推动煤炭清洁高效利用

圣体

许日报社经济理论部主任，研究员

煤炭清洁高效利用的内涵不断深化。

主持人:如何认识煤炭清洁高效利用在中国能源转型中的作用。

李伟明:煤炭是中国的基础能源和重要工业原材料，是保障中国能源安全的坚实基础改革开放以来，伴随着经济的快速发展，燃煤带来的环境问题日益突出为了提高燃煤效率，控制燃煤污染，从20世纪90年代开始，中国开始重视煤炭的清洁高效利用，成立了国家洁净煤技术推广规划领导小组，并发布了中国洁净煤技术九五计划和2010年发展纲要，首次对煤炭的清洁高效利用进行了指导和部署党的十八大以来，党中央高度重视煤炭清洁高效利用，明确提出四个革命一个合作的新能源安全战略，深入打好污染防治攻坚战，先后出台《大气污染防治行动计划》，《关于推进煤炭安全绿色发展和清洁高效利用的意见》， 《煤炭清洁高效利用行动计划》，《能源技术革命与创新行动计划》此时，煤炭清洁高效利用是指煤炭洗选，燃料发电，清洁转化，分散燃烧等环节的清洁高效利用，重点是效率提升和传统污染物控制

十四五时期，我国经济转向高质量发展阶段，生态文明建设进入以减碳为重点，促进减污减碳协同推进，推动经济社会发展全面绿色转型，实现生态环境质量由量变向质变提升的关键时期煤炭清洁高效利用的内涵不断深化除了继续强调煤炭利用各环节更加高效，更加清洁，执行更加严格的污染排放标准外，还需要结合规模化利用，低碳化，绿色时代的要求，更加注重绿色低碳，品质赋能，实现全过程全要素的清洁低碳利用

具体来说，新时期煤炭清洁高效利用的特征可以概括为三高三低三高体现在:高效率，即在煤炭利用的各个环节充分利用先进技术，使煤质精确适应不同的煤炭技术和设备，利用或转化效率大幅提高，高质量是指不断应用具有经济效益，社会效益和环境效益的新技术，新工艺，升级改造和重塑煤炭利用产业，创造新业态，开发新产品，高循环是指煤炭利用过程中产生的废弃物不断变成可再利用的物质，形成资源—产品—资源的循环模式三低具体体现在:低消耗，即在煤炭利用的各个环节都要严格控制能耗强度和用水强度，以降低单位产品的能源资源消耗，低污染，即空气，水和固体废物污染物的排放浓度要低，做到清洁生产和接近零排放，低碳排放，即需要通过与可再生能源和碳捕集，利用和封存技术的深度耦合，增强碳减排能力，减少碳排放

当前形势下，加快煤炭清洁高效利用是支撑能源转型，保障国家能源安全，实现双碳目标的必然选择和坚强基石中国富煤，贫油，贫气，决定了煤炭的主体能源地位在短时间内不会发生根本改变2021年，我国煤炭消费超过40亿吨，占一次能源消费的56%，煤炭利用碳排放占化石能源消费碳排放的70%以上如果不加快调整目前煤炭的利用方式和消费结构，将会加剧碳排放和环境污染问题同时，实现能量转化也非一日之功美国，德国，日本等发达国家的发展历史表明，即使有煤炭的替代能源，在碳的峰值之后，仍然会使用煤炭，只是用途会发生变化就中国而言，更是如此要实现双碳目标，仍然需要大量的洁净煤来提供过渡和保障一方面，风，光等可再生能源的装机规模将大幅增加，而可再生能源的电力波动性较大，需要利用清洁燃煤发电的稳定性，为新能源平抑波动提供基础另一方面，煤炭作为一种原料，在现代煤化工以及高端煤基材料的生产中仍有一定的应用空间)，并将逐渐成为我国碳中和进程中煤炭的主要利用方式之一在此背景下，解决煤炭减与保的两难问题，关键是要走资源节约，生态友好的发展道路，推进煤炭的清洁高效利用这既有利于倒逼煤炭淘汰落后产能和转型升级，也体现了减的责任，切实落实国家碳减排目标，也有助于承担保障能源转化过程的使命，更好地履行保障责任，进而保障中国能源安全，实现双碳目标

绿色成为煤炭生产的新趋势

主持人:中国在煤炭安全高效清洁生产方面取得了哪些成就煤矿建设未来趋势如何

任世华:安全，绿色，高效发展是煤炭稳定供应的基础，最近几年来取得了长足发展中国煤炭科技创新从跟踪模仿逐步升级到并驾齐驱，一路领先大型矿井建设，特厚煤层综放开采，煤矿智能化开采等技术达到国际先进甚至领先水平，促进了我国煤炭安全高效清洁开采

