“烏金”變“綠金”煤炭利用更清潔高效

■本刊記者 王睿佳/ 編輯 劉光林

冬日的烏蘭木倫河畔，白雪覆蓋著大地，空氣寒冷而清新，時間仿佛在這里靜止。百米井下，火熱場景正在上演：采煤機滾筒飛速旋轉，低硫低磷低灰的優質煤炭不斷從煤壁上被剝采下來。這是我國首個2億噸煤炭生產基地——神東礦區煤炭清潔高效生產的一個日常剪影。這樣的畫面，在全國代表性的大型煤礦中已十分常見。

中國工程院院士謝克昌指出：“目前我國化石能源仍占據主體地位。油氣資源存在能源安全問題及新能源技術水平有待提升，中國短期內對煤炭仍保持較高依賴性?！?/p>

煤炭是我國的基礎能源，在一次能源消費中占有較大比重，是我國能源安全的“壓艙石”。黨的二十大報告提出，要立足我國能源資源稟賦，堅持先立后破，有計劃分步驟實施碳達峰行動，深入推進能源革命，加強煤炭清潔高效利用。

近年來，我國煤炭工業深入推進供給側結構性改革，大型煤礦區科學統籌礦區生態建設、環境保護與煤炭資源開發，全方位、高標準營造生態礦區、建設綠色礦山，生產清潔煤炭，大力推進煤炭清潔高效利用，書寫著生態文明建設與促進經濟高質量發展的生動實踐。

政策端護航煤炭高效清潔化發展

新時代，煤炭行業整體面貌發生顯著變化，其改革創新、科技突破、管理提升，都與政策法規的引導支持和不斷完善密不可分。

早在2015年，國家能源局等三部門印發《關于促進煤炭安全綠色開發和清潔高效利用的意見》，提出要按照節水、環保、高效的原則，繼續推進煤炭焦化、氣化、煤炭液化（含煤油共煉）、煤制天然氣、煤制烯烴等關鍵技術攻關和示范，提升煤炭綜合利用效率，降低系統能耗、資源消耗和污染物排放，實現清潔生產。

2020年，國家發展改革委、國家能源局等八部門聯合發布《關于加快煤礦智能化發展的指導意見》，為加快推進煤炭行業供給側結構性改革，推動智能化技術與煤炭產業融合發展，提升煤礦智能化水平提供了遵循。

2021 年1 月，生態環境部印發《關于統籌和加強應對氣候變化與生態環境保護相關工作的指導意見》，旨在推動鋼鐵、煤炭等重點行業提出明確的碳達峰目標并制定行動方案；同時，提出試點開展石油天然氣、煤炭開采等重點行業甲烷排放監測。

2021 年5 月，國家能源局、國家礦山安監局印發《關于支持鼓勵開展煤礦智能化技術裝備研發與應用的通知》，要求全面開展適用于不同賦存條件、不同開采模式的煤礦智能化技術裝備研發及應用，為推動煤礦智能化提供了政策支持。

2022年1月，《“十四五”現代能源體系規劃》出臺，強調煤炭在支撐“雙碳”目標實現過程中的兜底作用，要加強煤炭清潔高效利用，加強煤炭智能綠色開采，推動煤炭清潔高效生產和洗選。

緊接著，國家發展改革委、國家能源局發布《關于完善能源綠色低碳轉型體制機制和政策措施的意見》指出，立足以煤為主的基本國情，按照能源不同發展階段，發揮好煤炭在能源供應保障中的基礎作用；建立煤礦綠色發展長效機制，優化煤炭產能布局，加大煤礦“上大壓小、增優汰劣”力度，大力推動煤炭清潔高效利用；制定礦井優化系統支持政策，完善綠色智能煤礦建設標準體系，健全煤礦智能化技術、裝備、人才發展支持政策體系。

2022年4月，國家發展改革委等部門發布了《煤炭清潔高效利用重點領域標桿水平和基準水平（2022年版）》的通知，對標國內外同行業先進水平，確定了煤炭清潔高效利用重點領域標桿水平，為促進煤炭消費轉型升級、便于企業操作實施提供了重要遵循。

進入2023年，政策力度持續加大。

2023 年4 月，國家能源局印發《2023 年能源工作指導意見》，提出加強煤炭清潔高效利用，穩步提升煤炭洗選率，開展富油煤分質分級利用示范，提高清潔煤和油氣供應保障能力；鞏固拓展戰略性優勢產業，鞏固煤炭清潔高效利用技術優勢。

