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    山西煤炭清洁化发展研究

    作者:韩芸 王云 出版时间:2017年05月
    摘要:

    煤炭清洁化发展对我国的能源政策、能源安全、可持续发展等都具有重要的意义。山西是典型的煤炭大省,多年来在煤炭清洁化利用方面开展了大量的研究开发和推广工作,但在发展中也存在着一些问题。针对这些问题,本文提出了煤炭清洁化发展的对策建议。

    山西省煤炭资源丰富,素有“煤海”之称,全省探明保有储量占全国总量的近1/5,优质稀缺煤种——焦煤占全国总量的近1/2。[1]作为重要的能源基地,山西为促进全国经济发展、保障国家能源安全做出了巨大贡献。多年来山西围绕提高煤炭开发利用效率、减轻环境污染,通过引进技术和自主研发创新,建设了一批示范工程,有效地促进了煤炭清洁化的发展和应用,煤层气、煤化工、煤焦、煤电等部分技术已经达到全国领先水平。伴随着经济发展方式的转变与环境保护需求压力的增强,山西依托煤、延伸煤、拓展煤,对煤炭进行精深加工和高端转化,逐渐开辟了一条煤炭清洁化发展之路。加快煤炭清洁化发展,不仅是优化能源结构、保障能源安全、改善环境现状的重要举措,也是推动煤炭供给侧结构性改革、煤炭革命,实现可持续发展战略的必然选择。鉴于此,研究山西煤炭清洁化发展,不仅对于资源型省份具有一定的借鉴作用,而且对于全国煤炭清洁化发展也具有一定的示范效应。

    一 山西煤炭清洁化发展历程

    洁净煤技术是指在煤炭从开发到利用全过程中,旨在减少污染排放与提高利用效率的加工、燃烧、转化和污染控制等新技术的总称。[2]美国于1986年3月率先推出“洁净煤技术示范计划”(CCTP),从燃煤发电、环保设备、煤炭加工转化、工业应用四个方面进行研发。欧洲国家致力于煤气化联合循环发电(IGCC)、煤和生物质及废弃物联合气化(或燃烧)、循环流化床燃烧、固体燃料气化与燃料电池联合循环等技术的研究和开发。日本近年来加大了煤炭利用效率、煤炭脱硫脱氮技术、转化技术等方面的研发力度。我国从20世纪90年代开始,从煤炭加工、煤炭燃烧、煤炭转化、污染物控制等方面开展煤炭清洁高效利用的研发和推广工作。综合来看,山西煤炭清洁化发展大致经历了起步、稳步发展和快速发展三个阶段。

    (一)起步阶段(1990~2000年)

    20世纪90年代,我国实行“强化东部,战略西移”的煤炭发展战略决策,确立了全国能源以山西为中心的战略格局。1995年国务院专门组织成立了由多个部委组成的国家洁净煤技术推广规划领导小组,1997年发布了《中国洁净煤技术“九五”计划和2010年发展纲要》,指出了洁净煤技术发展的四大领域、14项技术,这无疑对以煤炭为基础的山西带来了新的契机。这一时期,山西积极研发、推广、运用煤炭清洁技术,在煤炭清洁燃烧发电、煤基替代燃料技术等方面取得了较大进步。煤炭清洁燃烧发电成为煤炭利用的重要渠道;在煤基替代燃料技术方面,山西开展了“煤变油”项目,先后进行了实验室试验、小型实验和工业实验阶段。“七五”计划期间,中国科学院山西煤化所承担了国家重点科技攻关项目——煤基合成汽油技术,成功进行了技术攻关和试验。“八五”计划期间,山西在晋城化肥厂投资建立了煤制油工业试验装置,生产出90号汽油,年产能力达到2000吨。在科研方面,山西拥有山西大学、太原理工大学、中国科学院山西煤化所、山西煤炭地质勘探院、山西煤炭规划设计院、山西煤炭职业技术学院等以煤炭教学、技术研究和开发为重点的科学研究队伍,为煤炭的清洁化发展奠定了基础。

    (二)稳步发展阶段(2001~2011年)

    21世纪以来,先进能源技术中的煤炭清洁利用技术被列为“国家高技术研究发展计划”(863计划)。山西煤炭资源的综合加工利用技术也得到长足进步。从2000年起,在山西省委、省政府的部署下,山西煤炭行业进行了结构调整,一大批落后的生产矿井、生产技术被淘汰,取而代之的是新设备、新工艺、新技术和新观念,在煤炭利用技术方面进行了不同程度的研发,建立了一批相关产业项目,煤炭清洁化利用水平逐渐提高。在燃煤发电方面,全省煤电发电机组装机容量占总装机容量的90%以上。在工业型煤研制方面,型煤制造的工艺、设备等方面取得较大进步。在水煤浆替代燃油方面,实现了规模化生产应用。在煤炭液化方面,2001年中国科学院山西煤化所承担了国家863计划“煤变油”项目,研发的煤炭间接液化技术进入工业化实验阶段,设计了规模千吨级合成油的中试厂,并合成第一批粗油品;煤制甲醇、煤气合成甲醇、焦炉气制甲醇等甲醇生产技术水平不断提高、规模不断扩大,燃醇专用发动机研制处于全国领先水平。在煤炭气化方面,中国科学院山西煤化