“乌金”变“绿金”煤炭利用更清洁高效

■本刊记者 王睿佳/ 编辑 刘光林

冬日的乌兰木伦河畔，白雪覆盖着大地，空气寒冷而清新，时间仿佛在这里静止。百米井下，火热场景正在上演：采煤机滚筒飞速旋转，低硫低磷低灰的优质煤炭不断从煤壁上被剥采下来。这是我国首个2亿吨煤炭生产基地——神东矿区煤炭清洁高效生产的一个日常剪影。这样的画面，在全国代表性的大型煤矿中已十分常见。

中国工程院院士谢克昌指出：“目前我国化石能源仍占据主体地位。油气资源存在能源安全问题及新能源技术水平有待提升，中国短期内对煤炭仍保持较高依赖性。”

煤炭是我国的基础能源，在一次能源消费中占有较大比重，是我国能源安全的“压舱石”。党的二十大报告提出，要立足我国能源资源禀赋，坚持先立后破，有计划分步骤实施碳达峰行动，深入推进能源革命，加强煤炭清洁高效利用。

近年来，我国煤炭工业深入推进供给侧结构性改革，大型煤矿区科学统筹矿区生态建设、环境保护与煤炭资源开发，全方位、高标准营造生态矿区、建设绿色矿山，生产清洁煤炭，大力推进煤炭清洁高效利用，书写着生态文明建设与促进经济高质量发展的生动实践。

政策端护航煤炭高效清洁化发展

新时代，煤炭行业整体面貌发生显著变化，其改革创新、科技突破、管理提升，都与政策法规的引导支持和不断完善密不可分。

早在2015年，国家能源局等三部门印发《关于促进煤炭安全绿色开发和清洁高效利用的意见》，提出要按照节水、环保、高效的原则，继续推进煤炭焦化、气化、煤炭液化（含煤油共炼）、煤制天然气、煤制烯烃等关键技术攻关和示范，提升煤炭综合利用效率，降低系统能耗、资源消耗和污染物排放，实现清洁生产。

2020年，国家发展改革委、国家能源局等八部门联合发布《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》，为加快推进煤炭行业供给侧结构性改革，推动智能化技术与煤炭产业融合发展，提升煤矿智能化水平提供了遵循。

2021 年1 月，生态环境部印发《关于统筹和加强应对气候变化与生态环境保护相关工作的指导意见》，旨在推动钢铁、煤炭等重点行业提出明确的碳达峰目标并制定行动方案；同时，提出试点开展石油天然气、煤炭开采等重点行业甲烷排放监测。

2021 年5 月，国家能源局、国家矿山安监局印发《关于支持鼓励开展煤矿智能化技术装备研发与应用的通知》，要求全面开展适用于不同赋存条件、不同开采模式的煤矿智能化技术装备研发及应用，为推动煤矿智能化提供了政策支持。

2022年1月，《“十四五”现代能源体系规划》出台，强调煤炭在支撑“双碳”目标实现过程中的兜底作用，要加强煤炭清洁高效利用，加强煤炭智能绿色开采，推动煤炭清洁高效生产和洗选。

紧接着，国家发展改革委、国家能源局发布《关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见》指出，立足以煤为主的基本国情，按照能源不同发展阶段，发挥好煤炭在能源供应保障中的基础作用；建立煤矿绿色发展长效机制，优化煤炭产能布局，加大煤矿“上大压小、增优汰劣”力度，大力推动煤炭清洁高效利用；制定矿井优化系统支持政策，完善绿色智能煤矿建设标准体系，健全煤矿智能化技术、装备、人才发展支持政策体系。

2022年4月，国家发展改革委等部门发布了《煤炭清洁高效利用重点领域标杆水平和基准水平（2022年版）》的通知，对标国内外同行业先进水平，确定了煤炭清洁高效利用重点领域标杆水平，为促进煤炭消费转型升级、便于企业操作实施提供了重要遵循。

进入2023年，政策力度持续加大。

2023 年4 月，国家能源局印发《2023 年能源工作指导意见》，提出加强煤炭清洁高效利用，稳步提升煤炭洗选率，开展富油煤分质分级利用示范，提高清洁煤和油气供应保障能力；巩固拓展战略性优势产业，巩固煤炭清洁高效利用技术优势。