2023 年6 月，國家發展改革委等部門發布《關于推動現代煤化工產業健康發展的通知》，提出進一步強化煤炭主體能源地位，按照嚴控增量、強化指導、優化升級、安全綠色的總體要求，加強煤炭清潔高效利用，推動現代煤化工產業（不含煤制油、煤制氣等煤制燃料）高端化、多元化、低碳化發展。

2023 年9 月，中共中央辦公廳、國務院辦公廳發布《關于進一步加強礦山安全生產工作的意見》，指出要嚴格災害嚴重煤礦安全準入。停止新建產能低于90萬噸/年的煤與瓦斯突出、沖擊地壓、水文地質類型極復雜的煤礦。新建煤與瓦斯突出、沖擊地壓、水文地質類型極復雜的煤礦原則上應按采煤、掘進智能化設計。

可以看出，近年來，政策端不斷對煤炭行業提供支撐協調，支持優質煤炭產能安全高效穩產增產，推動綠色低碳轉型，助力煤炭清潔高效利用。

智能化促煤炭安全生態開采更高效

內蒙古準格爾旗境內，黑岱溝和哈爾烏素大型露天礦區年設計總產能達6900 萬噸，礦坑如梯田般盤繞，載重300余噸的無人礦用卡車裝上電鏟剝離的礦土，前往幾千米外的卸載區排棄，整個“采、運、排”過程安全精準。

近年來，智能科技賦能，煤礦的生產管理更加智慧高效。據國家能源準能集團黑岱溝露天煤礦智能化建設管理中心相關人員介紹，輸入煤巖、臺階參數等信息，智能穿爆系統可將布孔精度提升到5厘米以內；高臺階雷達監測系統，能夠快速識別潛在危險區域，預警時效由24小時縮短至2小時，每年可多采收煤炭超過10萬噸……

“在智能高效開采方面，通過行業持續科技攻關，我國大采高綜采、特厚煤層綜放開采、智能化開采工作面、煤礦災害防控等領域的共性關鍵技術和大型裝備制造已經達到國際領先水平。”國家能源集團科技部主任、煤炭開采水資源保護與利用國家重點實驗室副主任李全生對我國當前煤礦開采水平給出了較高的評價。

當前，大型化、現代化、智能化煤礦逐漸成為我國煤炭生產主體。

《2023 中國煤炭工業發展報告》的數據顯示，2012至2022年的10年間，我國年產120萬噸以上大型煤礦增加至1200 處以上，年產千萬噸級的生產煤礦增加至79座。智能化煤礦增加至572 處，智能化產能達19.4 億噸，占全國煤炭總產能的40%左右；建成智能化采煤工作面1043個、掘進工作面1277 個。首批智能化示范煤礦建成智能化采煤工作面363 個、掘進工作面239個，采煤工作面平均單產500萬噸/年，高出全國煤礦工作面單產平均水平3倍多。

以產煤大省山西為例，智能化煤礦建設突飛猛進?！敖刂聊壳埃轿?0 座國家智能化示范煤礦全部建成，全省累計建成118 座智能化煤礦、1491 處智能化采掘工作面。”在1 月16 日于山西省晉城市召開的山西省煤礦智能化建設現場交流會上，山西省能源局副局長苗還利介紹，2024年，山西還將新建成150座智能化煤礦。

據記者了解，截至2023年，山西年產能180萬噸以上的煤礦智能化改造工程已全部開工，已建成智能化采掘工作面的煤礦共281座，年產能總計74750萬噸，占全省生產煤礦總產能的61.91%?！吧轿髂Ｊ健睘槿珖旱V智能化建設開了個好頭。

煤礦智能化的快速發展與技術進步密不可分。

在2023中國國際煤炭采礦技術交流及設備展覽會上，華為、中國聯通、新華三等展出了科技感十足的高端煤礦設備和控制系統，包括終端智能通信設備、無人礦用卡車、智能采煤機等等，為當前煤礦智能化進程提供了強有力的技術裝備支持。

一路高歌的背后往往也暗藏風險。中國礦業大學（北京）原副校長姜耀東指出，安全高效煤礦建設帶動了煤礦裝備的數字化、智能化、自動化，推動了煤炭企業管理現代化，推動了煤礦質量變革、效率變革、動力變革。但也要看到，當前全國建成的安全高效煤礦占比小、覆蓋面窄、復雜條件下建設難度大、科技引領支撐作用不足等問題突出，嚴重制約了安全高效煤礦建設步伐。

