陜寧青煤炭清潔高效利用發(fā)展研究

常興敏

提 要：

近年來，陜、寧、青三省（區(qū)）煤炭企業(yè)穩(wěn)步推進煤炭清潔高效利用，在煤炭優(yōu)質(zhì)化加工、煤電超低排放和節(jié)能改造、現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)升級示范等方面均取得了一定成效。

目前存在的問題是，部分煤礦洗選智能化機械化水平低，煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在制約瓶頸，煤炭分質(zhì)分級梯級利用成效不明顯，企業(yè)持續(xù)提升煤電高效利用水平的積極性不高。建議繼續(xù)完善煤炭質(zhì)量評價機制和用煤標準，疏導(dǎo)煤炭清潔高效利用企業(yè)經(jīng)營困難問題，積極推進煤礦智能化建設(shè)。

西北地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中傳統(tǒng)能源占比較高，煤炭產(chǎn)業(yè)尤為突出。2020年，西北地區(qū)在產(chǎn)煤礦產(chǎn)能約占全國的17.56%，建設(shè)煤礦產(chǎn)能約占全國的27.62%，其中陜、寧、青三?。▍^(qū)）在產(chǎn)煤礦產(chǎn)能約占全國產(chǎn)能的13.81%，建設(shè)煤礦產(chǎn)能約占全國的23.42%，后續(xù)釋放產(chǎn)能空間巨大。因此，在能耗“雙控”約束背景下，推進煤炭清潔高效利用，有利于實現(xiàn)能源低碳轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展。

2015年4月，國家能源局發(fā)布《煤炭清潔高效利用行動計劃（2015-2020年）》后，陜、寧、青三?。▍^(qū)）煤炭企業(yè)穩(wěn)步推進煤炭清潔高效利用，在煤炭優(yōu)質(zhì)化加工、煤電超低排放和節(jié)能改造、現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)升級示范等方面均取得了一定成效。陜西省煤炭清潔高效利用發(fā)展迅速，通過發(fā)展低階煤分級分質(zhì)利用，形成了一些典型現(xiàn)代煤化工示范項目園區(qū)，示范效果明顯。寧夏回族自治區(qū)在煤炭清潔高效利用方面體現(xiàn)出了集中、高效的特點，主要發(fā)展以國家能源集團寧夏煤業(yè)400萬噸煤制油項目為代表的現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)。青海省由于煤炭資源量較少，主要以提升原煤入選率為主，在現(xiàn)代煤化工方面推進較慢。

（一）三?。▍^(qū)）原煤入選率穩(wěn)步提高

三?。▍^(qū)）高度重視發(fā)展高精度煤炭洗選加工，強化推進措施，逐步實現(xiàn)煤炭深度提質(zhì)和分質(zhì)分級，積極開發(fā)高性能、高可靠性、智能化選煤裝備，加大選煤廠技術(shù)改造力度，依靠科技創(chuàng)新，推廣應(yīng)用煤礦洗選加工的新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備，降低煤炭的硫分和灰分，穩(wěn)步提升煤炭產(chǎn)品質(zhì)量，確保按期完成煤炭洗選加工任務(wù)目標。

截至2020年底，陜西省建設(shè)洗煤廠102座，洗選能力35000萬噸，原煤入選率100%；寧夏回族自治區(qū)建設(shè)洗煤廠4個，洗選能力14500萬噸，原煤入選率86%以上；青海省未建設(shè)專門洗煤廠，主要依靠礦井型洗煤廠，洗選能力204萬噸，原煤入選率73%，未達到國家要求。

專欄1：

陜煤集團共有選煤廠22座，通過近年來選煤廠技術(shù)升級和擴能改造，入選能力為17920萬噸，洗選能力為13348萬噸，選煤廠篩選能力基本與礦井實際生產(chǎn)能力相匹配，洗選能力與產(chǎn)品市場需求相匹配，原煤入選率100%。

寧夏回族自治區(qū)鼓勵和支持企業(yè)采用具有自主知識產(chǎn)權(quán)的重介選煤、跳汰選煤、浮選、粗煤泥分選及干法選煤等技術(shù)工藝，實施老舊選煤廠技術(shù)更新改造，改進工藝流程，提高運行管理水平，進一步提高企業(yè)經(jīng)濟效益。2020年4月，寧夏回族自治區(qū)發(fā)改委發(fā)布《2020年生態(tài)環(huán)境保護工作計劃》，要求2020年原煤入選率達到86%左右。到2021年初，全區(qū)原煤入選率達86%以上，圓滿完成原煤入選率目標任務(wù)。

