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權威:我國煤炭發展未來三級版圖構思

日期: 2020-07-10
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在“綠色安全開發、清潔低碳利用、多元協同發展”煤炭發展戰略方向引導下,煤炭能源消費正在進行一場從頭到尾(開發、利用及排放)的綠色革命。煤炭資源在我國能源結構中仍占據著重要地位,只是它必須和諧融入到國家生態文明建設的大局中去。

中國宏觀經濟研究院、國家發展和改革委員會能源研究所研究員劉虹,按照時間跨度,分三個階段闡述了我國煤炭發展的戰略目標與技術路徑。

來源丨中國能源報

作者丨中國宏觀經濟研究院、國家發展和改革委員會能源研究所研究員 劉虹

原文首發于2020年5月7日,原標題《我國煤炭發展未來三級版圖構思》,不代表特利爾觀點。

綜述

綠色安全開發、清潔低碳利用、多元協同發展是我國煤炭發展的戰略方向,未來幾十年,?我國煤炭的發展將緊緊圍繞以上三個方面,實現高質量和跨越式發展。以上三個方向的努力可以相輔相成,互為支撐,齊頭并進,但在不同階段,也應有所側重,重點突破。如果我們按時間先后,把煤炭發展下一個十年即2020-2030年定義為煤炭3.0版、2030-2040年階段定義為煤炭4.0版、2040-2050年階段定義為煤炭5.0版的話,煤炭3.0版則可主要以綠色生態開采、煤炭加工利用提質提效減排、實現降污減排為主;煤炭4.0版重點以智能化開采、煤炭加工利用技術產業融合、煤基清潔能源綜合利用,實現超低損害與超低排放為主;煤炭5.0版以集中體現煤礦區資源地上地下一體化開采、加工、利用,煤基清潔能源多元協同發展,實現“近零”損害與“近零”排放為主。因此,各階段版本的戰略目標與技術路徑將有以下幾個方面的特點。

煤炭3.0戰略目標(2020-2030)

煤炭3.0版的戰略目標是盡快實現煤炭工業產業升級,減員增效,節能減排,完成煤炭綠色開發利用技術升級與推廣,重點解決燃煤清潔化和污染排放問題,全面推廣和運用煤炭加工利用的低碳減排技術,最大程度減少和消除煤炭開采及利用過程中的環境負效應,徹底擺脫高污染、高排放的開發利用模式。其主要特征是通過技術推廣與產業升級,建成較低生態損害、較低排放標準的煤炭綠色開發利用體系,煤炭開采向井下減員和自動化信息化控制方向邁進,全面實施綠色生態的充填開采、保水開采,確保礦區地表生態修復。開展不同煤質和煤層特征的智能化開采示范與先進煤化工加工示范,完成高效燃煤技術不斷升級換代,實現煤炭加工利用的較低排放。3.0版的綠色開采技術包括礦區生態恢復及空間綜合利用技術、充填開采、保水開采、地表生態修復等技術;煤炭加工利用技術包括新一代智能新型煤基發電技術、新一代低能耗二氧化碳捕集技術、煤化工合成氣的高效變換技術和凈化技術、超超臨界燃煤發電及 IGCC技術、煤炭分級利用、廢棄物處理技術、礦區綠色植保生態修復技術等。

煤炭4.0戰略目標(2030-2040)

煤炭4.0版的戰略目標是基本實現煤炭智能化開采、延長產業鏈,實現煤炭加工利用的多產業跨界融合發展,建成超低生態損害、超低排放、智能化的煤炭開發利用體系,實現煤炭加工與發電超低污染排放。其主要特征是通過技術突破,建成超低生態損害、超低排放、智能化的煤炭開發利用體系,全面實現井下少人智能化開采,煤炭加工利用突破跨界融合產業發展,延長煤炭產業鏈,清潔煤化工加工與先進燃煤技術廣泛應用。開展不同煤質和煤層特征的礦區資源一體化協同開采示范,完成煤基清潔能源多元化綜合利用,煤炭加工利用全面實現超低排放。4.0版的煤炭智能開采技術包括“透明礦井”地質全信息可視化、深地鉆探與精確制導技術、煤炭開發與人工智能、工業物聯網、云計算、大數據、機器人、智能裝備深度融合技術;煤炭加工利用技術包括高靈活性燃煤發電技術、煤與可再生能源耦合發電技術、清潔轉化制取高附加值化工品、新型煤炭催化氣化和加氫氣化技術、煤炭溫和液化技術、煤轉化與可再生能源耦合制氫技術、高效低成本多污染物聯合脫除技術、低成本二氧化碳礦物轉化、固定和利用技術、多污染物聯合脫除等常規污染物和碳控制技術等。

煤炭5.0戰略目標(2040-2050)


煤炭5.0版的戰略目標是實現對煤炭資源采選、冶煉、充填、發電、制氣的最優化的一體化開發和加工利用,煤炭加工利用過程碳捕集利用與“零碳”技術大規模應用,實現煤炭加工利用污染物和二氧化碳近零排放。其主要特征是通過對礦區地上、地下資源一體化開采技術的推廣應用,建成近零排放的煤基多元、開放、協同開發利用的清潔能源生產供應基地。全面實現井下無人智能化開采,煤炭工業進入井下無人、地上無煤時代,基本實現對煤礦資源采、選、冶、充、電、氣的原位、實時和一體化開發,顛覆傳統的固體資源開發的開采模式、運輸模式和利用模式,同時碳捕集利用技術和“零碳”技術廣泛應用,實現煤基能源與其他資源多元協同一體化協同發展,煤炭加工利用實現近零排放。5.0版開采技術包括基于機器深度學習的大數據處理技術及分布式控制平臺、互聯網+、井下機器人技術,礦井固、液、氣混合高壓流體負壓抽采、煤炭地下氣化裝備集成控制、井下煤炭開采與流態轉化(制氣、制油、發電)遠程智能化控制,礦井“煤-水-氣-熱”多資源耦合伴生物共采一體化開發技術,煤與可再生能源耦合發電、制氫技術等;煤炭加工利用技術包括先進的基于富氧燃燒的超臨界發電技術、磁流體發電聯合循環發電技術、煤炭新型燃燒和轉化以及與其他能源的耦合開發技術,高靈活性智慧能源多能互補和協同供應技術、礦區供能網絡、能源交換能源存儲技術、二氧化碳安全可靠的封存與監測及運輸技術、多污染物(SO2、NOx、Hg等)一體化脫除技術、及其關鍵裝置設計與制造技術等。



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