浅谈煤炭企业的清洁化生产

摘要：在倡导低碳、环保和可持续发展的政治、经济背景下，国内各类企业都面临着前所未有的机遇和挑战。我国是一个煤炭生产大国，同时也是一个煤炭利用的大国，需要加大煤炭企业清洁生产的推广力度，进一步减轻煤炭企业造成的污染，同时为社会提供清洁的煤，在当前，这已经成为煤炭工业持续发展的重要课题，无论是实现经济发展，还是环境保护，开展煤炭清洁生产都具有深远的战略意义。以科技手段为支撑，山西把煤炭装进“科技的筐子”，通过“清洁烧煤”进一步破解生态环境问题。清洁利用、低碳发展，以煤变电、煤炭高端循环、工业固废利用，让“污染的煤”变成“科技煤、清洁煤”，进而达到清洁生产，生态环境持续改善。

关键词：污染 低碳 环保 煤炭企业 清洁生产 利用

1 概述

随着世界人口的快速增长，工业化进程的不断加快，人类生产活动所产生的污染已大大超过了生态系统的自净能力，造成环境进一步恶化和有限的不可再生资源的日益枯竭。人类社会的可持续发展已成为世界各国政府、企业界和学术界共同关注的热点问题。

所谓清洁生产，通常情况下是指企业在生产过程和产品当中，持续地应用综合预防的环保策略，进而在一定程度上减少企业生产对人类、环境产生的风险。对于清洁生产来说，主要包括：清洁的生产过程、清洁的产品两个方面，在生产过程中，一方面确保无污染或少污染，另一方面在使用的最终报废处理过程中，产品不会对环境产生任何的损害。从本质上说，清洁生产模式就是采取整体预防环境策略对企业生产过程与产品进行管理，进而减少，甚至消除企业在生产过程中，对人类和环境造成的危害，并且能够充分满足人们的需要，进一步使得社会效益最大化。

在可持续发展战略的指引下，清洁生产是一种全新的生产模式。我国政府已经将清洁生产纳入相关法律法规，积极推行清洁生产。2013年1月1日实施的《中华人民共和国清洁生产促进法》，其中明确规定：工业项目要全面落实清洁生产。在煤炭生产和煤炭利用方面，我国是一个大国，煤炭企业的清洁生产需要大力推广并实施，进而降低煤炭企业对环境造成的污染，同时为社会提供清洁的产品煤，逐渐成为煤炭工业持续发展的重要内容。对于煤炭行业来说，通过制定清洁生产标准，建立和完善煤炭清洁生产评价体系，对煤炭清洁生产进行量化考核，这对于经济发展、环境保护等具有重要的战略意义。

2 当前我国环境污染现状

受地理位置和气候的影响，我国是一个煤炭资源相对丰富和其他能源石油、天然气等资源相对短缺的国家，能源消耗在全世界排名前列，我们国家煤炭的储存、生产、消耗的总量都在世界的前列，但能源的使用效率并不高，中国的这种能源结构模式，决定了煤炭企业在我国能源产业中的重要地位。

近年来，全国大范围雾霾天气频发，威胁着民众的健康。煤炭消费量过快增长被认为是造成大气污染加剧的“祸首”之一，中国消费的燃煤是世界的一半，污染物排放也居世界前列。2013年，北京出现的雾霾重度污染，后逐渐扩大到多省、市不断出现雾霾污染，大家都深有体会，除机动车尾气排放外，北京地区燃煤、北京周边省份的燃煤排放污染物，都促成了雾霾污染的出现。

