该做什么、要做什么


煤炭生产与消费为什么要革命?


自改革开放以来,中国能源消费总量增长了7.5倍,国内生产总值增长了近30倍,我国能源产业有效支撑了经济社会的快速发展,特别是作为中国主体能源的煤炭。


1.经济高速增长,能源利用的同时也付出了巨大的资源和环境代价,这样的发展不具备可持续性。


2015年我国的GDP占世界的15%,却消耗了世界20.3%的能源。近10年我国年平均能源消费增量达2亿吨标准煤左右,占全球增量的70%以上。按照这个增速,2020年能源消费总量将超过55亿吨标准煤。


2.我国当前面临着能源消费增量快速增加但能源资源禀赋差的国情。


截至2011年:

煤炭剩余探明可采储量为1145亿吨,约占世界的11.5%,居世界第4位;

石油剩余探明可采储量为24.3亿吨,约占世界的0.9%,居世界第14位;

天然气剩余探明可采储量为2.9万亿立方米,约占世界的1.5%,居世界第14位。

中国人均能源资源远低于世界平均水平,煤炭、石油、天然气的人均占有量仅分别为世界平均水平的67%、5.4%、7.7%。


3.近年来,诸多能源与环境、国家安全等产生的矛盾一一显现

我国能源消费总量持续增加,能源利用效率低下;

生态环境问题突出,碳减排压力较大;

油气对外依存度持续上升,能源安全形势严峻;

能源科技水平总体落后,创新能力亟待提高;

能源体制机制不顺,产业发展政策环境有待优化。


因此,推动能源生产和消费革命势在必行。


由于技术、资金、习惯等各方面因素限制,可再生能源在21世纪中期之前难以成为主流能源,化石能源仍将发挥主要作用。煤炭的清洁、高效、可持续开发利用仍将是我国能源战略的重中之重。



煤炭生产、消费、技术分期的目标是?






关于煤炭哪些重大工程将被重视?


新疆地区

煤炭资源勘探和保障工程

需要突破煤田精细勘探和多源地质灾害探测、高精度快速钻探、煤矿高精度三维地质建模与可视化等技术,提高资源勘查精度、效率和效益,使得2020年新疆煤炭探明储量占全国的比重提高到20%,2030年提高到30%。


晋陕蒙宁地区

煤炭高效开发及生态保护工程

针对晋陕蒙宁地区大规模煤炭开发及生态保护的需求,开发大断面特殊地层大型矿井快速建设、煤矿地下水库、地表生态修复等技术和装备,建设高效智能生态矿山。建成6个(神东、晋北、晋中、宁东、陕北)以千万吨级矿井为主的安全高效大型煤炭基地。2020年,煤炭科学产能占地区产量的70%,2030年达到80%。生态恢复率由目前不足10%提高到2020年的30%,2030年的50%。


中东部

深部煤炭安全开采及生态矿山建设工程

针对中东部煤炭深部开采带来的高瓦斯、高地压、高地温、高水压等问题,开发深部矿井煤岩瓦斯动力灾害监测及防治、冲击地压预测与防治、热害防治以及地热综合利用、矿区生态恢复等技术和装备,实现中东部深部煤炭资源安全开采,建设生态矿山。2020年,百万吨死亡率降到0.05以下,土地复垦率达到70%;2030年,百万吨死亡率降到0.01以下,土地复垦率达到80%。


东北

褐煤资源绿色开采与高效利用工程

针对东北草原森林酷寒地区露天开采生态修复和褐煤高效利用的问题,开发水资源保护、植被快速恢复、采矿与土地复垦一体化、褐煤提质等关键技术,实现褐煤资源绿色开采与高效利用。2020年,生态恢复率达到40%;2030年,生态恢复率达到60%。


西南

复杂地质条件煤炭安全开采工程

针对西南地区煤田构造条件复杂、机械化程度低的问题,开发复杂地质条件精细探测,低透气性煤层增透,井下综合立体瓦斯抽采,大倾角、急倾斜煤层高产高效开采,小尺寸、大功率薄煤层自动化等技术及装备。2020年,采掘机械化程度达到60%;2030年,采掘机械化程度达到80%。



东部、中部、西部煤炭建设怎么搞?


东部

冀中地区开滦集团炼焦煤基地、邯邢炼焦煤和动力煤基地、张家口北方动力煤基地的煤炭生产总量需要稳定在8000万吨左右。鲁西基地的煤炭产量在20年内稳定在1.5亿吨左右。


中部

形成山西、河南和两淮等煤炭开发基地和产业。加快建设煤电路港航为一体的晋北动力煤基地、煤焦电化为一体的晋中炼焦煤基地和煤电气化为一体的晋东无烟煤基地,发展煤层气产业,对优质炼焦煤和无烟煤资源实行保护性开发;河南基地加大深部资源勘查力度,有序推进重点矿区大型矿井项目建设。支持基地内骨干煤炭企业、重点铝企业和大型电力企业发展或联合发展煤—电、煤电—建材、煤—电—铝等产业,实现煤电、煤钢、煤铝等联营发展。


西部

形成内蒙古、新疆等煤炭开发基地和产业。


内蒙古形成阿拉善、乌海、鄂尔多斯西部炼焦煤和无烟煤为主的特种煤基地,年产能7000万吨;准格尔煤田、东胜煤田和上海庙煤田的优质动力煤基地,年产能5亿吨。


新疆准东煤田开发五彩湾、大井、西黑山、将军庙矿区;吐哈煤田重点开发尼勒克矿区;库拜煤田重点开发库尔勒塔什店、库车阿艾、拜城矿区;准南煤田开发阜康、艾维尔沟、呼图壁白杨河、玛纳斯塔西河等矿区;准北煤田开发塔城托里铁喇、和什托洛盖、富蕴喀木斯特矿区。


