以“多維度全過程”為導向的山西省現(xiàn)代能源體系構建

張 磊，樊園杰

（1.山西大同大學煤炭工程學院，山西大同 037003；2.山西大同大學商學院，山西大同 037009）

山西省內(nèi)的礦產(chǎn)資源非常豐富，而煤炭資源作為其中最為重要的礦產(chǎn)資源，地質(zhì)儲存量高達9 100億噸，原煤產(chǎn)量基本占到中國原煤產(chǎn)量的40%左右[1]，故山西的優(yōu)勢就在于煤炭資源，山西的未來潛力和市場希望也在于煤炭資源。而煤炭不單單是一種能源資源，更是一種碳資源，同時也是未來發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)的重要資源之一。實現(xiàn)能源產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展，不單單需要做好能源本身的文章，更需要做好能源向外延伸發(fā)展，總結起來就是“以煤炭為基、多維度創(chuàng)新發(fā)展”，提高山西省能源產(chǎn)業(yè)的總體水平，提升山西能源開采的智能化、機械化、自主化水平，提升能源洗選率，促進能源安全生產(chǎn)狀態(tài)的好轉(zhuǎn)，實現(xiàn)能源自身的高效率環(huán)保發(fā)展[2]。在這個前提條件下，促進提高焦炭、電力、冶煉、建材等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新，加快現(xiàn)代能源化工、機械制造、新型材料等優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，推動綠色、環(huán)保、節(jié)能等新資源產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)，實現(xiàn)能源產(chǎn)業(yè)結構多層次、科學化、多維度的拓展，實現(xiàn)由煤炭大省向“以煤為主、清潔為輔”的當代能源大省的跨越，實現(xiàn)由單一煤炭“生產(chǎn)基地”向多維度能源“發(fā)展中心”的轉(zhuǎn)變。

1 以固有礦產(chǎn)資源為創(chuàng)新對象

2011年以后，低碳經(jīng)濟早已經(jīng)發(fā)展為中國工業(yè)能源發(fā)展的大勢所在，低碳經(jīng)濟對能源產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展提出了更高水平的要求。中國的化工能源結構以及山西省豐富的煤炭資源，均決定了山西省必須作為我國一個重要的能源供應基地而存在，這個現(xiàn)狀在短時間內(nèi)是很難發(fā)生改變的。

煤炭是一種埋藏于地底的烏金，煤炭作為山西社會經(jīng)濟長遠發(fā)展的優(yōu)勢不容忽視[4]。不管是作為能源資源還是化工原料來說，如果采取先進的科學技術，對煤炭進行深度加工，不僅僅能夠充分利用能源，而且還能夠獲取幾十倍甚至成百上千的經(jīng)濟增值。

現(xiàn)在，山西省煤炭資源的加工技術、轉(zhuǎn)變技術并不足夠先進，距離國內(nèi)甚至世界領先水準還有一段距離要追趕。例如，先進的能源燃燒以及發(fā)電技術；原料多元化、碳氫比重調(diào)整的大規(guī)模煤氣化技術；以煤氣化為前提的多維度技術；高值環(huán)保生態(tài)產(chǎn)品的合成技術；自動化、科學、安全的電網(wǎng)發(fā)展體系等。這些礦產(chǎn)行業(yè)的關鍵技術，極有可能會發(fā)展為一系列新型的、環(huán)保的經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)。為此，必須進一步優(yōu)化重點領域以及關鍵流程的技術創(chuàng)新，研究發(fā)展出能源的綠色開采技術、資源利用率的配套技術以及化工關鍵技術的升級，加大能源液化與資源利用等標志性生態(tài)低碳工程的構建，逐漸提高能源的開采率以及資源的利用率等，慢慢掌握煤氣化合成甲醇技藝，構建一大批中大型能源液化、煤電一體化、化學化工、煤焦化以及能源的總體利用等生態(tài)工程，全面提高山西能源產(chǎn)業(yè)的市場競爭力。因此，有必要緊緊抓住世界范圍內(nèi)逐漸重視發(fā)展低碳環(huán)保經(jīng)濟這個機會，重點關注節(jié)能環(huán)保低碳化的技術開發(fā)，推動低碳產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，強化科技創(chuàng)新能源體系的構建[5]。

2 以化石能源和可再生能源為優(yōu)先發(fā)展目標

山西省煤炭資源儲備量極大、種類齊全，也是中國產(chǎn)煤與出口大省。山西省已經(jīng)探明的煤炭儲存量比較豐富，尤其是稀缺煤炭資源中的焦煤儲備量占到全國焦煤總儲備量的60 %以上，同時山西省煤炭資源的浪費現(xiàn)象十分嚴重。山西省煤炭開采區(qū)域的回采率基本保持在47%左右，與國際標準相比低13～22%，村鎮(zhèn)煤礦開采區(qū)域的回采率遠遠低于25%，中小型煤窯亂采濫挖現(xiàn)象嚴重，甚至有些時候會出現(xiàn)20 m 厚的優(yōu)質(zhì)煤層其回采率遠遠低于9%，導致山西能源利用率非常低，浪費明顯[6]。

