我國(guó)煤炭發(fā)展未來(lái)三級(jí)版圖構(gòu)思
綠色安全開(kāi)發(fā)、清潔低碳利用、多元協(xié)同發(fā)展是我國(guó)煤炭發(fā)展的戰(zhàn)略方向,未來(lái)幾十年,我國(guó)煤炭的發(fā)展將緊緊圍繞以上三個(gè)方面,實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量和跨越式發(fā)展。以上三個(gè)方向的努力可以相輔相成,互為支撐,齊頭并進(jìn),但在不同階段,也應(yīng)有所側(cè)重,重點(diǎn)突破。如果我們按時(shí)間先后,把煤炭發(fā)展下一個(gè)十年即2020-2030年定義為煤炭3.0版、2030-2040年階段定義為煤炭4.0版,2040-2050年階段定義為煤炭5.0版的話。煤炭3.0版則可主要以綠色生態(tài)開(kāi)采、煤炭加工利用提質(zhì)提效減排、實(shí)現(xiàn)降污減排為主;煤炭4.0版重點(diǎn)以智能化開(kāi)采、煤炭加工利用技術(shù)產(chǎn)業(yè)融合、煤基清潔能源綜合利用,實(shí)現(xiàn)超低損害與超低排放為主;煤炭5.0版以集中體現(xiàn)煤礦區(qū)資源地上地下一體化開(kāi)采、加工、利用,煤基清潔能源多元協(xié)同發(fā)展,實(shí)現(xiàn)“近零”損害與“近零”排放為主。因此,各階段版本的戰(zhàn)略目標(biāo)與技術(shù)路徑將有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)。
煤炭3.0版的戰(zhàn)略目標(biāo)是盡快實(shí)現(xiàn)煤炭工業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí),減員增效,節(jié)能減排,完成煤炭綠色開(kāi)發(fā)利用技術(shù)升級(jí)與推廣,重點(diǎn)解決燃煤清潔化和污染排放問(wèn)題,全面推廣和運(yùn)用煤炭加工利用的低碳減排技術(shù),最大程度減少和消除煤炭開(kāi)采及利用過(guò)程中的環(huán)境負(fù)效應(yīng),徹底擺脫高污染、高排放的開(kāi)發(fā)利用模式。其主要特征是通過(guò)技術(shù)推廣與產(chǎn)業(yè)升級(jí),建成較低生態(tài)損害、較低排放標(biāo)準(zhǔn)的煤炭綠色開(kāi)發(fā)利用體系,煤炭開(kāi)采向井下減員和自動(dòng)化信息化控制方向邁進(jìn),全面實(shí)施綠色生態(tài)的充填開(kāi)采、保水開(kāi)采,確保礦區(qū)地表生態(tài)修復(fù)。開(kāi)展不同煤質(zhì)和煤層特征的智能化開(kāi)采示范與先進(jìn)煤化工加工示范,完成高效燃煤技術(shù)不斷升級(jí)換代,實(shí)現(xiàn)煤炭加工利用的較低排放。3.0版的綠色開(kāi)采技術(shù)包括礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)及空間綜合利用技術(shù)、充填開(kāi)采、保水開(kāi)采、地表生態(tài)修復(fù)等技術(shù);煤炭加工利用技術(shù)包括新一代智能新型煤基發(fā)電技術(shù)、新一代低能耗二氧化碳捕集技術(shù)、煤化工合成氣的高效變換技術(shù)和凈化技術(shù)、超超臨界燃煤發(fā)電及IGCC技術(shù)、煤炭分級(jí)利用、廢棄物處理技術(shù)、礦區(qū)綠色植保生態(tài)修復(fù)技術(shù)等。
煤炭4.0版的戰(zhàn)略目標(biāo)是基本實(shí)現(xiàn)煤炭智能化開(kāi)采、延長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈,實(shí)現(xiàn)煤炭加工利用的多產(chǎn)業(yè)跨界融合發(fā)展,建成超低生態(tài)損害、超低排放、智能化的煤炭開(kāi)發(fā)利用體系,實(shí)現(xiàn)煤炭加工與發(fā)電超低污染排放。其主要特征是通過(guò)技術(shù)突破,建成超低生態(tài)損害、超低排放、智能化的煤炭開(kāi)發(fā)利用體系,全面實(shí)現(xiàn)井下少人智能化開(kāi)采,煤炭加工利用突破跨界融合產(chǎn)業(yè)發(fā)展,延長(zhǎng)煤炭產(chǎn)業(yè)鏈,清潔煤化工加工與先進(jìn)燃煤技術(shù)廣泛應(yīng)用。