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【圖解】面對勢在必行的能源革命,煤炭怎么辦?

中國煤炭網 2017-07-03 09:44:31


編者按

能源革命中,業界的共識是,煤炭在能源結構的比重趨于下降,但在較長一個時期內,煤炭的基礎能源地位不會動搖。作為此次能源革命的對象,煤炭該做什么、要做什么


煤炭生產與消費為什么要革命?


自改革開放以來,中國能源消費總量增長了7.5倍,國內生產總值增長了近30倍,我國能源產業有效支撐了經濟社會的快速發展,特別是作為中國主體能源的煤炭。


1.經濟高速增長,能源利用的同時也付出了巨大的資源和環境代價,這樣的發展不具備可持續性。


2015年我國的GDP占世界的15%,卻消耗了世界20.3%的能源。近10年我國年平均能源消費增量達2億噸標準煤左右,占全球增量的70%以上。按照這個增速,2020年能源消費總量將超過55億噸標準煤。


2.我國當前面臨著能源消費增量快速增加但能源資源稟賦差的國情。


截至2011年:

煤炭剩余探明可采儲量為1145億噸,約占世界的11.5%,居世界第4位;

石油剩余探明可采儲量為24.3億噸,約占世界的0.9%,居世界第14位;

天然氣剩余探明可采儲量為2.9萬億立方米,約占世界的1.5%,居世界第14位。

中國人均能源資源遠低于世界平均水平,煤炭、石油、天然氣的人均占有量僅分別為世界平均水平的67%、5.4%、7.7%。


3.近年來,諸多能源與環境、國家安全等產生的矛盾一一顯現

我國能源消費總量持續增加,能源利用效率低下;

生態環境問題突出,碳減排壓力較大;

油氣對外依存度持續上升,能源安全形勢嚴峻;

能源科技水平總體落后,創新能力亟待提高;

能源體制機制不順,產業發展政策環境有待優化。


因此,推動能源生產和消費革命勢在必行。


由于技術、資金、習慣等各方面因素限制,可再生能源在21世紀中期之前難以成為主流能源,化石能源仍將發揮主要作用。煤炭的清潔、高效、可持續開發利用仍將是我國能源戰略的重中之重。



煤炭生產、消費、技術分期的目標是?






關于煤炭哪些重大工程將被重視?


新疆地區

煤炭資源勘探和保障工程

需要突破煤田精細勘探和多源地質災害探測、高精度快速鉆探、煤礦高精度三維地質建模與可視化等技術,提高資源勘查精度、效率和效益,使得2020年新疆煤炭探明儲量占全國的比重提高到20%,2030年提高到30%。


晉陜蒙寧地區

煤炭高效開發及生態保護工程

針對晉陜蒙寧地區大規模煤炭開發及生態保護的需求,開發大斷面特殊地層大型礦井快速建設、煤礦地下水庫、地表生態修復等技術和裝備,建設高效智能生態礦山。建成6個(神東、晉北、晉中、寧東、陜北)以千萬噸級礦井為主的安全高效大型煤炭基地。2020年,煤炭科學產能占地區產量的70%,2030年達到80%。生態恢復率由目前不足10%提高到2020年的30%,2030年的50%。


中東部

深部煤炭安全開采及生態礦山建設工程

針對中東部煤炭深部開采帶來的高瓦斯、高地壓、高地溫、高水壓等問題,開發深部礦井煤巖瓦斯動力災害監測及防治、沖擊地壓預測與防治、熱害防治以及地熱綜合利用、礦區生態恢復等技術和裝備,實現中東部深部煤炭資源安全開采,建設生態礦山。2020年,百萬噸死亡率降到0.05以下,土地復墾率達到70%;2030年,百萬噸死亡率降到0.01以下,土地復墾率達到80%。