煤矿安全从根本上得到改善我国煤炭资源普遍埋藏较深，煤炭开采主要在地下煤矿井下环境复杂，灾害风险因素多，煤矿安全生产面临巨大挑战煤炭安全生产水平通常用百万吨原煤生产死亡率来表示，即平均每生产百万吨原煤死于事故的人数这个指数在2000年高达5.77，2010年还是0.749伴随着煤矿瓦斯，冲击地压，水害，火灾等防治体系的不断完善，先进技术和装备取得重大突破并得到广泛应用2021年，全国百万吨原煤产量死亡率下降到0.044，比2010年下降94.1%，年均下降22%以上一些现代化大型煤矿的安全生产水平已经与发达国家同等开采条件的煤矿基本相当

生产效率大大提高煤炭生产效率也叫生产效率，即一个普通工人工作一天的煤炭产量技术进步促进了我国煤矿机械化水平和单井生产规模的提高，促进了煤炭生产效率的快速提高2021年，大型煤炭企业采煤机械化程度提高到98.95%，煤矿单井产量规模提高到92万吨/年左右，大型煤炭企业原煤生产效率提高到8.79吨/年，比2012年的6.43吨/年提高36.7%一些现代化大型煤矿，如国家能源集团神东煤业布连塔煤矿，已达到国际同类条件煤矿的领先水平

清洁生产水平显著提高伴随着煤矿机械化，信息化，智能化水平的不断提高，煤矿生产能耗逐年下降，伴随着煤矿电代煤，气代煤等转型升级，能源消费结构发生较大变化，煤炭生产能耗逐年下降2021年，全国大型煤矿原煤生产综合能耗和电耗分别降至10.4千克标准煤/吨和20.7千瓦时/吨同时，由于煤矿瓦斯抽采利用率的逐步提高，煤炭开发过程中排放到空气中的甲烷大幅减少，煤炭开发过程中的温室气体排放呈下降趋势据测算，从2010年到2020年，平均每生产1吨煤排放的温室气体从226.7千克下降到151.1千克，10年间减少了三分之一

技术进步，从业人员减少，生态环境保护等因素决定了煤炭发展不能继续高劳动强度，高生态破坏的传统方式，走智能化绿色道路是必然要求最近几年来，伴随着各级政府部门和煤炭企业的高度重视和快速推进，煤炭开采的智能化和绿色化取得了初步成效

在智能采煤方面，自2014年建成首个智能采煤工作面以来，智能地质保障系统，智能掘进系统，智能采煤系统，智能主运输系统等10余项关键核心系统取得突破，形成了智能煤矿整体解决方案，探索出适合不同区域，不同煤层条件的煤矿智能化建设模式截至2021年底，400余座煤矿开展了智能化建设，建成813个智能化采煤工作面部分煤矿实现了无人值守，无人操作的智能开采目前，煤矿智能化已从试点示范逐步转向大范围推广应用

在绿色煤炭开采方面，煤炭行业持续推进绿色矿山建设将煤炭开采与生态环境保护相结合的保水开采，充填开采等技术取得突破并实现推广应用，有效降低了煤炭开采对地下水的影响，减少了煤矿区地面沉降2021年，煤矿区土地复垦率达到57%，矿区生态环境质量稳定良好截至2021年底，列入国家绿色矿山名单的煤炭企业有284家一些煤矿取得了矿区生态环境的正效益，不仅没有破坏环境，而且优化了环境

为适应新时代的新要求，如充分发挥能源保障和碳中和在二氧化碳排放峰值中的作用，中国煤炭工业将呈现以下趋势。

一方面，智能柔性矿井将成为煤矿建设的新形式在双碳目标下，风，光等可再生能源并网比例将逐步提高，调峰需求增加，将加大煤炭需求波动同时，油气对外依存度持续上升，地缘政治复杂多变中国油气供应安全面临严峻挑战，这将进一步加大煤炭需求的波动长期来看，煤炭产量越多越好，但需要时快速启动生产，不需要时低成本维持产能，实现柔性供应低成本，宽负荷调节生产能力的智能柔性矿井将取代目前的高产高效矿井，成为未来煤矿建设的新形式

另一方面，煤矿区将发展成为碳储存基地煤矿区不仅有煤炭资源，而且有充足的地下空间和土地资源，具有巨大的碳储存能力相关研究表明，深度为500米的煤矿地下空间具有良好的储存二氧化碳的稳定性同时，煤矿地下空间的残煤，岩层和地下水对二氧化碳有一定的吸附，溶解和迁移作用经过长期的物理化学反应和地质变化，可以生成碳酸盐矿石，可以固化二氧化碳利用矿区的土地，种植具有利用价值的速生植物，可以形成碳汇煤炭开采时，地下空间封存了煤炭利用产生的二氧化碳，地表植被形成碳汇，因此煤炭矿区具有实现碳自循环的潜力