（二）燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造加快推進

《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃（2014-2020）》和《全面實施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造工作方案》印發(fā)后，三?。▍^(qū)）煤電超低排放和節(jié)能改造工作迅速展開，目前，三?。▍^(qū)）煤電平均供電煤耗均實現(xiàn)低于310克/千瓦時目標。2016年11月底，陜西省關(guān)中地區(qū)30萬千瓦及以上煤電機組已全部完成超低排放改造任務(wù)，主要污染物排放大幅下降，煙塵、二氧化硫和氮氧化物排放量濃度較改造前分別降低了88%、93%和94%，環(huán)保成效明顯；寧夏回族自治區(qū)安排資金1.2億元治理大氣污染，對全區(qū)現(xiàn)役燃煤發(fā)電機組實施脫硫脫硝及除塵升級改造，重點推進銀川市和寧東基地裝機30萬千瓦以上煤電企業(yè)的超低排放改造，相關(guān)企業(yè)積極落實改造任務(wù)，成效明顯。2017-2020年，陜西完成煤電超低排放和節(jié)能改造目標任務(wù)分別為1436萬千瓦、1189萬千瓦，寧夏分別完成782萬千萬、1288萬千瓦，青海完成126萬千瓦，均實現(xiàn)目標任務(wù)。

專欄2：

國華錦界電廠煤電一體化項目是國家“西電東送”示范項目，是國家能源集團在陜西的重點項目，一、二期工程已建成4×600MW亞臨界燃煤空冷機組，三期已建成2×660MW超超臨界燃煤空機組。目前，項目整體實現(xiàn)超低排放，特別是三期2×660MW超超臨界燃煤空機組，發(fā)電煤耗273.81克/千瓦時，供電煤耗287.74克/千瓦時，二氧化硫排放濃度1.77毫克/標準立方米，粉塵排放濃度0.2毫克/標準立方米，氮氧化物排放濃度13.3毫克/標準立方米，環(huán)保指標達到國際一流水平。2021年6月份，15萬噸/年CCS示范項目在國能錦界公司一次通過168小時試運行，其間連續(xù)生產(chǎn)出純度99.5%的工業(yè)級合格液態(tài)二氧化碳產(chǎn)品，成功實現(xiàn)了燃煤電廠煙氣中二氧化碳大規(guī)模捕集。

（三）現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)化示范取得階段性成果

近年來，陜西、寧夏積極發(fā)展現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)，通過示范項目建設(shè)不斷完善國內(nèi)自主技術(shù)，加強不同技術(shù)間的耦合集成，大幅提升現(xiàn)代煤化工技術(shù)水平和能源轉(zhuǎn)化效率，減少對生態(tài)環(huán)境的負面影響。現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)主要集中在陜北和寧東，陜北集煤、油、氣、鹽等多種資源為一體，發(fā)展能源化工具有得天獨厚的優(yōu)勢。經(jīng)過“十二五”“十三五”快速發(fā)展，陜西一批大型煤化工尤其是現(xiàn)代煤化工項目相繼建成，成為國內(nèi)最大的蘭炭、甲醇生產(chǎn)基地，煤制烯烴產(chǎn)能全國第一，煤制油技術(shù)多樣、產(chǎn)品豐富。寧夏寧東煤化工基地已累計投資超過5000億元，成為全國最大的煤制油和煤基烯烴生產(chǎn)基地，“以煤為頭、以化為尾”的現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)集群快速發(fā)展，成為寧夏經(jīng)濟增長的主要“動力源”和“穩(wěn)定器”。

專欄3：

陜西未來能源化工有限公司煤間接液化示范項目，已建成運行一期100萬噸/年低溫費托合成煤間接液化示范項目和10萬噸/年高溫費托合成煤間接液化示范裝置。項目采用具有自主知識產(chǎn)權(quán)的100萬噸級低溫費托合成技術(shù)和油品穩(wěn)定加氫技術(shù)，費托合成反應(yīng)器、油品提質(zhì)裝置均是目前國內(nèi)規(guī)模最大，使我國首次實現(xiàn)了百萬噸級自主煤間接液化技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。項目節(jié)能環(huán)保投資達18.1億元，占總投資11.04%，建成投用污水處理、廢氣處理、噪聲污染控制、固體廢物處置、燃氣發(fā)電、余熱發(fā)電等環(huán)保設(shè)施和裝置，污水處理實現(xiàn)了零排放，污染物排放合格率達100%。

