煤炭清潔高效利用之路越走越寬_風聞

　　12月19日，國家能源集團寧煤煤制油項目今年累計產出油化品405萬噸，標誌着這個全球單套規模最大煤制油項目，自建成投產5年以來首次實現達產，為煤炭清潔高效利用再添樣本。

　　寧煤煤制油項目為400萬噸/年煤炭間接液化項目，2016年12月產出合格油品，我國由此成為世界上少數掌握直接、間接兩種煤制油工藝的國家。5年來，項目累計開展4輪次、559項關鍵技改，對氣化的關鍵路徑和環節進行5000多次革新，持續攻克影響安全穩定清潔運行的“卡脖子”技術，累計投入環保資金70億元，有效解決大氣、污水和固廢排放難題。在“穩起來”的基礎上，項目正在朝着低碳化、清潔化、高端化的方向“優起來”。

　　中央經濟工作會議強調，要立足以煤為主的基本國情，抓好煤炭清潔高效利用；推動煤炭和新能源優化組合。以煤制油為代表，煤炭行業正積極展開探索。

清潔高效利用已具備基礎

　　“煤炭的使用歷史悠久，產業鏈完善、技術成熟，在保障電力供給、穩定產業鏈供給等方面具有重要作用，是維護我國能源安全的最可靠資源。實現碳達峯、碳中和目標不能冒進，必須用好化石資源特別是煤炭資源，堅持走煤炭清潔高效利用的道路，發揮好煤炭支撐經濟社會發展、保障能源安全的壓艙石、穩定器作用。傳統能源逐步退出要建立在新能源安全可靠的替代基礎上。”在中國工程院院士劉中民看來，中央經濟工作會議的相關要求，將會有效遏制個別地方簡單“一刀切”限制煤炭的不當做法，釋放了穩步、有序利用煤炭的積極信號。

　　中國礦業大學低碳能源研究院院長桑樹勳認為，實現煤炭清潔高效利用，本身就是低碳發展的組成部分。“低碳化不代表不用煤了，而是通過低碳化技術創新實現用煤少排碳、不排碳，加快煤炭由燃料向原料轉變。以新型煤化工和煤基碳材料為代表的碳科學技術快速發展，將成為煤炭清潔高效利用的主要動力。”

　　事實上，煤炭清潔高效利用在我國有深厚基礎。以化工用煤為例，中國石油和化學工業聯合會會長李壽生介紹，我國現代煤化工產業已形成相當大的規模，煤制油、煤制烯烴、煤制乙二醇等主要產品，均已實現大規模工業化生產，示範裝置可做到長週期穩定運行。“現代煤化工項目大多為近幾年新建的項目，在技術路線選擇、設備選型、安全設施配套、工程建設等方面起點較高，具備安全、環保生產的硬件基礎，取得了一批世界級科技成果。與燃燒發電相比，煤化工排放的二氧化碳濃度高、易回收、成本低，其中70%可實現回收，用於碳捕集、利用與封存及其他工業領域。”

煤炭和新能源互補性明顯

　　早期的清潔高效利用方式多為煤炭行業的“單打獨鬥”，如今的方式則正在走向“與新能源組合優化”。

　　寧煤煤制油項目相關負責人表示，將繼續提升項目清潔低碳運行水平，探索新能源制氫與煤制油化工產業耦合發展。

　　寧夏寶豐集團以煤制烯烴為主業，目前也正在打造太陽能電解水制氫綜合示範項目，由此生產綠氫、綠氧直供化工裝置，分別替代以煤炭作為原料、燃料生產的高端化工產品。該集團相關人士告訴記者，煤制烯烴排碳的主要原因是，煤的碳含量高、氫含量低，烯烴的氫含量高、碳含量低，因此需要用煤和水製取氫氣，其過程排放二氧化碳。“用新能源電解水制氫替代煤制氫的技術路線已經打通，只要有足夠的綠氫，碳排放問題可以基本消除。”

　　中國科學院大連化學物理研究所專家靳國忠證實，煤炭作為高碳能源，利用過程排放二氧化碳，在原理上不可避免。僅依靠行業自身的技術進步和效率提升，實現清潔低碳仍面臨挑戰。“通過跨領域多能融合技術，打破能源領域行業壁壘，與新能源互補耦合，既能解決煤炭清潔高效利用的難題，還能促進非化石能源規模化利用。以60萬噸/年煤制烯烴項目估算，當補入足夠的綠氫和綠氧後，每噸產品的煤耗、碳排放大約分別下降48.8%和70.6%，二者結合的經濟、生態效益顯著。”

　　“實踐證明，在能源替代過程中，‘化石能源+碳捕集、利用、封存’與‘新能源+儲能’不是非此即彼的簡單競爭關係。當前，煤炭與新能源具有良好的互補性，可充分利用燃煤發電為新能源消納提供調峯和匹配支持，也可依託煤炭礦區和煤炭基地大力開發利用新能源，並在燃燒、能源轉化等方面形成耦合，讓煤炭在清潔高效利用的同時減少碳排放。”桑樹勳稱。

　　有了新能源的加入，煤炭如何進一步做好清潔化、低碳化？

　　“總體來説，就是要突出煤的原料屬性，逐步弱化煤的燃料屬性。需要以前瞻性和變革性技術為引領，超越能源領域限制，促進各能源種類以及產業之間的多能融合，提升煤的清潔高效利用水平，高效率實現二氧化碳轉化利用。”靳國忠表示，還需着力解決依靠單個領域科技發展難以突破的跨系統問題，將煤炭清潔高效利用放到“雙碳”背景下統籌考慮。

　　李壽生也稱，應努力打破目前各行業按技術和工藝相互隔離的傳統發展方式，積極探索以資源綜合利用為紐帶、不同行業耦合發展的新模式。“要利用現代煤化工基地的可再生能源優勢，如風能、太陽能等製取綠氫，部分替代煤制灰氫。在現代煤化工項目中，燃煤工業鍋爐、電站鍋爐、火炬等公用工程需要的電能和熱能，與可再生能源相結合，可以減少燃料煤的使用，因此應充分發揮煤炭的原料價值。”

　　李壽生提醒，產業鏈過短、高端產品比率較低，作為行業長期面臨的突出矛盾，同樣不可忽視。“不解決同質化問題，勢必造成產能過剩、無序競爭的被動局面。主要原因是科技創新未能跟上產業發展需要。雖然目前新技術研發活躍，但大多處於實驗室或中試階段，還需進行工業化示範驗證，特別是二氧化碳資源化利用技術亟待開發。強化科技創新，突破制約綠色低碳發展的關鍵核心技術，提高煤炭資源的綜合利用效能，推進產品高端化、多元化、低碳化是當務之急。”

來源：《 中國能源報 》（ 2021年12月27日   第 01 版）