東北

褐煤資源綠色開采與高效利用工程

針對東北草原森林酷寒地區露天開采生態修復和褐煤高效利用的問題,開發水資源保護、植被快速恢復、采礦與土地復墾一體化、褐煤提質等關鍵技術,實現褐煤資源綠色開采與高效利用。2020年,生態恢復率達到40%;2030年,生態恢復率達到60%。


西南

復雜地質條件煤炭安全開采工程

針對西南地區煤田構造條件復雜、機械化程度低的問題,開發復雜地質條件精細探測,低透氣性煤層增透,井下綜合立體瓦斯抽采,大傾角、急傾斜煤層高產高效開采,小尺寸、大功率薄煤層自動化等技術及裝備。2020年,采掘機械化程度達到60%;2030年,采掘機械化程度達到80%。



東部、中部、西部煤炭建設怎么搞?


東部

冀中地區開灤集團煉焦煤基地、邯邢煉焦煤和動力煤基地、張家口北方動力煤基地的煤炭生產總量需要穩定在8000萬噸左右。魯西基地的煤炭產量在20年內穩定在1.5億噸左右。


中部

形成山西、河南和兩淮等煤炭開發基地和產業。加快建設煤電路港航為一體的晉北動力煤基地、煤焦電化為一體的晉中煉焦煤基地和煤電氣化為一體的晉東無煙煤基地,發展煤層氣產業,對優質煉焦煤和無煙煤資源實行保護性開發;河南基地加大深部資源勘查力度,有序推進重點礦區大型礦井項目建設。支持基地內骨干煤炭企業、重點鋁企業和大型電力企業發展或聯合發展煤—電、煤電—建材、煤—電—鋁等產業,實現煤電、煤鋼、煤鋁等聯營發展。


西部

形成內蒙古、新疆等煤炭開發基地和產業。


內蒙古形成阿拉善、烏海、鄂爾多斯西部煉焦煤和無煙煤為主的特種煤基地,年產能7000萬噸;準格爾煤田、東勝煤田和上海廟煤田的優質動力煤基地,年產能5億噸。


新疆準東煤田開發五彩灣、大井、西黑山、將軍廟礦區;吐哈煤田重點開發尼勒克礦區;庫拜煤田重點開發庫爾勒塔什店、庫車阿艾、拜城礦區;準南煤田開發阜康、艾維爾溝、呼圖壁白楊河、瑪納斯塔西河等礦區;準北煤田開發塔城托里鐵喇、和什托洛蓋、富蘊喀木斯特礦區。


西北和西南地區開發和建設陜北基地、關中能源接續區、寧東基地、黃隴基地以及貴州盤江、水城、織納、黔北等礦區。



提高煤炭在清潔消費領域的比重


與世界發達國家相比,我國煤炭利用集中度較低,特別是在清潔消費領域的比例較低。


2015年我國工業用煤占煤炭消費總量的比重超95%,電力、冶金、建材與化工行業是四大耗煤行業,其煤炭消費量合計占煤炭消費總量的比重為89.5%。其中,電力行業耗煤占比在50%左右,鋼鐵行業耗煤占比8.7%,建材行業耗煤占比7.3%,化工行業耗煤占比14.6%。


電力行業相對控制措施完善且高效,應大幅提高煤炭用于發電的集約化程度,爭取2020年電煤占比達到65%以上,2030年達到70%,2050年達到80%。在發展高技術水平的新建煤電機組增量的同時,提高煤電機組存量的技術水平,以增量的技術進步帶動存量的技術水平,提升燃煤機組的整體性能。通過對燃煤煙氣污染物高效脫除與協同控制,形成能達到天然氣燃氣輪機排放標準要求的燃煤電廠煙氣污染物高效控制的清潔環保島。