2023 年6 月，国家发展改革委等部门发布《关于推动现代煤化工产业健康发展的通知》，提出进一步强化煤炭主体能源地位，按照严控增量、强化指导、优化升级、安全绿色的总体要求，加强煤炭清洁高效利用，推动现代煤化工产业（不含煤制油、煤制气等煤制燃料）高端化、多元化、低碳化发展。

2023 年9 月，中共中央办公厅、国务院办公厅发布《关于进一步加强矿山安全生产工作的意见》，指出要严格灾害严重煤矿安全准入。停止新建产能低于90万吨/年的煤与瓦斯突出、冲击地压、水文地质类型极复杂的煤矿。新建煤与瓦斯突出、冲击地压、水文地质类型极复杂的煤矿原则上应按采煤、掘进智能化设计。

可以看出，近年来，政策端不断对煤炭行业提供支撑协调，支持优质煤炭产能安全高效稳产增产，推动绿色低碳转型，助力煤炭清洁高效利用。

智能化促煤炭安全生态开采更高效

内蒙古准格尔旗境内，黑岱沟和哈尔乌素大型露天矿区年设计总产能达6900 万吨，矿坑如梯田般盘绕，载重300余吨的无人矿用卡车装上电铲剥离的矿土，前往几千米外的卸载区排弃，整个“采、运、排”过程安全精准。

近年来，智能科技赋能，煤矿的生产管理更加智慧高效。据国家能源准能集团黑岱沟露天煤矿智能化建设管理中心相关人员介绍，输入煤岩、台阶参数等信息，智能穿爆系统可将布孔精度提升到5厘米以内；高台阶雷达监测系统，能够快速识别潜在危险区域，预警时效由24小时缩短至2小时，每年可多采收煤炭超过10万吨……

“在智能高效开采方面，通过行业持续科技攻关，我国大采高综采、特厚煤层综放开采、智能化开采工作面、煤矿灾害防控等领域的共性关键技术和大型装备制造已经达到国际领先水平。”国家能源集团科技部主任、煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室副主任李全生对我国当前煤矿开采水平给出了较高的评价。

当前，大型化、现代化、智能化煤矿逐渐成为我国煤炭生产主体。

《2023 中国煤炭工业发展报告》的数据显示，2012至2022年的10年间，我国年产120万吨以上大型煤矿增加至1200 处以上，年产千万吨级的生产煤矿增加至79座。智能化煤矿增加至572 处，智能化产能达19.4 亿吨，占全国煤炭总产能的40%左右；建成智能化采煤工作面1043个、掘进工作面1277 个。首批智能化示范煤矿建成智能化采煤工作面363 个、掘进工作面239个，采煤工作面平均单产500万吨/年，高出全国煤矿工作面单产平均水平3倍多。

以产煤大省山西为例，智能化煤矿建设突飞猛进。“截至目前，山西10 座国家智能化示范煤矿全部建成，全省累计建成118 座智能化煤矿、1491 处智能化采掘工作面。”在1 月16 日于山西省晋城市召开的山西省煤矿智能化建设现场交流会上，山西省能源局副局长苗还利介绍，2024年，山西还将新建成150座智能化煤矿。

据记者了解，截至2023年，山西年产能180万吨以上的煤矿智能化改造工程已全部开工，已建成智能化采掘工作面的煤矿共281座，年产能总计74750万吨，占全省生产煤矿总产能的61.91%。“山西模式”为全国煤矿智能化建设开了个好头。

煤矿智能化的快速发展与技术进步密不可分。

在2023中国国际煤炭采矿技术交流及设备展览会上，华为、中国联通、新华三等展出了科技感十足的高端煤矿设备和控制系统，包括终端智能通信设备、无人矿用卡车、智能采煤机等等，为当前煤矿智能化进程提供了强有力的技术装备支持。

一路高歌的背后往往也暗藏风险。中国矿业大学（北京）原副校长姜耀东指出，安全高效煤矿建设带动了煤矿装备的数字化、智能化、自动化，推动了煤炭企业管理现代化，推动了煤矿质量变革、效率变革、动力变革。但也要看到，当前全国建成的安全高效煤矿占比小、覆盖面窄、复杂条件下建设难度大、科技引领支撑作用不足等问题突出，严重制约了安全高效煤矿建设步伐。