3 煤炭企业开展清洁生产的必要性

纵观世界，各国在发展工业化的过程中，先后经历了“先污染，后治理”的过程，制定实施的环境保护策略，其侧重点主要集中在控制和处理污染物的末端，这种处理方式，虽然付出了巨大的经济代价，但是取得的收效甚微。据统计，在国民经济生产中，对于原材料用量的分配，社会需要的最终产品仅占20%-30%，其余70%-80%以废物的形式进入环境，进而污染了环境、破坏了生态。传统的工业生产方式由于能耗高，利用率低，资源浪费严重，进而造成环境严重污染，增加了控制的难度，付出昂贵的经济代价，为了改善环境，需要投入大量的资金。美国每年需要投入高达上百亿美元的资金用于环境保护，日本的投入规模也超过亿万元。在资金、技术方面，由于我国比较匮乏，在环境治理方面，短期内不可能增加投入。另外，由于我国目前不具备解决环境问题的能力与条件，在这种情况下决定了我们不能重蹈“先污染，后治理”的覆辙，以此需要大力推广清洁生产，节约资源，同时对其进行综合利用，进一步促进环境与资源的和谐发展。由于利用煤炭的技术比较落后，用煤不清洁加剧污染物的大量排放。对于煤炭企业来说，由于自身就属于污染企业，因此，必须对其进行清洁生产，积极开发煤炭企业的清洁生产技术，进一步加大清洁生产技术的应用范围。

4 煤炭企业开展清洁生产的技术

中国在一定时期内能源结构仍将以煤为主，而煤炭的清洁利用将是我国未来能源战略的关键问题。除煤炭的洗选加工清洁化之外，关键还要提高煤炭燃烧过程中的科技含量，目前煤炭清洁主要利用整体煤气化联合循环（IGCC）、煤炭地下气化技术（UCG）以及以煤气化为龙头，以碳化工技术为基础，合成、制取化工产品和燃料油的现代煤化工。

4.1 整体煤气化联合循环（IGCC） IGCC技术把高效的燃气——蒸汽联合循环发电系统与洁净的煤气化技术结合起来，既有高发电效率，又有极好的环保性能，是一种有发展前景的洁净煤发电技术。在目前技术水平下，IGCC发电的净效率可达43%-45%，今后可望达到更高。而污染物的排放量仅为常规燃煤电站的1/10，脱硫效率可达99%，二氧化硫排放在25mg/Nm3左右（目前国家二氧化硫为1200mg/Nm3）。氮氧化物排放只有常规电站的15%-20%，耗水只有常规电站的1/2-1/3，利于环境保护。虽然，IGCC的初始成本较高，但是，我国的燃煤电厂是全世界最多的，如果还停留在煤炭的传统利用阶段，不仅造成资源浪费，还会对环境不友好。因此，与其每年花费大量的资金用于治理大气污染，不如利用IGCC技术在污染前就进行煤炭的清洁低碳化。

4.2 煤炭地下气化技术（UCG） UCG技术是将处于地下的煤炭进行有控制的燃烧，通过对煤的热作用及化学作用产生可燃气体，综合开发清洁能源与生产化工原料的新技术。它集建井、采煤、转化三大工艺为一体，变物理采煤为化学采煤，抛弃了庞大、笨重的煤炭开采、运输、洗选及地面气化设备。煤炭地下气化作为一种新型采煤技术，大大降低了煤炭开采、运输及燃烧带来的环境污染，气化后大量的灰渣、矸石等废物留在地下，减少了对地表环境的影响。煤中的硫转化硫化氢在地表集中净化，将硫污染控制在源头，同时，由于长气化通道的吸附作用，煤气、焦油及粉尘等污染物含量也有所降低，因此，煤炭地下气化是一项符合可持续发展的环境友好绿色技术。endprint

4.3 煤矸石的充分利用 在煤炭领域，有大量低品质的煤炭资源亟待利用，这是节能减排的重要组成部分，比如，山西省现有五亿到十亿吨的煤矸石资源，至少有50%可以发电，如果不对其加以利用，大量的煤矸石堆积不仅污染环境，还浪费资源。目前，国家发改委只批复了少量的煤矸石电厂，但这对煤矸石资源的充分利用还远远不够。因此，国家应该出台政策鼓励变废为宝，发展清洁节能的电厂。

4.4 煤层气的利用 国家目前非常鼓励煤层气的利用，但我们看到煤层气产业至今并未出现蓬勃向上的发展势头。目前，我国对煤层气的政策设计不太合理。煤炭和煤层气是混生的，如果开发煤炭，必然会使煤层气泄露。但国家规定，煤矿企业只能开发煤炭，却不能开发伴生其间的煤层气，因为后者的勘探、开采权另属于油气企业。要充分利用好煤层气，就需要破解这种两权重叠的矛盾，合理的方式是“气随煤走”，而不是“煤随气走”。

