開(kāi)啟“低碳經(jīng)濟(jì)”新時(shí)代

□吳玉華 畢俊成

3月26日，《中國(guó)大型煤炭企業(yè)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式研究》課題啟動(dòng)會(huì)在兗礦集團(tuán)召開(kāi)。

“兗礦集團(tuán)的煤炭、煤化工、電解鋁及機(jī)電成套裝備制造三大主業(yè)均為高碳類(lèi)產(chǎn)業(yè)，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)勢(shì)必面臨更多的挑戰(zhàn)，如何優(yōu)化發(fā)展模式，探索低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展途徑，是我們必須盡快研究和解決的關(guān)鍵問(wèn)題。兗礦集團(tuán)已經(jīng)開(kāi)始實(shí)施國(guó)際化發(fā)展戰(zhàn)略，并率先走出國(guó)門(mén)成功實(shí)現(xiàn)跨國(guó)經(jīng)營(yíng)，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)對(duì)我們的要求將更為迫切。”兗礦集團(tuán)董事局主席、黨委書(shū)記耿加懷說(shuō)。低碳經(jīng)濟(jì)，為兗礦集團(tuán)開(kāi)啟了一條嶄新的發(fā)展之路，也把兗礦集團(tuán)帶入“低碳經(jīng)濟(jì)”的新時(shí)代……

煤化工：潔凈煤技術(shù)的綜合應(yīng)用

IGSS發(fā)電裝置在管道縱橫的兗礦集團(tuán)國(guó)泰公司，名聲遠(yuǎn)沒(méi)有那么顯赫。6月16日，記者看到這套全稱(chēng)為“煤氣化發(fā)電與甲醇聯(lián)產(chǎn)”的裝置，正籠罩在一片白色的蒸汽中。

“這個(gè)項(xiàng)目運(yùn)行至今，系統(tǒng)運(yùn)行可靠，實(shí)現(xiàn)了柔性運(yùn)行，可根據(jù)需要隨時(shí)調(diào)整甲醇與發(fā)電的產(chǎn)量比。它彌補(bǔ)了潔凈煤發(fā)電和轉(zhuǎn)化利用單項(xiàng)技術(shù)難以同時(shí)滿(mǎn)足效率、成本和環(huán)境等多方面要求的不足，可實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)等綜合效益的最大化。可以說(shuō)，這是‘低碳經(jīng)濟(jì)’的‘希望工程’。”國(guó)泰公司董事長(zhǎng)劉新對(duì)設(shè)備的運(yùn)行十分滿(mǎn)意。

這套裝置是兗礦集團(tuán)與中科院工程熱物理研究所共同承擔(dān)的“十五”國(guó)家“863”課題，是將煤氣化技術(shù)和高效聯(lián)合循環(huán)相結(jié)合的先進(jìn)動(dòng)力系統(tǒng)，在我國(guó)屬首次工業(yè)化應(yīng)用。

劉新介紹說(shuō)，總投資15.8億元的IGSS發(fā)電示范系統(tǒng)自2006年4月投入商業(yè)運(yùn)行以來(lái)，總能利用率達(dá)到了57.16%，同比甲醇、發(fā)電獨(dú)立生產(chǎn)系統(tǒng)提高了3.14個(gè)百分點(diǎn)。供電效率、氮氧化物排放濃度、硫化物排放濃度等各項(xiàng)工藝指標(biāo)良好，消耗指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于獨(dú)立分產(chǎn)的指標(biāo)。到2009年底，該系統(tǒng)累計(jì)生產(chǎn)甲醇82.6萬(wàn)噸，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)上網(wǎng)發(fā)電量為9.2億千瓦時(shí)，系統(tǒng)可用率提高到93%，可靠性達(dá)97%，每年可使50萬(wàn)噸環(huán)保限采的高硫煤得以利用。

中國(guó)工程院院士倪維斗表示：“毫無(wú)疑問(wèn)，耦合了發(fā)電和化工的系統(tǒng)肯定比純粹的IGCC發(fā)電和煤化工系統(tǒng)都要好。如果兩者結(jié)合得好，把物質(zhì)流、能量流的梯級(jí)利用做好，效益肯定好。”