普遍觀點認為，可再生能源的發(fā)展勢必會搶占化石能源的市場占有率，二者之間是典型的競爭關系。然而越來越多的實踐證明，在以后相當長一段時間內(nèi)，可再生能源的發(fā)展勢必會依賴于化石能源的參與。如分布式的風力電能與光伏在滿足用戶現(xiàn)實需要的時候，還需要廣泛分布的煤電機組與燃氣機組作為能源備用設備，有利于電網(wǎng)優(yōu)化。風電、光伏在進行遠距離運輸?shù)臅r候，需要著重對其配置一定比例的煤電進而確保能源利用率；地熱資源在為冷熱聯(lián)供服務的時候，需要通過燃氣機組或電空調(diào)作為能源備用設備。水電機組也存在季節(jié)性調(diào)整的關系，在河流枯水期也需要火電機組進行后續(xù)備用。以后未來的一段時間，伴隨各種形式的可再生能源利用范圍的不斷擴大，在能源結構中所占的比例也越來越高，可再生能源與化石能源之間的互補性也會明顯提高[7]。因此，必須沖出慣性思維的束縛，在全面促進能源利用技術創(chuàng)新的前提條件下，借助于能源結構的創(chuàng)新優(yōu)化，充分發(fā)揮市場機制的作用，推動煤電、燃氣機組迅速轉(zhuǎn)變市場定位，適應能源市場的需求，為可再生能源的發(fā)展提供指導。

3 優(yōu)化能源產(chǎn)業(yè)——智能電網(wǎng)

中國對于地熱的大范圍應用和勘探始于上個世紀的八十年代，并在西藏地區(qū)的羊八井建設了地熱發(fā)電站[8]。最近幾年，北京、上海、天津、內(nèi)蒙古、西藏等地區(qū)陸陸續(xù)續(xù)通過地熱供暖發(fā)展經(jīng)濟，山西省的地熱資源大部分集中于山西中部六大斷陷盆地周圍以及山區(qū)斷裂地帶，比方說山西運城的夏縣、太原神堂溝、大同陽高等地。

表1 山西省的主要電力裝機對比信息 /萬kW

從表1可以看出，山西省正在致力于打造新能源產(chǎn)業(yè)的節(jié)能減排目標。黨的十九大報告明確指明，當代中國特色社會主義新時代的能源體系具備環(huán)保、低碳、科學、安全4 個明顯的特征。智能電網(wǎng)旨在統(tǒng)籌國家或地區(qū)計劃配/輸電網(wǎng)建設，以城市、農(nóng)村一體化規(guī)劃改造為手段，以積極統(tǒng)籌智能電網(wǎng)和重點電源，尤其是新能源產(chǎn)業(yè)為依托，全面建設以800 千伏智能電網(wǎng)為屏障、220 千伏電網(wǎng)為協(xié)調(diào)平臺，各電壓電網(wǎng)協(xié)同發(fā)展、電網(wǎng)布設合理、智能化較高的穩(wěn)固電網(wǎng)，努力在較大區(qū)域范圍內(nèi)、較高水平地完成智能化電網(wǎng)試點規(guī)范項目[9]。

4 重點發(fā)展分布式能源

將互聯(lián)網(wǎng)技術與分布式能源之間進行深度融合，努力打造創(chuàng)新式的“互聯(lián)網(wǎng)+”智能化能源應用。將互聯(lián)網(wǎng)技術引進到能源應用中去，提高了能源利用的智能化標準。就山西省現(xiàn)在的能源儲存狀況來看，必須強化能源結構建設以及完善智能電網(wǎng)，最大限度地確保電網(wǎng)的安全運轉(zhuǎn)，電網(wǎng)調(diào)整標準得到迅速提高，進而降低運輸成本，使能源產(chǎn)業(yè)的優(yōu)化程度逐漸提升，有序促進現(xiàn)代能源體系的迅速建設。統(tǒng)籌傳統(tǒng)能源建設、新能源以及可再生能源的綜合利用，根據(jù)自用為主、富足上網(wǎng)、循序漸進、依次推進的原則，努力推動分布式能源的發(fā)展，完成分布式能源和集中供能體制的和諧發(fā)展。積極發(fā)展分布式能源的意義還在于能源的節(jié)能環(huán)保。按照常規(guī)天然氣、頁巖氣的提供條件以及用戶資源需求量，關鍵就在于能源承載中心，加快構建分布式能源體制。