以“多維度全過程”為導(dǎo)向的山西省現(xiàn)代能源體系構(gòu)建

張 磊，樊園杰

（1.山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院，山西大同 037003；2.山西大同大學(xué)商學(xué)院，山西大同 037009）

山西省內(nèi)的礦產(chǎn)資源非常豐富，而煤炭資源作為其中最為重要的礦產(chǎn)資源，地質(zhì)儲(chǔ)存量高達(dá)9 100億噸，原煤產(chǎn)量基本占到中國(guó)原煤產(chǎn)量的40%左右[1]，故山西的優(yōu)勢(shì)就在于煤炭資源，山西的未來(lái)潛力和市場(chǎng)希望也在于煤炭資源。而煤炭不單單是一種能源資源，更是一種碳資源，同時(shí)也是未來(lái)發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)的重要資源之一。實(shí)現(xiàn)能源產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展，不單單需要做好能源本身的文章，更需要做好能源向外延伸發(fā)展，總結(jié)起來(lái)就是“以煤炭為基、多維度創(chuàng)新發(fā)展”，提高山西省能源產(chǎn)業(yè)的總體水平，提升山西能源開采的智能化、機(jī)械化、自主化水平，提升能源洗選率，促進(jìn)能源安全生產(chǎn)狀態(tài)的好轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)能源自身的高效率環(huán)保發(fā)展[2]。在這個(gè)前提條件下，促進(jìn)提高焦炭、電力、冶煉、建材等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新，加快現(xiàn)代能源化工、機(jī)械制造、新型材料等優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，推動(dòng)綠色、環(huán)保、節(jié)能等新資源產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)多層次、科學(xué)化、多維度的拓展，實(shí)現(xiàn)由煤炭大省向“以煤為主、清潔為輔”的當(dāng)代能源大省的跨越，實(shí)現(xiàn)由單一煤炭“生產(chǎn)基地”向多維度能源“發(fā)展中心”的轉(zhuǎn)變。

1 以固有礦產(chǎn)資源為創(chuàng)新對(duì)象

2011年以后，低碳經(jīng)濟(jì)早已經(jīng)發(fā)展為中國(guó)工業(yè)能源發(fā)展的大勢(shì)所在，低碳經(jīng)濟(jì)對(duì)能源產(chǎn)業(yè)的未來(lái)發(fā)展提出了更高水平的要求。中國(guó)的化工能源結(jié)構(gòu)以及山西省豐富的煤炭資源，均決定了山西省必須作為我國(guó)一個(gè)重要的能源供應(yīng)基地而存在，這個(gè)現(xiàn)狀在短時(shí)間內(nèi)是很難發(fā)生改變的。

煤炭是一種埋藏于地底的烏金，煤炭作為山西社會(huì)經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的優(yōu)勢(shì)不容忽視[4]。不管是作為能源資源還是化工原料來(lái)說(shuō)，如果采取先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，對(duì)煤炭進(jìn)行深度加工，不僅僅能夠充分利用能源，而且還能夠獲取幾十倍甚至成百上千的經(jīng)濟(jì)增值。

現(xiàn)在，山西省煤炭資源的加工技術(shù)、轉(zhuǎn)變技術(shù)并不足夠先進(jìn)，距離國(guó)內(nèi)甚至世界領(lǐng)先水準(zhǔn)還有一段距離要追趕。例如，先進(jìn)的能源燃燒以及發(fā)電技術(shù)；原料多元化、碳?xì)浔戎卣{(diào)整的大規(guī)模煤氣化技術(shù)；以煤氣化為前提的多維度技術(shù)；高值環(huán)保生態(tài)產(chǎn)品的合成技術(shù)；自動(dòng)化、科學(xué)、安全的電網(wǎng)發(fā)展體系等。這些礦產(chǎn)行業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)，極有可能會(huì)發(fā)展為一系列新型的、環(huán)保的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)。為此，必須進(jìn)一步優(yōu)化重點(diǎn)領(lǐng)域以及關(guān)鍵流程的技術(shù)創(chuàng)新，研究發(fā)展出能源的綠色開采技術(shù)、資源利用率的配套技術(shù)以及化工關(guān)鍵技術(shù)的升級(jí)，加大能源液化與資源利用等標(biāo)志性生態(tài)低碳工程的構(gòu)建，逐漸提高能源的開采率以及資源的利用率等，慢慢掌握煤氣化合成甲醇技藝，構(gòu)建一大批中大型能源液化、煤電一體化、化學(xué)化工、煤焦化以及能源的總體利用等生態(tài)工程，全面提高山西能源產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。因此，有必要緊緊抓住世界范圍內(nèi)逐漸重視發(fā)展低碳環(huán)保經(jīng)濟(jì)這個(gè)機(jī)會(huì)，重點(diǎn)關(guān)注節(jié)能環(huán)保低碳化的技術(shù)開發(fā)，推動(dòng)低碳產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，強(qiáng)化科技創(chuàng)新能源體系的構(gòu)建[5]。

2 以化石能源和可再生能源為優(yōu)先發(fā)展目標(biāo)

山西省煤炭資源儲(chǔ)備量極大、種類齊全，也是中國(guó)產(chǎn)煤與出口大省。山西省已經(jīng)探明的煤炭?jī)?chǔ)存量比較豐富，尤其是稀缺煤炭資源中的焦煤儲(chǔ)備量占到全國(guó)焦煤總儲(chǔ)備量的60 %以上，同時(shí)山西省煤炭資源的浪費(fèi)現(xiàn)象十分嚴(yán)重。山西省煤炭開采區(qū)域的回采率基本保持在47%左右，與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)相比低13～22%，村鎮(zhèn)煤礦開采區(qū)域的回采率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于25%，中小型煤窯亂采濫挖現(xiàn)象嚴(yán)重，甚至有些時(shí)候會(huì)出現(xiàn)20 m 厚的優(yōu)質(zhì)煤層其回采率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于9%，導(dǎo)致山西能源利用率非常低，浪費(fèi)明顯[6]。