國家能源集團寧夏煤業(yè)有限責任公司2004年發(fā)展現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)以來，累計完成投資1023億元，建成了煤制油、煤基甲醇、煤基烯烴、聚甲醛等8個現(xiàn)代煤化工項目，形成了405萬噸合成油品、350萬噸甲醇、200萬噸聚烯烴、6萬噸聚甲醛、100萬噸其他化工品的產(chǎn)能規(guī)模，年轉(zhuǎn)化煤炭3400萬噸。

（四）煤炭分質(zhì)分級梯級利用穩(wěn)步推進

煤炭分質(zhì)分級梯級利用是按照科學(xué)高效利用的原則，轉(zhuǎn)變煤炭傳統(tǒng)利用方式，將低階煤通過以熱解為核心的分質(zhì)轉(zhuǎn)化和物質(zhì)、能量的梯級利用，經(jīng)濟環(huán)保地實現(xiàn)油、氣、化、電、熱的高效多聯(lián)產(chǎn)，從而促進形成經(jīng)濟和資源、環(huán)境和諧發(fā)展的煤炭高效清潔轉(zhuǎn)化利用方式。這種利用方式目前主要集中在陜北。2016年以來，陜西省關(guān)閉煤礦155處，退出產(chǎn)能5597萬噸/年，圍繞重大能源轉(zhuǎn)化項目，為優(yōu)質(zhì)產(chǎn)能釋放空間，加快煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化，推進煤炭分級分質(zhì)梯級利用。

專欄4：

陜西煤業(yè)化工集團有限公司2010年正式提出煤炭分級分質(zhì)利用的理念，通過“產(chǎn)學(xué)研”聯(lián)盟，先后搭建了煤炭綠色安全高效開采國家地方聯(lián)合共建工程研究中心、國家能源煤炭分質(zhì)清潔轉(zhuǎn)化重點實驗室、煤制化學(xué)品國家地方聯(lián)合共建工程研究中心等一批科研平臺，累計投入超百億元資金，在煤熱解、煤焦油加氫、半焦綜合利用等領(lǐng)域開展了大量的理論研究、中試和工業(yè)化示范裝置建設(shè)工作。已建成示范項目包括：神木天元50萬噸煤焦油加氫裝置和60萬噸/年粉煤回轉(zhuǎn)熱解裝置，神木富油60萬噸/年粉煤固體熱載體低溫快速熱解裝置、17萬噸/年中低溫煤焦油全餾分加氫工業(yè)化示范裝置、50萬噸/年煤焦油全餾分加氫制環(huán)烷基油項目，東鑫垣50萬噸/年煤焦油加氫裝置，乾元能化50萬噸/年煤氣熱載體分段多層低階煤熱解工業(yè)化示范裝置等。

二、存在的問題

（一）部分煤礦洗選智能化機械化水平低

目前大部分選煤廠都實現(xiàn)了生產(chǎn)集中控制，濕法分選技術(shù)和設(shè)備日益完善，但是部分煤礦洗選關(guān)鍵設(shè)備的智能化、可靠性水平仍較低，選煤工藝靈活性較差，效果不佳。如青海能源公司所屬煤礦篩選揀矸全部是依靠人工作業(yè)，不僅勞動強度大、效率低，而且揀矸困難，易使部分煤矸石進入破碎機內(nèi)，造成設(shè)備頻繁出現(xiàn)故障，存在較高的設(shè)備安全隱患。

（二）煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在制約瓶頸

從能源基礎(chǔ)、國家能源戰(zhàn)略和能源安全需求看，煤制油氣作為自主可控后備能源的重要性日益凸顯，但當前國際政治經(jīng)濟形勢復(fù)雜多變，受疫情和供應(yīng)鏈中斷的影響，煤炭價格波動大，疊加“能耗雙控”及“雙碳”的目標約束，造成煤化工產(chǎn)業(yè)固定成本高企，煤化工產(chǎn)品缺乏市場競爭優(yōu)勢。我們在調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，轄區(qū)大部分煤化工企業(yè)投資收益率低，運營困難，在進一步投資完善產(chǎn)業(yè)鏈和探索現(xiàn)代煤化工與綠色高端化工部分替代石油化工過程中的壓力較大。同時，現(xiàn)代煤化工被列為“雙高”產(chǎn)業(yè)，因碳排放政策管控嚴格，能耗指標落實困難，存在停建風(fēng)險，已建成項目因能耗超標而限產(chǎn)， 一定程度上影響了煤炭清潔高效利用有序推進。