技术创新推动煤电节能减排。

主持人:最近几年来我国煤电技术创新取得了哪些成果，对煤电行业的减污减碳起到了哪些推动作用。

从清洁利用水平来看，到2021年底，全国达到超低排放限值的煤电机组约10.3亿千瓦，占全国煤电总装机的93%2021年，全国电力烟尘，二氧化硫和氮氧化物排放量分别约为12.3万吨，54.7万吨和86.2万吨，分别比2015年下降69%，73%和52%

从节能降碳角度看，2021年，全国6000千瓦及以上火电厂供电煤耗为301.5克标准煤/千瓦时，比2015年下降13.5克标准煤/千瓦时，相当于2021年减少9500万吨动力煤消耗，全国火力发电单位二氧化碳排放量约828g/kWh，比2015年下降22g/kWh据中国电力企业联合会统计，以2005年为基准年，2006年至2021年，通过降低供电煤耗减少二氧化碳排放约89亿吨，对电力部门碳减排的贡献率达41%，有效减缓了电力部门二氧化碳排放的增长

煤炭清洁高效利用的实现离不开煤电技术的创新和发展目前，我国已实现高参数，大容量超超临界燃煤机组的自主研发和制造，主要参数达到世界先进水平建成了世界上发电效率最高，在建单机容量最大的燃煤机组，供电煤耗降至260克/千瓦时以下百万千瓦级空冷发电机组，二次再热技术，大型循环流化床发电等技术世界领先2021年底，我国自主研发建造的首台大型二氧化碳循环发电试验机组完成72小时试运行，额定功率5000千瓦它是世界上最大的超临界二氧化碳循环发电机组，为进一步提高火电机组效率奠定了坚实的基础伴随着先进煤电技术的建设应用和落后煤电机组的关停淘汰，我国煤电结构不断优化，大容量，高参数，低排放的高效煤电机组比重不断提高目前，我国超临界和超超临界先进煤电机组超过860台，占全国煤电总装机容量的一半以上

伴随着风电，光伏发电等具有波动性的新能源的大规模开发，电力供应的不确定性大大增加配置足够的柔性稳压电源对于保证电力供需平衡，维护电力系统安全稳定运行至关重要目前，我国抽水蓄能装机容量仅占电力系统的1.5%，电化学等新型储能技术尚处于起步阶段，这就要求燃煤发电机组具有灵活的升降调节能力，为新能源发展和新电力系统建设保驾护航十三五以来，我国启动煤电柔性转型，推动煤电企业探索深度调峰，热电解耦合等多种技术路线煤电机组的最小出力可从额定容量的50%至60%降至30%至35%，有的机组甚至可低至20%至25%，大大增加了可调范围截至2021年底，全国煤电柔性改造规模超过1亿千瓦，有效提升了电力系统柔性调控能力，促进了可再生能源发展

中国的能源资源禀赋决定了煤电在保障电力安全供应方面仍将长期发挥重要作用2021年，我国煤电装机占比46.7%，发电量占比60%左右，发电用煤占全国煤炭消费总量的一半以上虽然我国煤电行业节能减排成绩显著，但煤电仍是我国二氧化碳排放量最大的行业，亚临界及以下机组超过4亿千瓦，部分机组存在能耗高，灵活调节能力不足等问题

伴随着二氧化碳排放峰值碳中和的不断推进和新型电力体系的逐步建立，煤电清洁，高效，灵活，低碳转型步伐需要进一步加快要大力推进煤电节能减碳改造，弹性改造，供热改造三改联动，明确煤电要加快由主电源向提供可靠容量，调峰调频等辅助服务的基础安全和系统调节电源转变2021年10月，国家发改委，国家能源局联合发布《中国煤电机组转型升级实施方案》，明确提出十四五期间，煤电节能降碳改造规模不低于3.5亿千瓦，供热改造规模力争达到5000万千瓦，灵活性改造完成2亿千瓦按此规模，预计可节约煤炭消费5000万吨以上，提高新能源消纳能力5000万千瓦以上，更好地促进煤炭与新能源的优化组合

多方努力突破束缚

主持人:煤炭清洁高效利用的制约因素有哪些，下一步应该如何发力。

秦荣军:虽然我国煤炭清洁高效利用取得了显著成效，但仍面临一些制约因素。

中国的煤炭洗选技术和设备已达到国际先进水平，但原煤入选率仍有待提高煤炭洗选加工可以改善和稳定煤质，提高后续煤炭利用效率，是煤炭清洁高效利用的前提和基础中国原煤入选率从2015年的66%提高到2021年的71.7%，而澳大利亚，美国等发达国家已经达到85%至90%基于我国的煤炭资源，原煤入选率应达到90%左右，才能实现全国所有原煤入选此外，还存在分拣产品质量参差不齐，信息化应用差距明显，定制化水平不足等问题，而且在精细化，智能化的洗涤加工方面还有很长的路要走