兗礦集團(tuán)煤化公司總工程師韓梅說(shuō)，煤化工產(chǎn)業(yè)的源頭是煤炭氣化。盡管涉足煤化工行業(yè)只有10年時(shí)間，但是兗礦集團(tuán)卻成為潔凈煤技術(shù)在煤化工行業(yè)綜合運(yùn)用的典范。在借鑒美國(guó)德士古氣化爐的基礎(chǔ)上，兗礦集團(tuán)對(duì)水煤漿氣化爐進(jìn)行技術(shù)革新，研發(fā)出對(duì)置式多噴嘴氣化爐。“十五”期間，多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化技術(shù)已進(jìn)入商業(yè)示范階段。華東理工大學(xué)、兗礦集團(tuán)共同承擔(dān)“十五”國(guó)家“863”計(jì)劃新型水煤漿氣化技術(shù)的研發(fā)，利用2臺(tái)日處理1150噸煤的多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化爐配套生產(chǎn)24萬(wàn)噸甲醇、聯(lián)產(chǎn)8萬(wàn)千瓦發(fā)電，碳轉(zhuǎn)化率高達(dá)98.8%，有效氣成分提高2～3個(gè)百分點(diǎn)，二氧化碳含量降低2～3個(gè)百分點(diǎn)，年節(jié)能量1.2萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，達(dá)到世界領(lǐng)先水平。

韓梅說(shuō)，多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化技術(shù)，打破了國(guó)外跨國(guó)公司對(duì)水煤漿氣化技術(shù)的壟斷，使兗礦集團(tuán)成為世界上唯一同時(shí)掌握水煤漿氣化和粉煤加壓氣化技術(shù)的企業(yè)，也將為化肥行業(yè)的技術(shù)改造、煤炭液化、整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電（IGCC）、煤基多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展提供核心技術(shù)。自2005年工業(yè)示范裝置成功運(yùn)行以來(lái)，該技術(shù)不斷得到推廣應(yīng)用，正在建設(shè)和運(yùn)行的有13家企業(yè)，共計(jì)40臺(tái)氣化爐。現(xiàn)已投入工業(yè)運(yùn)行的5家企業(yè)，裝置運(yùn)行情況良好，技術(shù)指標(biāo)先進(jìn)，就連氣化爐的“鼻祖”德士古公司也購(gòu)買(mǎi)了這項(xiàng)專(zhuān)利技術(shù)。

另?yè)?jù)介紹，在2009年收購(gòu)澳大利亞菲利克斯公司后，兗礦集團(tuán)擁有了專(zhuān)利技術(shù)——超潔凈煤技術(shù)（UCC）。該項(xiàng)技術(shù)主要用于生產(chǎn)高純度化學(xué)精煤，煤的灰分量小于0.1%，可成為天然氣的替代燃料，具有十分顯著的環(huán)保潛力和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。它在燃?xì)庹羝麥u輪聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)上的應(yīng)用，可減少20～30%的溫室氣體排放，還能將燃料發(fā)電的轉(zhuǎn)換效能提高至50～55%，而澳大利亞發(fā)電廠的平均燃煤轉(zhuǎn)換率僅為33%～35%。目前，UCC能源公司已在新南威爾士獵人谷地區(qū)開(kāi)展了試運(yùn)行測(cè)試，生產(chǎn)出的超潔凈煤被送至日本進(jìn)行評(píng)估。評(píng)估結(jié)果顯示，該產(chǎn)品在燃?xì)鉁u輪連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)具有十分理想的效能。

EMC：開(kāi)辟節(jié)能環(huán)保新天地

4月10日，兗礦集團(tuán)電鋁公司南屯電廠與北京動(dòng)力源節(jié)能股份公司簽訂了關(guān)于高壓電機(jī)變頻改造的協(xié)議。之前，電鋁公司濟(jì)三電廠、電解鋁廠和另外兩家節(jié)能公司也分別簽訂了技術(shù)協(xié)議。由此，電鋁公司的EMC項(xiàng)目進(jìn)入實(shí)質(zhì)運(yùn)作階段，此節(jié)能項(xiàng)目改造所需的2000萬(wàn)元資金將采取EMC方式籌集。

EMC是上世紀(jì)70年代在西方發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展起來(lái)的一種基于市場(chǎng)運(yùn)作的節(jié)能機(jī)制。這種節(jié)能投資服務(wù)管理，在客戶(hù)見(jiàn)到節(jié)能效益后，實(shí)施EMC機(jī)制的公司才與客戶(hù)一起共同分享節(jié)能成果，獲得雙贏。