（三）煤炭分質(zhì)分級梯級利用成效不明顯

煤炭分質(zhì)利用是煤炭清潔高效利用的先進方式，由于目前煤炭分質(zhì)利用全產(chǎn)業(yè)鏈示范項目尚在建設(shè)中，現(xiàn)有裝置的系統(tǒng)優(yōu)化集成不夠，甚至主體裝置與配套工程之間不匹配，難以反映真實的煤炭分質(zhì)利用效果。因此，還必須進一步開展全產(chǎn)業(yè)鏈工業(yè)化示范，通過技術(shù)耦合、上下游一體化驗證煤炭分質(zhì)利用的綜合效果。

（四）企業(yè)持續(xù)提升煤電高效利用水平的積極性不高

近年來，煤電企業(yè)積極落實國家節(jié)能減排升級改造要求，取得了明顯成效。在“雙碳”目標任務(wù)下，煤電企業(yè)嚴控碳排放任務(wù)艱巨，由于受煤炭價格持續(xù)上漲的影響，陜寧青三省（區(qū)）火電企業(yè)全面虧損，上半年虧損額累計分別為12.4億元、18.06億元、2.08億元，煤電企業(yè)發(fā)電積極性不高，持續(xù)投入清潔高效利用的困難增加。

（一）完善煤炭質(zhì)量評價機制和用煤標準

建議完善煤炭質(zhì)量評價機制和管理體系，在煤炭洗選業(yè)發(fā)展方面，不僅要對原煤入選率提出目標要求，也要依據(jù)煤炭的熱值、灰分、含硫量等劃分等級，針對不同用途制定相應(yīng)的使用標準，提出目標要求，限制硫分、灰分含量高的煤炭使用。嚴格落實煤炭質(zhì)量管理標準，推動企業(yè)根據(jù)煤炭用途、設(shè)備性能和技術(shù)要求選擇不同的動力煤產(chǎn)品。

（二）疏導(dǎo)煤炭清潔高效利用企業(yè)經(jīng)營困難問題

建議進一步推進煤電、煤油一體化深度融合，達到利益共享、成本共擔、供需穩(wěn)定、優(yōu)勢互補、一體化發(fā)展目的，進一步提高煤電、煤化工企業(yè)與煤炭企業(yè)中長期合同的簽訂履行率，促進煤、電企業(yè)在電煤供應(yīng)數(shù)量、質(zhì)量、價格、運輸上形成長期穩(wěn)定合作關(guān)系，保持煤炭價格長期穩(wěn)定；建議發(fā)揮宏觀調(diào)控作用，在核準項目時統(tǒng)籌研究，將煤化工產(chǎn)品市場控制在良性發(fā)展的區(qū)間，同時研究合作渠道，拓寬煤化工產(chǎn)品銷路。針對目前煤制油面臨的困境，專門制定煤制油品行業(yè)消費稅，在原油價格低于一定程度時免征消費稅，原油價格回升時可根據(jù)煤制油行業(yè)整體盈利水平制定階梯稅收政策，以提高煤制油行業(yè)的市場適應(yīng)性。

（三）積極推進煤礦智能化建設(shè)

“十四五”期間，以推進煤礦智能化建設(shè)為抓手，建設(shè)一批代表先進生產(chǎn)力的智能化煤礦，提高煤炭生產(chǎn)集約化水平。一是加強煤炭基礎(chǔ)理論研究，開展關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)與示范，推動智能化成套裝備與關(guān)鍵零部件、工業(yè)軟件研發(fā)，健全完善企業(yè)為主體的產(chǎn)學(xué)研用一體化科技創(chuàng)新體制機制，加強煤炭行業(yè)人才隊伍建設(shè)。二是在煤礦工作面智能化開采示范、5G下井、智能化成套設(shè)備研制、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字礦山建設(shè)等技術(shù)支撐下，加快推進智能化煤礦建設(shè)，在設(shè)計、標準、規(guī)范、裝備、人才隊伍建設(shè)等方面，不斷創(chuàng)新理念、模式、技術(shù)和管理等，打造煤炭智能化開采新模式，建成一批智能化煤礦。

（作者單位為國家能源局西北監(jiān)管局）