那么，如何解答现代化煤矿建设这道难题？

对此，中国煤炭工业协会副会长孙守仁给出几点建议，其中，他强调要进一步优化完善政产学研用有效衔接、上下游通力合作的科技创新机制体制，全力提升科技创新水平，切实增强科技创新的支撑作用；同时，要自觉强化绿色开采的社会责任，综合考虑矿区开采条件和环境承载能力，因地制宜采用保水开采、煤与瓦斯共采、充填开采等技术，大力推广无（或小）煤柱和智能化开采技术，实现煤炭资源精采细采。

绿色化是煤炭清洁高效利用的题中之义

如果要谈一块煤从“黑”变“绿”的前世今生，就离不开谈现代煤化工业。可以说，现代煤化工是煤炭清洁高效利用的重要途径，而面临发展和减排双重挑战，“绿色化”又是现代煤化工孜孜以求的要义之一。

从液体天然气到鱼竿、锂电池，再到婚纱、背包，乃至帐篷、降落伞，这样的“煤炭变形记”彰显出煤化工的魔力与前景。

内蒙古鄂尔多斯是目前国内门类最全、规模最大的现代煤化工试验示范项目集中区，已形成现代煤化工产能1925 万吨。在这里，煤炭被“吃干榨净”，构建起煤制油气、煤制醇醚、煤制烯烃等多条产业链，实现了资源型产业的纵向梯度增值。

谢克昌介绍：“经过多年发展，我国现代煤化工产业已经取得长足进步。首先，我国现代煤化工产业规模发展迅速，示范和生产基地基本形成，总体规模在全球前列，以内蒙古鄂尔多斯、陕西榆林、宁夏宁东、新疆准东4个现代煤化工产业示范区为代表，产业集群基本形成，基地园区初具规模。”

“我国已形成较为完备的现代煤化工工程技术体系，关键设备国产化水平不断提高，系列技术处于国际先进或领先水平。”李全生指出，“其中，大型煤气化技术处于国际领先水平，高温费托合成技术处于国际先进水平，煤制烯烃、煤制芳烃、低温费托合成、煤制乙二醇、煤油共炼技术处于国际领先水平，煤直接液化、粉煤中低温热解及焦油轻质化技术属于国际首创。”

尽管煤化工发展取得了较大成就，产业升级示范不断完善，但煤化工基地建设也存在同质化、产能过剩的问题。对此，谢克昌建议：“要坚持创新引领，加强新技术、新产品开发，延伸产业链，稳步推进煤、电、化一体化和煤转化的差异化发展。”

探索煤炭清洁高效利用，燃煤发电也是其绿色化发展不可忽略的一条重要路径。

当前，我国建成了全球最大的清洁高效煤电供应体系。“煤电在我国电力供应结构中约占三分之二，这是煤炭较为清洁高效的利用方式。”李全生指出，“目前，全国百万千瓦超超临界燃煤发电机组有160台在运行，超过其他国家的总和，平均供电标准煤耗约280克/千瓦时；投运了世界首台600兆瓦超临界循环流化床机组，拥有世界上参数最高的超超临界二次再热机组。煤电技术已处于国际领先水平，引领了世界燃煤发电技术发展方向。”

2015 年，世界首台成功运用二次再热技术的百万千瓦超超临界燃煤发电机组——泰州电厂3 号机组，实现供电标准煤耗266 克/千瓦时，成为全球煤电新标杆。

2023年11月底，从中国神华广东台山电厂传来了喜讯——600兆瓦燃煤发电机组掺氨燃烧试验成功，这是当前国内外完成掺氨燃烧试验验证的容量最大的机组。目前，600兆瓦及以上容量机组是我国火电装机的主力机型，探索600兆瓦燃煤发电机组掺氨燃烧技术，对促进煤炭清洁高效利用，降低二氧化碳排放具有重要意义。

据悉，目前600兆瓦燃煤机组掺氨燃烧项目已入选国家能源局第三批能源领域首台（套）重大技术装备（项目）名单，并已初步建立了一套稳定、清洁、高效掺氨燃烧技术体系。

“展望未来，我国煤炭工业发展前景广阔。煤炭仍将以其资源可靠性、价格低廉性和利用可洁净性而作为我国的主体能源。”谢克昌表示，“要在能源转型中把握好我国基本国情，遵循客观规律，从实际出发，在低碳化发展进程中，尤其在应对气候变化工作中，坚持公平和各自能力原则。依靠科技创新，持续推进并做好煤炭清洁高效利用，服务社会经济高质量发展和国家能源安全，是现实的战略选择。”■