中国燃煤发电技术水平世界领先，但燃煤发电效率低，碳排放量大燃煤发电是煤炭清洁高效利用的主要领域一方面，我国燃煤电厂耗煤量从2015年的315g标准煤/千瓦时下降到今年上半年的299.8g标准煤/千瓦时而最先进的燃煤电厂煤耗已经达到270g标准煤/千瓦时，在对标中是先进的中国的煤炭消费仍有提升空间另一方面，我国火电厂发电效率普遍低于50%，能源转化效率低导致供电煤耗高，也增加了污染物排放此外，二氧化碳的高排放也是目前电厂的一个重要问题，而碳捕集技术的应用还处于示范阶段

作为清洁转化煤的原料，工业技术需要进一步提高和优化一方面，煤化工的能效水平需要降低当前，煤化工行业先进和落后产能并存，不同企业能效水平差异显著，节能降碳转型升级潜力巨大到2020年底，根据《煤炭清洁高效利用重点领域基准水平和基准水平》和《高耗能行业重点领域能效基准水平和基准水平(2021年版)》，能效低于基准水平的煤基甲醇行业产能约为25%，能效低于基准水平的煤基乙二醇行业产能约为40%，能效低于基准水平的合成氨行业产能约为19%，能效低于基准水平的焦化行业产能约为40%另一方面，煤化工的碳排放强度需要进一步降低煤制油，煤制烯烃等煤化工项目具有工艺链条长，碳排放强度大，碳排放浓度高等特点煤转化过程的碳排放强度是石化行业的3到8倍

低阶煤的利用和散煤的使用还存在一些不足目前低阶煤品质利用技术不成熟，存在管道堵塞，焦油重，粉尘含量高，设备大型化，焦粉综合利用困难等问题如果高温含尘热解气除尘技术没有突破，分散煤耗方面，分散煤耗量从2015年的6亿吨下降到2021年的2.6亿吨左右但也存在民用型煤质量不稳定，燃烧加热效果差，民用炉具质量和性能差，燃料和炉具不匹配等问题

为有效推进煤炭清洁高效利用，建议从以下几个方面努力。

一是强化法律保障作用建议加快《煤炭法》修订，进一步优化煤炭清洁高效利用的内容，重点明确煤炭清洁高效利用的地位，主要措施，政策支持等事项，同时加强程序性规定，为相关工作提供充分的法律保障

二是支持煤炭清洁高效利用新兴技术的研发和应用加强煤炭清洁高效利用重大关键技术和装备的整体研发加强基础研究和前沿技术布局，支持开展前瞻性，引领性和瓶颈性重大技术装备研究研究制定专项政策，支持面向国家重大战略需求的煤炭清洁高效利用技术产业化示范运行加大以煤为原料的产业发展支持力度，推动煤化工产业高端化，多元化，低碳化发展

三是制定财税优惠政策制定财政补贴，税费，贷款支持等政策，促进煤炭清洁高效利用列入煤炭清洁高效利用名录的技术设备可享受税收减免，贷款支持等优惠政策，简化区域规划中煤炭清洁高效利用的审批程序引导风险投资，私募股权投资等支持，充分发挥政策性金融，开发性金融和商业性金融的优势，继续支持煤炭清洁高效利用技术的研发和应用，支持能够保障国家能源安全的技术储备和产能储备项目

第四，鼓励煤化工转型与新能源耦合发展根据行业能效基准和基准水平，对现有化工项目进行系统节能降碳改造，淘汰落后产能能效基准水平以下的产能要基本清理完毕，在建和在建项目要按照能效基准水平建设实施鼓励风光互补新能源—电解水制氢/储能/电网—现代煤化工创新示范模式，给予一定的政策支持对积极探索新技术和新能源的企业给予一定的政策支持，降低其综合能耗，鼓励企业参与新能源技术开发

五是加快散煤治理优先采用工业余热，热电联产，地热等方式替代燃煤分散燃烧，推动燃煤工业锅炉向煤，废弃物，生物质，半焦，天然气等多种燃料清洁高效燃烧技术发展，加快节能环保炉灶普及率，淘汰低效落后产品，在清洁供暖无法覆盖的地区采用清洁型煤和专用炉灶实现清洁燃烧，鼓励生物质供暖，太阳能+，水源热泵，民用清洁炉灶+太阳能+热水储水箱等光储一体化民用供暖