早在2007年，兗礦集團(tuán)的多家子公司就開(kāi)始嘗試EMC節(jié)能新機(jī)制。物業(yè)公司泵房和華聚能源公司濟(jì)二電廠的輸煤皮帶改造就是采用的這種方式。華聚能源濟(jì)二電廠安技室主任柴冬青說(shuō)：“經(jīng)過(guò)改造，每年節(jié)電10萬(wàn)千瓦時(shí)，相當(dāng)于36噸標(biāo)準(zhǔn)煤。這套設(shè)備現(xiàn)在仍然在運(yùn)行。”

兗礦集團(tuán)分管節(jié)能環(huán)保工作的副總經(jīng)理石學(xué)讓說(shuō)：“當(dāng)時(shí)公司對(duì)于EMC這種節(jié)能新機(jī)制還不是很了解，所以采用了兩個(gè)單個(gè)設(shè)備進(jìn)行嘗試。目前來(lái)看，效果還不錯(cuò)。”

認(rèn)識(shí)到EMC好處的兗礦集團(tuán)，決定在更大范圍內(nèi)、更大規(guī)模地采用EMC方式節(jié)能，科澳鋁業(yè)公司成為首選。

科澳鋁業(yè)公司是兗礦集團(tuán)電解鋁產(chǎn)業(yè)的骨干企業(yè)，包括濟(jì)三電廠、南屯電廠、電解鋁廠、碳素制品廠等。電解鋁產(chǎn)業(yè)是兗礦集團(tuán)的三大支柱產(chǎn)業(yè)之一，年耗電量達(dá)24億千瓦時(shí)，其中22億千瓦時(shí)由自備電廠濟(jì)三電廠和南屯電廠提供。但是，自備電廠每年的自耗電量也達(dá)到2.2億千瓦時(shí)，其中大型風(fēng)機(jī)和水泵的耗電量最大。

濟(jì)三電廠副總工程師黃加麗說(shuō)，該電廠現(xiàn)有兩臺(tái)135兆瓦發(fā)電機(jī)組，每臺(tái)機(jī)組配置有1250千瓦循環(huán)水泵、3600千瓦給水泵、315千瓦凝結(jié)水泵各兩臺(tái)。這些設(shè)備都是6千伏高壓電動(dòng)機(jī)，其中引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)等，全部是通過(guò)調(diào)節(jié)擋板進(jìn)行運(yùn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)擋板開(kāi)度只有30%～60%，節(jié)流損失巨大。以一次風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能計(jì)算，變頻改造前單臺(tái)風(fēng)機(jī)耗電量為1004千瓦時(shí)，改造后單臺(tái)風(fēng)機(jī)的用電量為639千瓦時(shí)，節(jié)電率為36%，單臺(tái)一次風(fēng)機(jī)的全年節(jié)電收益為121萬(wàn)元。

據(jù)悉，此次涉及變頻改造的分別為濟(jì)三電廠、南屯電廠、電解鋁廠的25臺(tái)風(fēng)機(jī)和水泵電機(jī)。改造后，電解鋁公司年節(jié)電量將達(dá)到2000萬(wàn)千瓦時(shí)，相當(dāng)于2500噸標(biāo)準(zhǔn)煤，還將減排二氧化碳6550噸，二氧化硫21.25噸。5年的合同期內(nèi)，如果達(dá)到節(jié)能效果，兗礦集團(tuán)將把節(jié)省下來(lái)的部分電費(fèi)支付給節(jié)能公司作為投資的成本和收益。根據(jù)測(cè)算，改造后每年節(jié)約電費(fèi)可達(dá)700萬(wàn)元。

新領(lǐng)域：清潔能源大有作為

2009年，兗礦集團(tuán)提前一年完成山東省政府下達(dá)的“十一五”節(jié)能減排目標(biāo)。耿加懷深有感觸地說(shuō)：“碳的排放是人類(lèi)不可避免的問(wèn)題，減少碳排放，關(guān)鍵是轉(zhuǎn)變理念。低碳經(jīng)濟(jì)不能只當(dāng)作一個(gè)概念，而是要貫穿到生產(chǎn)和生活的方方面面。”