西北和西南地区开发和建设陕北基地、关中能源接续区、宁东基地、黄陇基地以及贵州盘江、水城、织纳、黔北等矿区。



提高煤炭在清洁消费领域的比重


与世界发达国家相比,我国煤炭利用集中度较低,特别是在清洁消费领域的比例较低。


2015年我国工业用煤占煤炭消费总量的比重超95%,电力、冶金、建材与化工行业是四大耗煤行业,其煤炭消费量合计占煤炭消费总量的比重为89.5%。其中,电力行业耗煤占比在50%左右,钢铁行业耗煤占比8.7%,建材行业耗煤占比7.3%,化工行业耗煤占比14.6%。


电力行业相对控制措施完善且高效,应大幅提高煤炭用于发电的集约化程度,争取2020年电煤占比达到65%以上,2030年达到70%,2050年达到80%。在发展高技术水平的新建煤电机组增量的同时,提高煤电机组存量的技术水平,以增量的技术进步带动存量的技术水平,提升燃煤机组的整体性能。通过对燃煤烟气污染物高效脱除与协同控制,形成能达到天然气燃气轮机排放标准要求的燃煤电厂烟气污染物高效控制的清洁环保岛。


提高钢铁、水泥、化工等重点行业的清洁化生产水平,针对节能减排的关键领域和薄弱环节,采用先进的技术、工艺和设备,实施清洁化生产技术改造。



实现煤炭分级转化与多级利用


作为煤炭的主要消费方式,现有火力发电多只将煤炭作为燃料直接燃烧,造成系统效率偏低,污染物控制成本高,且浪费了煤中具有高附加值的油、气和化学品以及硫、铝等资源。


多联产系统应用


分级转化与多级利用可以将煤的热解、气化、燃烧、合成等各过程有机结合,在同一系统中产生多种具有高附加值的化工产品、液体燃料以及用于工艺过程的热和电力等产品。多联产系统能够实现能源利用效率最高、能耗最低、投资和运营成本最节约,用最经济的做法解决煤利用过程中污染物的控制问题,但目前尚没有真正工业成熟的多联产系统。


基于煤炭热解气化燃烧分级转化技术的发展现状,在总体上,我国要坚持自主开发,但并不完全排除引进局部的关键技术,必须避免重复引进,保证在系统集成上具有自主知识产权;开发适合中国国情的煤炭热解气化燃烧分级转化综合利用技术。突破关键技术,如高效热解气化技术、废水处理技术等,完善煤炭热解气化燃烧分级转化综合利用技术;在发展过程中要考虑建设系统分析和涉及软件包,奠定热、电、优质燃料多联供产业化跨越发展的基础,培养一批高技术人才。


随着污染物控制要求趋于严格,多种污染物协同脱除的要求越来越高。未来在煤炭分级转化与多级利用的基础上,实现污染物的协同控制,同时大力发展污染物的资源化回收技术。



推动煤化工领域消费革命


面对石油、天然气资源对外依存度升高的能源现状,煤化工作为我国能源安全战略技术日显重要。


从国家能源安全战略角度出发,若我国石油、天然气对外依存度的警戒线分别控制在60%、30%以下,烯烃和乙二醇对外依存度分别不高于30%和40%,按照煤化工产品发展预测和当前的技术水平,到2020年煤化工用煤规模在13.9亿吨左右,其中约2亿吨用于煤制燃料和化学品;钢铁产量变化导致焦炭产量下降,2030年将在2020年的基础上降低约1亿吨,达到12.8亿吨,其中约4.8亿吨用于煤制燃料和化学品。未来用煤的增量基本来自于现代煤化工的发展,预测2050年现代煤化工耗煤量达11亿吨。


在控制能源消费总量的前提下,煤化工生产与消费革命的核心内容主要包括三个方面:煤化工生产方式革命、煤化工消费方式革命以及煤化工生产与消费革命的支撑和保障。整体上,要提高煤炭资源在煤化工整个生命周期过程的能量利用效率。


中国工程院估计,煤化工源头控制、技术升级、可再生能源、能源结构与利用优化和跨行业发展及产能控制对煤炭消耗总量控制节能潜力分析为在2020年、2030年和2050年分别节省煤炭2.0亿吨、2.9亿吨和9.4亿吨,其中技术升级和可再生能源替代是降低煤化工煤耗总量的主要推力。


目前,我国能源企业还处于海外寻找资源的阶段,国际影响力较弱。对此,谢克昌团队建议,依托“一带一路”建设,加强与俄罗斯、中亚、中东、非洲、美洲和亚太重点能源合作区域建设。未来5年~10年,力争在油气、煤炭、水电、核能等领域分别形成2家~3家具有国际影响力和世界一流水平的大型跨国企业。


在能源革命整体框架下,煤炭生产与消费要进行相应的革命,力争2050年煤炭、油气、非化石能源消费比例达4∶3∶3。煤炭应做的是建设煤炭科学开发重大工程,根据煤炭开发布局发展东部、中部、西部煤炭科学开发重大产业,提高煤炭在清洁消费领域的比重,推动煤炭分级转化与多级利用,提高煤炭资源在煤化工整个生命周期过程的能量利用效率。



责任编辑:王超群

图片编辑:任尚云



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