那么，如何解答現代化煤礦建設這道難題？

對此，中國煤炭工業協會副會長孫守仁給出幾點建議，其中，他強調要進一步優化完善政產學研用有效銜接、上下游通力合作的科技創新機制體制，全力提升科技創新水平，切實增強科技創新的支撐作用；同時，要自覺強化綠色開采的社會責任，綜合考慮礦區開采條件和環境承載能力，因地制宜采用保水開采、煤與瓦斯共采、充填開采等技術，大力推廣無（或?。┟褐椭悄芑_采技術，實現煤炭資源精采細采。

綠色化是煤炭清潔高效利用的題中之義

如果要談一塊煤從“黑”變“綠”的前世今生，就離不開談現代煤化工業?？梢哉f，現代煤化工是煤炭清潔高效利用的重要途徑，而面臨發展和減排雙重挑戰，“綠色化”又是現代煤化工孜孜以求的要義之一。

從液體天然氣到魚竿、鋰電池，再到婚紗、背包，乃至帳篷、降落傘，這樣的“煤炭變形記”彰顯出煤化工的魔力與前景。

內蒙古鄂爾多斯是目前國內門類最全、規模最大的現代煤化工試驗示范項目集中區，已形成現代煤化工產能1925 萬噸。在這里，煤炭被“吃干榨凈”，構建起煤制油氣、煤制醇醚、煤制烯烴等多條產業鏈，實現了資源型產業的縱向梯度增值。

謝克昌介紹：“經過多年發展，我國現代煤化工產業已經取得長足進步。首先，我國現代煤化工產業規模發展迅速，示范和生產基地基本形成，總體規模在全球前列，以內蒙古鄂爾多斯、陜西榆林、寧夏寧東、新疆準東4個現代煤化工產業示范區為代表，產業集群基本形成，基地園區初具規模?！?/p>

“我國已形成較為完備的現代煤化工工程技術體系，關鍵設備國產化水平不斷提高，系列技術處于國際先進或領先水平?！崩钊赋觯捌渲校笮兔簹饣夹g處于國際領先水平，高溫費托合成技術處于國際先進水平，煤制烯烴、煤制芳烴、低溫費托合成、煤制乙二醇、煤油共煉技術處于國際領先水平，煤直接液化、粉煤中低溫熱解及焦油輕質化技術屬于國際首創?！?/p>

盡管煤化工發展取得了較大成就，產業升級示范不斷完善，但煤化工基地建設也存在同質化、產能過剩的問題。對此，謝克昌建議：“要堅持創新引領，加強新技術、新產品開發，延伸產業鏈，穩步推進煤、電、化一體化和煤轉化的差異化發展?！?/p>

探索煤炭清潔高效利用，燃煤發電也是其綠色化發展不可忽略的一條重要路徑。

當前，我國建成了全球最大的清潔高效煤電供應體系?！懊弘娫谖覈娏Y構中約占三分之二，這是煤炭較為清潔高效的利用方式?！崩钊赋?，“目前，全國百萬千瓦超超臨界燃煤發電機組有160臺在運行，超過其他國家的總和，平均供電標準煤耗約280克/千瓦時；投運了世界首臺600兆瓦超臨界循環流化床機組，擁有世界上參數最高的超超臨界二次再熱機組。煤電技術已處于國際領先水平，引領了世界燃煤發電技術發展方向?！?/p>

2015 年，世界首臺成功運用二次再熱技術的百萬千瓦超超臨界燃煤發電機組——泰州電廠3 號機組，實現供電標準煤耗266 克/千瓦時，成為全球煤電新標桿。

2023年11月底，從中國神華廣東臺山電廠傳來了喜訊——600兆瓦燃煤發電機組摻氨燃燒試驗成功，這是當前國內外完成摻氨燃燒試驗驗證的容量最大的機組。目前，600兆瓦及以上容量機組是我國火電裝機的主力機型，探索600兆瓦燃煤發電機組摻氨燃燒技術，對促進煤炭清潔高效利用，降低二氧化碳排放具有重要意義。

據悉，目前600兆瓦燃煤機組摻氨燃燒項目已入選國家能源局第三批能源領域首臺（套）重大技術裝備（項目）名單，并已初步建立了一套穩定、清潔、高效摻氨燃燒技術體系。

“展望未來，我國煤炭工業發展前景廣闊。煤炭仍將以其資源可靠性、價格低廉性和利用可潔凈性而作為我國的主體能源。”謝克昌表示，“要在能源轉型中把握好我國基本國情，遵循客觀規律，從實際出發，在低碳化發展進程中，尤其在應對氣候變化工作中，堅持公平和各自能力原則。依靠科技創新，持續推進并做好煤炭清潔高效利用，服務社會經濟高質量發展和國家能源安全，是現實的戰略選擇?！薄?/p>