提高鋼鐵、水泥、化工等重點行業的清潔化生產水平,針對節能減排的關鍵領域和薄弱環節,采用先進的技術、工藝和設備,實施清潔化生產技術改造。



實現煤炭分級轉化與多級利用


作為煤炭的主要消費方式,現有火力發電多只將煤炭作為燃料直接燃燒,造成系統效率偏低,污染物控制成本高,且浪費了煤中具有高附加值的油、氣和化學品以及硫、鋁等資源。


多聯產系統應用


分級轉化與多級利用可以將煤的熱解、氣化、燃燒、合成等各過程有機結合,在同一系統中產生多種具有高附加值的化工產品、液體燃料以及用于工藝過程的熱和電力等產品。多聯產系統能夠實現能源利用效率最高、能耗最低、投資和運營成本最節約,用最經濟的做法解決煤利用過程中污染物的控制問題,但目前尚沒有真正工業成熟的多聯產系統。


基于煤炭熱解氣化燃燒分級轉化技術的發展現狀,在總體上,我國要堅持自主開發,但并不完全排除引進局部的關鍵技術,必須避免重復引進,保證在系統集成上具有自主知識產權;開發適合中國國情的煤炭熱解氣化燃燒分級轉化綜合利用技術。突破關鍵技術,如高效熱解氣化技術、廢水處理技術等,完善煤炭熱解氣化燃燒分級轉化綜合利用技術;在發展過程中要考慮建設系統分析和涉及軟件包,奠定熱、電、優質燃料多聯供產業化跨越發展的基礎,培養一批高技術人才。


隨著污染物控制要求趨于嚴格,多種污染物協同脫除的要求越來越高。未來在煤炭分級轉化與多級利用的基礎上,實現污染物的協同控制,同時大力發展污染物的資源化回收技術。



推動煤化工領域消費革命


面對石油、天然氣資源對外依存度升高的能源現狀,煤化工作為我國能源安全戰略技術日顯重要。


從國家能源安全戰略角度出發,若我國石油、天然氣對外依存度的警戒線分別控制在60%、30%以下,烯烴和乙二醇對外依存度分別不高于30%和40%,按照煤化工產品發展預測和當前的技術水平,到2020年煤化工用煤規模在13.9億噸左右,其中約2億噸用于煤制燃料和化學品;鋼鐵產量變化導致焦炭產量下降,2030年將在2020年的基礎上降低約1億噸,達到12.8億噸,其中約4.8億噸用于煤制燃料和化學品。未來用煤的增量基本來自于現代煤化工的發展,預測2050年現代煤化工耗煤量達11億噸。


在控制能源消費總量的前提下,煤化工生產與消費革命的核心內容主要包括三個方面:煤化工生產方式革命、煤化工消費方式革命以及煤化工生產與消費革命的支撐和保障。整體上,要提高煤炭資源在煤化工整個生命周期過程的能量利用效率。


中國工程院估計,煤化工源頭控制、技術升級、可再生能源、能源結構與利用優化和跨行業發展及產能控制對煤炭消耗總量控制節能潛力分析為在2020年、2030年和2050年分別節省煤炭2.0億噸、2.9億噸和9.4億噸,其中技術升級和可再生能源替代是降低煤化工煤耗總量的主要推力。


目前,我國能源企業還處于海外尋找資源的階段,國際影響力較弱。對此,謝克昌團隊建議,依托“一帶一路”建設,加強與俄羅斯、中亞、中東、非洲、美洲和亞太重點能源合作區域建設。未來5年~10年,力爭在油氣、煤炭、水電、核能等領域分別形成2家~3家具有國際影響力和世界一流水平的大型跨國企業。


在能源革命整體框架下,煤炭生產與消費要進行相應的革命,力爭2050年煤炭、油氣、非化石能源消費比例達4∶3∶3。煤炭應做的是建設煤炭科學開發重大工程,根據煤炭開發布局發展東部、中部、西部煤炭科學開發重大產業,提高煤炭在清潔消費領域的比重,推動煤炭分級轉化與多級利用,提高煤炭資源在煤化工整個生命周期過程的能量利用效率。



責任編輯:王超群

圖片編輯:任尚云



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