让煤炭利用清洁高效起来

图为国家能源集团400万吨/年煤间接液化项目。

2014年6月，习近平总书记在中央财经领导小组第六次会议上提出能源发展“四个革命、一个合作”的战略思想，即推动能源消费革命、能源供给革命、能源技术革命、能源体制革命，全方位加强国际合作，实现开放条件下能源安全，为中国能源发展指明方向。煤炭是我国基础能源和重要原料，煤炭工业关系国家经济命脉和能源安全，煤炭发展走清洁高效利用的绿色发展之路，意义重大。煤炭清洁高效利用符合国情我国能源资源禀赋特点决定了必须长期坚持煤炭清洁高效利用道路。在全国已探明的化石能源资源储量中，煤炭占94%左右，是稳定经济、自主保障能力最强的能源。尽管煤炭在一次能源消费中的比重将逐步降低，2019年降至57.7%，但在相当长时间内煤炭的主体能源地位不会变化。深刻认识我国能源资源禀赋和煤炭的基础性保障作用，做好煤炭清洁高效可持续开发利用，是符合当前基本国情、基本能情的选择。煤炭长期以来支撑我国经济和社会较快发展，是我国能源安全保障的压舱石、稳定器。能源安全是关乎国家经济社会发展的全局性、战略性问题。尤其当外部环境发生变化，能源安全保障面临的不确定因素就会更多，把能源安全牢牢抓在自己手中，必要且紧迫。立足煤炭稳定供应，发展煤制油气、醇类燃料替代，是我国能源供应保障的战略选择。煤炭清洁高效利用对我国发挥煤炭资源优势、缓解石油资源紧张局面、保障能源安全、保护生态环境，具有重要战略意义。2016年12月，神华宁夏煤业集团400万吨/年煤炭间接液化项目油品A线打通全流程，产出合格油品，实现煤炭“由黑变白”、资源由重变轻的转变。习近平总书记对神华宁煤煤制油示范项目建成投产作出重要指示，指出这一重大项目建成投产，对我国增强能源自主保障能力、推动煤炭清洁高效利用、促进民族地区发展具有重大意义，是对能源安全高效清洁低碳发展方式的有益探索，是实施创新驱动发展战略的重要成果。我国煤炭产业与技术总体水平世界领先针对以煤为主的能源结构，我国一直将煤炭清洁高效利用作为国家科技计划重点支持方向和煤炭产业发展方向。经过几十年的发展，已形成一批具有自主知识产权的煤炭清洁高效利用技术，培养和汇聚一批高水平创新人才和团队，支撑煤炭产业持续向清洁低碳、安全高效方向发展。近年来，随着新能源开发规模不断扩大，我国燃煤发电占比虽持续下降，但仍是最重要的电力供应来源。我国燃煤发电装机容量由1978年的不到4000万千瓦，增至2019年的10.4亿千瓦﹔燃煤发电量由不到2200亿千瓦时，增至4.55万亿千瓦时。同时，我国持续推进煤电机组淘汰落后产能和节能减排升级改造，供电煤耗与污染物排放绩效持续下降。目前，我国已建成全球最大的清洁高效煤电供应体系，燃煤发电机组大气污染物的超低排放标准高于世界主要发达国家和地区，燃煤发电已不再是我国大气污染物的主要来源。2015年，泰州电厂3号机组成为世界首台成功运用二次再热技术的百万千瓦超超临界燃煤发电机组，实现供电标准煤耗266克/千瓦时，成为全球煤电新标杆。2019年，全国百万千瓦超超临界燃煤发电机组有111台在运行，超过其他国家的总和，平均供电标准煤耗约280克/千瓦时，引领世界燃煤发电技术发展方向。近年来，我国煤炭清洁高效转化利用技术取得一系列创新突破。煤直接液化、煤间接液化等成套关键技术具有自主知识产权，工业示范工程也实现安全、稳定、长期满负荷运行，成为保障我国能源安全的重要战略路径﹔开发了多种具有自主知识产权的高效低成本煤气化技术，彻底摆脱大型煤气化技术对国外进口的依赖﹔研发建设了世界首套百万吨级煤直接液化商业装置，并实现长周期稳定运行﹔开发了400万吨/年煤间接液化成套技术，并实现商业化运行，目前煤制油产能已达921万吨/年﹔建成了世界首套60万吨/年煤制烯烃工业化生产装置，首次实现由煤化工向石油化工原料的转换，目前年产能超过1300万吨。此外，我国在煤制乙二醇、煤制天然气等技术发展和产业应用方面，均取得重大突破。可以说，我国已建立起完整的现代煤化工产业技术创新体系。以技术创新实现高碳能源低碳化利用我国煤炭利用正逐步向清洁化、大型化、规模化、集约化发展，推动煤炭由单一燃料属性向燃料、原料方向转变，推进分级分质利用，从而实现高碳能源低碳化利用。具体来说，未来煤炭清洁高效利用的重点主要在燃煤发电和现代煤化工两个方面。燃煤发电在未来相当长时期内仍是我国电力供应主力。除继续承担保障电力供应主体责任外，煤电还要为可再生能源大比例消纳提供灵活调峰服务。要大力推进燃煤发电向高参数、大容量、智能化发展，推进超高参数燃煤发电、新型动力循环系统、高灵活智能燃煤发电、燃煤高效低成本多污染物联合控制，及资源化利用的成套技术与装备实现产业化，促进电力装备技术升级和结构转型，提高电力制造业的国际竞争力。现代煤化工是保障国家能源安全特别是油气安全的重要途径。要稳步推进以煤制油、煤制烯烃为代表的现代煤化工发展，加强技术创新，逐步推动煤化工产品高端化、高值化，延伸产业链，提升价值链，持续推进废水近零排放、固废减量化和资源化利用。现代煤化工项目建设只有在规模条件下，技术经济效能和环保性能才能得到充分体现。因此，要积极推进煤化工产业大型化、园区化和基地化发展，结合资源禀赋，稳步有序推进大型现代煤化工基地建设。同时我们要认识到，煤炭清洁高效利用发展面临诸多挑战。一是煤炭利用项目建设的合理布局。要充分发挥国家宏观调控作用，科学统筹规划，避免无序竞争﹔二是煤炭开发利用与水及生态环境的保护协调。我国煤炭资源和水资源呈逆向分布，西部煤炭资源丰富的地区，水资源短缺，煤炭清洁高效利用产业发展要统筹考虑煤资源禀赋、水资源和生态环境承载力，避免逢“煤”必“转”﹔三是煤基能源产业的高质量发展。煤化工基地建设存在同质化、产能过剩的问题。要坚持创新引领，加强新技术、新产品开发，延伸产业链，稳步推进煤、电、化一体化和煤转化的差异化发展。展望未来，我国煤炭工业发展前景广阔。煤炭仍将以其资源可靠性、价格低廉性和利用的可洁净性作为我国主体能源。随着我国经济向高质量发展推进，能源利用的清洁化和低碳化的重要性日益凸显。同时，对“清洁能源”的界定也应进一步细化。只论排放，不问“出身”，实现了清洁高效利用的煤炭就是清洁能源。要在能源转型中把握好我国基本国情，遵循客观规律，从实际出发，在低碳化发展进程中，尤其在应对气候变化工作中，坚持公平和各自能力原则。依靠科技创新，持续推进并做好煤炭清洁高效利用，服务社会经济高质量发展和国家能源安全，是现实的战略选择。(作者为中国工程院院士)