開(kāi)展不同煤質(zhì)和煤層特征的礦區(qū)資源一體化協(xié)同開(kāi)采示范,完成煤基清潔能源多元化綜合利用,煤炭加工利用全面實(shí)現(xiàn)超低排放。4.0版的煤炭智能開(kāi)采技術(shù)包括“透明礦井”地質(zhì)全信息可視化、深地鉆探與精確制導(dǎo)技術(shù)、煤炭開(kāi)發(fā)與人工智能、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、機(jī)器人、智能裝備深度融合技術(shù);煤炭加工利用技術(shù)包括高靈活性燃煤發(fā)電技術(shù)、煤與可再生能源耦合發(fā)電技術(shù)、清潔轉(zhuǎn)化制取高附加值化工品、新型煤炭催化氣化和加氫氣化技術(shù)、煤炭溫和液化技術(shù)、煤轉(zhuǎn)化與可再生能源耦合制氫技術(shù)、高效低成本多污染物聯(lián)合脫除技術(shù)、低成本二氧化碳礦物轉(zhuǎn)化、固定和利用技術(shù)、多污染物聯(lián)合脫除等常規(guī)污染物和碳控制技術(shù)等。
煤炭5.0版的戰(zhàn)略目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)對(duì)煤炭資源采選、冶煉、充填、發(fā)電、制氣的最優(yōu)化的一體化開(kāi)發(fā)和加工利用,煤炭加工利用過(guò)程碳捕集利用與“零碳”技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)煤炭加工利用污染物和二氧化碳近零排放。其主要特征是通過(guò)對(duì)礦區(qū)地上、地下資源一體化開(kāi)采技術(shù)的推廣應(yīng)用,建成近零排放的煤基多元、開(kāi)放、協(xié)同開(kāi)發(fā)利用的清潔能源生產(chǎn)供應(yīng)基地。全面實(shí)現(xiàn)井下無(wú)人智能化開(kāi)采,煤炭工業(yè)進(jìn)入井下無(wú)人、地上無(wú)煤時(shí)代,基本實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦資源采、選、冶、充、電、氣的原位、實(shí)時(shí)和一體化開(kāi)發(fā),顛覆傳統(tǒng)的固體資源開(kāi)發(fā)的開(kāi)采模式、運(yùn)輸模式和利用模式,同時(shí)碳捕集利用技術(shù)和“零碳”技術(shù)廣泛應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)煤基能源與其他資源多元協(xié)同一體化協(xié)同發(fā)展,煤炭加工利用實(shí)現(xiàn)近零排放。5.0版開(kāi)采技術(shù)包括基于機(jī)器深度學(xué)習(xí)的大數(shù)據(jù)處理技術(shù)及分布式控制平臺(tái)、互聯(lián)網(wǎng)+、井下機(jī)器人技術(shù),礦井固、液、氣混合高壓流體負(fù)壓抽采、煤炭地下氣化裝備集成控制、井下煤炭開(kāi)采與流態(tài)轉(zhuǎn)化(制氣、制油、發(fā)電)遠(yuǎn)程智能化控制,礦井“煤-水-氣-熱”多資源耦合伴生物共采一體化開(kāi)發(fā)技術(shù),煤與可再生能源耦合發(fā)電、制氫技術(shù)等;煤炭加工利用技術(shù)包括先進(jìn)的基于富氧燃燒的超臨界發(fā)電技術(shù)、磁流體發(fā)電聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)、煤炭新型燃燒和轉(zhuǎn)化以及與其他能源的耦合開(kāi)發(fā)技術(shù),高靈活性智慧能源多能互補(bǔ)和協(xié)同供應(yīng)技術(shù)、礦區(qū)供能網(wǎng)絡(luò)、能源交換能源存儲(chǔ)技術(shù)、二氧化碳安全可靠的封存與監(jiān)測(cè)及運(yùn)輸技術(shù)、多污染物(SO2、NOx、Hg等)一體化脫除技術(shù)、及其關(guān)鍵裝置設(shè)計(jì)與制造技術(shù)等。
(作者系中國(guó)宏觀經(jīng)濟(jì)研究院,國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)能源研究所研究員)
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”