5 山西煤炭行业清洁利用的有效措施

5.1 “煤炭搬家”到“电力高速” 几十年来，我国以蚂蚁搬家的方式将山西、陕西、内蒙古西部地区的煤炭运到东部地区，长年奔走于西煤东运路上的卡车仅山西就有30多万辆。这种运输方式一方面消耗了大量的石油，另一方面产生严重的粉尘污染，同时加剧了公路损耗。

依托特高压技术，借助能量转化，通过煤从空中走，电送全中国的方式，进而在一定程度上转变煤炭的利用方式。山西至湖北的1000千伏特高压交流试验示范工程，完全拥有我国自主知识产权，这是世界上首条投入商业运行的交流特高压线路。工程投入运营5年，累计外送的电量相当于减少标煤运输近1200万吨，二氧化硫和烟尘排放量减少10万多吨。

5.2 科技助推“点废成金” 朔州市作为京津唐地区的电力输送基地，北京平均每5盏灯，就有一盏是朔州点亮的。朔州市每年因采煤、发电排放的粉煤灰等废弃物将近5000万吨，历年堆弃的粉煤灰就高达1.8亿吨，因堆弃、自燃等原因造成，并排放大量的粉尘和有毒气体。

世间不存在废弃物，人们所说的废弃物只是资源放错了位置。借助科技手段，朔州市将废弃物转变成新资源。通过与16所高校加强合作，共同研发废弃物利用技术，取得的14项专利，建成的固废综合利用企业超过80家，每年变成新材料、化工产品等废弃物超过2200万吨，在全市工业总产值中，这项产业占10%，成为支柱性产业。

5.3 “煤矿杀手”变身清洁能源 在全球范围内，我国煤层气储量约30万亿立方米，位居第三。在煤层气储量方面，山西占全国的三分之一。受开采利用技术等因素的影响和制约，导致大量的煤层气被烧掉，甚至直接排放掉，造成严重的空气污染，以及资源浪费。

晋煤集团近年来建立和完善了煤层气开发技术研发体系，取得的国家专利超过120项，成为全国最大的煤层气开发基地。当前，在发电、汽车、生活等领域，广泛应用“煤矿杀手”。晋煤集团近五年来累计利用煤层气60亿立方米，相当于二氧化碳减排9000万吨，碳减排收益累计5.03亿元。

煤矿乏风又称“煤矿风排瓦斯”，通常情况下主要是指，矿井通风系统排出的甲烷浓度低于0.75的瓦斯。受技术的影响和制约，煤矿乏风的利用一度成为世界性难题，长期以来一直将其排放到空中。随着科学技术的不断进步，煤矿乏风氧化发电技术逐渐趋于成熟。

贾剑说：“在乏风氧化过程中，这项技术可以充分利用其产生的高温高热进行发电，一方面降低瓦斯的温室效应，另一方面产生清洁的电。”该项目建成投产后，每小时处理的乏风高达108万立方米，年发电2亿千瓦时，折算成二氧化碳，相当于减排140万吨。山西目前有13个煤矿已经开展实施乏风氧化发电项目，设计装机容量34万千瓦，碳减排量每年高达1580万吨。

6 结语

国家在“十二五”规划中，明确提出节约型经济发展模式，坚持走低碳环保的发展道路。由此可见，我国经济发展和社会生产的主要导向逐渐向绿色、环保和低碳的经济发展模式转变。煤炭行业作为高投入、高消耗、高污染、高浪费的行业，如何响应政府号召，走低碳环保的生产路线，逐渐成为我国煤炭企业家，以及学者研究的重要课题。从总体来看，我国煤炭企业已经将安全生产、绿色生产逐渐提升到前所未有的高度。清洁生产模式的提出，对指导企业安全绿色生产具有一定的现实意义。

参考文献：

[1]吕晓宇，梁晓飞.山西：把煤炭装进“科技的筐子”[N].新华每日电讯，2014（05）.

[2]张明慧.煤炭清洁生产和利用的经济分析及对策研究[D].太原理工大学，2002（04）.

[3]姬美婷.我国煤炭企业清洁生产企业文化建设研究[J].生产力研究，2013（12）.

[4]孙渊源.国有煤矿创新体系研究[J].太原理工大学，2002（04）.

作者简介：

韩亮（1982-），男，山西大同人，大专学历，助理工程师，从事综采技术管理及煤矿安全管理工作。endprint