煤炭清潔高效利用發展探討

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1煤炭清潔高效利用產業背景

我國是以傳統化石能源為主的能源消費結構。能源清潔化替代任務非常艱巨，國內很多地區能源生產消費的環境承載能力接近上限，大氣污染形勢嚴峻。煤炭消費量占終端能源消費比重高達20%以上，高出世界平均水平10個百分點。發展能源清潔替代，減輕中國進口石油壓力，優化國內能源消費結構、大力提高能源利用效率，這對保障國家能源安全、緩解環境承載能力具有重大意義。因此，我國實施能源替代戰略，發展思路：以新能源替代傳統能源，以優勢能源替代稀缺能源，以可再生能源替代化石能源，逐步提高替代能源在能源結構中的比重。我國能源消費是以煤炭為主的化石能源消費結構。我國煤炭貯量豐富，石油、天然氣資源則相對貧乏，2017年中國國內石油凈進口量約為3.96億噸，同比增長10.8%，增速比上年高1.2個百分點。2017年，石油對外依存度達到67.4%，較上年上升3%，創歷史新高。2017年我國天然氣消費量2373億立方米，同比增長15.3%；天然氣產量1480億立方米，同比增長6.9%；全年進口量增長30%，導致2017年我國天然氣對外依存度達39%，相比2012年增長10個百分點左右。由于國內逐年遞增的油氣需求，成為制約我國經濟發展的瓶頸。利用我國豐富的煤炭資源優勢，大力發展煤炭清潔利用技術，實現生產優質清潔能源產品以及延伸產品產業鏈，對于優化國內能源消費結構，保障能源安全，保證社會經濟的可持續發展。

2煤炭清潔高效利用發展方向

煤的清潔高效利用技術主要是：使碳、氫、氧等有效組分高效轉化，硫、氮等污染組分聯合脫除；富碳、富氫的原料充分利用；提高物料轉化的效率、實現能量梯級的利用；使高溫氣體凈化分離，反應分離一體化；新型清潔煤燃燒、低碳產品合成與低碳排放過程。在煤炭清潔高效利用生產能源產品（煤制天然氣、煤制甲醇、煤制二甲醚、煤制油等）中，煤制天然氣技術路線能量轉化效率較高，單位能量水消耗最低，單位能量投資最省，工程化建設成熟度高，是煤炭清潔利用并轉化為清潔能源產品的最佳方式。能量效率由低到高為間接煤制油＜二甲醚＜甲醇＜煤制天然氣，煤制天然氣技術路線能量轉化效率最高。不但可以大幅降低煤炭消耗數量，同時大量減少二氧化硫、二氧化碳的排放。產品輸送環節，煤制天然氣可由國家燃氣管道輸送，節能、環保、安全，且成本較低，而二甲醚（加壓液化）、甲醇、油品都是易燃易爆的液體產品，運輸成本高，運輸安全風險大。綜上所述，在產品運輸上，煤制天然氣更具優勢。天然氣是清潔高效的優質燃料，在化石能源中污染物排放最少，熱值高于煤炭與石油。2015年我國的能源消費結構為，煤炭占64%，石油占18.1%，而天然氣卻只占5.9%，遠低于世界平均水平。依據《天然氣發展“十三五”規劃》，2020年國內天然氣綜合保供能力達到3600億立方米以上，產量達到2070億方米，天然氣占一次能源消費比例提高至8.3%~10%。合理利用天然氣是減少大氣污染，改善環境空氣的有效途徑。

3煤碳清潔高效利用對環境保護的推動作用

無論過去、現在、還是將來，煤炭在我國都是能源的主角，占能源供給和需求的70%左右。在2013年6月，國家國務院通過大氣污染防治十條，由環保部牽頭相關部委制定的“大氣污染治理行動計劃”于2013年9月出臺，國內環境問題已成為影響到千家萬戶健康的重要因素以及國家可持續發展的重要挑戰。因此，在國內煤炭集中的中西部地區，發展建設煤炭清潔高效利用項目，例如：大型煤制天然氣項目，采用先進的煤氣化和凈化工藝大規模制取天然氣，并集中處理含硫酸性氣體，回收硫磺，大幅降低對環境的影響；同時回收煤中的焦油、酚、氨等有用組分，清潔高效的利用煤炭資源。符合環境保護與節能減排的需要。

4煤炭清潔高效利用項目具有良好的經濟效益

和社會效益，并且符合國家產業政策國家“十三五”發展規劃中將煤炭清潔高效利用技術作為我國今后能源建設的戰略重點。我國發展煤炭清潔高效利用技術，符合我國“富煤缺油少氣”資源狀況的國情。利用豐富的煤炭資源生產煤基清潔燃料和化工品，是當前和未來幾十年中國能源結構建設的重要需求。需要在我國中西部水資源豐富的煤炭大省，將煤炭資源優勢就地轉化為技術優勢，建設一批大型煤炭清潔高效利用示范基地用于生產高附加值產品，替代大量進口的高品質化工產品，是實現當地經濟結構調整與優化升級的重大舉措，也符合國家產業政策，并保障國家能源安全。因此，加快我國煤炭行業改革創新，實現煤炭資源就地轉化，變不利因素（如煤炭直接燃燒及消費過程污染大）為有利因素（煤基清潔燃料和化工產品附加值高，無運輸污染），減少產煤地區大量煤炭外運，對國家能源經濟的可持續發展，保護環境具有重要的戰略意義。

5煤炭清潔高效利用發展方式分析

發展煤炭清潔高效利用技術是加快煤炭行業轉型升級，提高煤炭附加值，延伸煤炭產業鏈，使有限的煤炭資源無限利用。但是發展大型煤炭清潔高效利用產業必須合理統籌煤炭資源、生態環境、水資源環境、技術進步和基礎設施等因素。以煤炭富集區域內各種社會資源及技術資源互補、共同發展為重，科學分工、合理安排煤炭清潔高效技術產業鏈上、下游的產品布局。打造綠色低碳、技術先進、能效轉化率高，抗風險能力強的產業集群。

6結語

國家鼓勵通過煤炭的清潔利用技術發展替代能源和化工產業，煤制天然氣通過先進的氣化技術將煤炭高效利用和清潔合理轉化，生產清潔能源（天然氣），將煤炭中的污染物質集中收集生產副產品（石腦油、柴油、硫磺等），提高項目的盈利能力。煤炭清潔利用將充分發揮地方和投資企業的資源、資金和技術優勢。根據能源市場需求，促進了煤炭企業向產品多元化方向發展，培育新的產業布局及經濟增長點，為煤炭企業帶來良好的經濟效益和社會效益。