煤礦和煤化工生產(chǎn)過(guò)程中要產(chǎn)生大量的廢棄物，這些廢棄物在兗礦集團(tuán)也實(shí)現(xiàn)了清潔利用。投資10.8億元建成全國(guó)最大的以煤泥、煤矸石為燃料的綜合利用電廠9座，合計(jì)裝機(jī)容量527兆瓦，年消耗煤泥、煤矸石100余萬(wàn)噸，節(jié)約能源67.5萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤。建成5家煤矸石建筑材料廠，設(shè)計(jì)年產(chǎn)2.4億標(biāo)塊矸石磚，年消耗煤矸石100萬(wàn)噸。僅鮑店礦矸石燒結(jié)多孔磚廠一年便可吃掉30萬(wàn)噸煤矸石，年產(chǎn)1億標(biāo)塊空心磚，增加產(chǎn)值1600萬(wàn)元，安置180人就業(yè)，同時(shí)減少煤矸石占地21畝，節(jié)約排污費(fèi)400萬(wàn)元。礦井水也全部回收利用，每年可節(jié)水220多萬(wàn)立方米。運(yùn)用多聯(lián)產(chǎn)裝置，將甲醇生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)排放的二氧化碳?xì)怏w作為制取一氧化碳的原料，每年可有效回收二氧化碳?xì)怏w約17.7萬(wàn)噸……

兗礦集團(tuán)的煤炭、煤化工、電解鋁及機(jī)電成套裝備制造三大主業(yè)均為高碳類(lèi)產(chǎn)業(yè)。在煤炭清潔利用的同時(shí)，對(duì)清潔能源領(lǐng)域的探索，成為兗礦集團(tuán)優(yōu)化發(fā)展模式、探索低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的另一捷徑。目前，兗礦集團(tuán)已著眼低碳經(jīng)濟(jì)，開(kāi)發(fā)地源熱泵、太陽(yáng)能等系列環(huán)保新能源項(xiàng)目，同時(shí)挺進(jìn)以尖端科技為支撐的地球物探行業(yè)。

“地源熱泵是目前世界上最前沿的供暖制冷技術(shù)，兼具節(jié)能、環(huán)保、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。”兗礦集團(tuán)地礦公司經(jīng)理邵士譜扳著指頭算賬：建筑采用集中供暖加中央空調(diào)，每平方米造價(jià)約230元，地源熱泵每平方米造價(jià)約370元。雖然初期投資較大，但其運(yùn)行成本低。按1萬(wàn)平方米建筑配置，每年分別比其他方式減少27萬(wàn)元至69萬(wàn)元運(yùn)行成本，4年就能收回多投資的部分。

邵士譜說(shuō)，通過(guò)與格力空調(diào)集團(tuán)和山東建筑大學(xué)合作，地礦公司具備了地源熱泵工程的設(shè)計(jì)和施工能力。為搶占技術(shù)制高點(diǎn)，地礦公司成立了物探研究所，已掌握了電法勘探和地震勘探兩種主要物探技術(shù)，今年可實(shí)現(xiàn)物探產(chǎn)值800萬(wàn)元。除此之外，地礦公司還積極調(diào)研和開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能項(xiàng)目，成功設(shè)計(jì)施工了兗礦集團(tuán)實(shí)業(yè)公司機(jī)關(guān)、新陸公司藥廠的太陽(yáng)能照明安裝工程，在較短時(shí)間實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值近百萬(wàn)元，探索出一條太陽(yáng)能開(kāi)發(fā)施工安裝的新路徑。今年，地礦公司通過(guò)競(jìng)標(biāo)已簽訂社會(huì)工程合同3000多萬(wàn)元，全年預(yù)計(jì)完成產(chǎn)值2000多萬(wàn)元。

2010年3月，兗礦集團(tuán)國(guó)宏公司參與開(kāi)發(fā)的M15變性甲醇燃料通過(guò)相關(guān)鑒定。初步實(shí)驗(yàn)表明，M15甲醇汽油動(dòng)力性能、油耗、冷啟動(dòng)、尾氣排放均優(yōu)于93#國(guó)標(biāo)汽油。使用M15清潔甲醇汽油，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)不需作任何改動(dòng)，可單獨(dú)使用，也可與無(wú)鉛汽油、乙醇汽油摻混使用。

國(guó)宏公司總經(jīng)理王冬說(shuō)：“甲醇燃料化利用為目前暗淡的甲醇市場(chǎng)提供了一線生機(jī)。新能源的開(kāi)發(fā)一定會(huì)大有作為。”