普遍觀點(diǎn)認(rèn)為，可再生能源的發(fā)展勢(shì)必會(huì)搶占化石能源的市場(chǎng)占有率，二者之間是典型的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。然而越來(lái)越多的實(shí)踐證明，在以后相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，可再生能源的發(fā)展勢(shì)必會(huì)依賴于化石能源的參與。如分布式的風(fēng)力電能與光伏在滿足用戶現(xiàn)實(shí)需要的時(shí)候，還需要廣泛分布的煤電機(jī)組與燃?xì)鈾C(jī)組作為能源備用設(shè)備，有利于電網(wǎng)優(yōu)化。風(fēng)電、光伏在進(jìn)行遠(yuǎn)距離運(yùn)輸?shù)臅r(shí)候，需要著重對(duì)其配置一定比例的煤電進(jìn)而確保能源利用率；地?zé)豳Y源在為冷熱聯(lián)供服務(wù)的時(shí)候，需要通過燃?xì)鈾C(jī)組或電空調(diào)作為能源備用設(shè)備。水電機(jī)組也存在季節(jié)性調(diào)整的關(guān)系，在河流枯水期也需要火電機(jī)組進(jìn)行后續(xù)備用。以后未來(lái)的一段時(shí)間，伴隨各種形式的可再生能源利用范圍的不斷擴(kuò)大，在能源結(jié)構(gòu)中所占的比例也越來(lái)越高，可再生能源與化石能源之間的互補(bǔ)性也會(huì)明顯提高[7]。因此，必須沖出慣性思維的束縛，在全面促進(jìn)能源利用技術(shù)創(chuàng)新的前提條件下，借助于能源結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新優(yōu)化，充分發(fā)揮市場(chǎng)機(jī)制的作用，推動(dòng)煤電、燃?xì)鈾C(jī)組迅速轉(zhuǎn)變市場(chǎng)定位，適應(yīng)能源市場(chǎng)的需求，為可再生能源的發(fā)展提供指導(dǎo)。

3 優(yōu)化能源產(chǎn)業(yè)——智能電網(wǎng)

中國(guó)對(duì)于地?zé)岬拇蠓秶鷳?yīng)用和勘探始于上個(gè)世紀(jì)的八十年代，并在西藏地區(qū)的羊八井建設(shè)了地?zé)岚l(fā)電站[8]。最近幾年，北京、上海、天津、內(nèi)蒙古、西藏等地區(qū)陸陸續(xù)續(xù)通過地?zé)峁┡l(fā)展經(jīng)濟(jì)，山西省的地?zé)豳Y源大部分集中于山西中部六大斷陷盆地周圍以及山區(qū)斷裂地帶，比方說(shuō)山西運(yùn)城的夏縣、太原神堂溝、大同陽(yáng)高等地。

表1 山西省的主要電力裝機(jī)對(duì)比信息 /萬(wàn)kW

從表1可以看出，山西省正在致力于打造新能源產(chǎn)業(yè)的節(jié)能減排目標(biāo)。黨的十九大報(bào)告明確指明，當(dāng)代中國(guó)特色社會(huì)主義新時(shí)代的能源體系具備環(huán)保、低碳、科學(xué)、安全4 個(gè)明顯的特征。智能電網(wǎng)旨在統(tǒng)籌國(guó)家或地區(qū)計(jì)劃配/輸電網(wǎng)建設(shè)，以城市、農(nóng)村一體化規(guī)劃改造為手段，以積極統(tǒng)籌智能電網(wǎng)和重點(diǎn)電源，尤其是新能源產(chǎn)業(yè)為依托，全面建設(shè)以800 千伏智能電網(wǎng)為屏障、220 千伏電網(wǎng)為協(xié)調(diào)平臺(tái)，各電壓電網(wǎng)協(xié)同發(fā)展、電網(wǎng)布設(shè)合理、智能化較高的穩(wěn)固電網(wǎng)，努力在較大區(qū)域范圍內(nèi)、較高水平地完成智能化電網(wǎng)試點(diǎn)規(guī)范項(xiàng)目[9]。

4 重點(diǎn)發(fā)展分布式能源

將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與分布式能源之間進(jìn)行深度融合，努力打造創(chuàng)新式的“互聯(lián)網(wǎng)+”智能化能源應(yīng)用。將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)引進(jìn)到能源應(yīng)用中去，提高了能源利用的智能化標(biāo)準(zhǔn)。就山西省現(xiàn)在的能源儲(chǔ)存狀況來(lái)看，必須強(qiáng)化能源結(jié)構(gòu)建設(shè)以及完善智能電網(wǎng)，最大限度地確保電網(wǎng)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)，電網(wǎng)調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)得到迅速提高，進(jìn)而降低運(yùn)輸成本，使能源產(chǎn)業(yè)的優(yōu)化程度逐漸提升，有序促進(jìn)現(xiàn)代能源體系的迅速建設(shè)。統(tǒng)籌傳統(tǒng)能源建設(shè)、新能源以及可再生能源的綜合利用，根據(jù)自用為主、富足上網(wǎng)、循序漸進(jìn)、依次推進(jìn)的原則，努力推動(dòng)分布式能源的發(fā)展，完成分布式能源和集中供能體制的和諧發(fā)展。積極發(fā)展分布式能源的意義還在于能源的節(jié)能環(huán)保。按照常規(guī)天然氣、頁(yè)巖氣的提供條件以及用戶資源需求量，關(guān)鍵就在于能源承載中心，加快構(gòu)建分布式能源體制。