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煤炭產(chǎn)業(yè)可實(shí)現(xiàn)"超低排放"
關(guān)鍵詞： 超低排放 特種燃料 低碳 煤炭開發(fā) 煤炭開采
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神華集團(tuán)作為承擔(dān)發(fā)展煤基清潔能源責(zé)任的國有重要骨干企業(yè)，在過去的幾年間，圍繞煤基清潔能源的發(fā)展，開展了一系列的探索，特別是在現(xiàn)代煤化工方面走在世界前列。
神華集團(tuán)十多年的煤基清潔能源發(fā)展探索和研究表明，煤基清潔系統(tǒng)的“超低排放”是可以實(shí)現(xiàn)的。
“超低排放”的煤基能源系統(tǒng)包括：一、產(chǎn)品多元化。生產(chǎn)滿足市場需求的電、天然氣、熱，污染物含量超低的液體燃料油，航空和軍用特種燃料，化工品等清潔能源和工業(yè)原料，把能源和化工這兩個(gè)行業(yè)融合到一起。二、系統(tǒng)集成。在整個(gè)能源體系里，通過煤的轉(zhuǎn)化和新能源的轉(zhuǎn)化，與新型的煤基產(chǎn)品結(jié)合在一起，生產(chǎn)不同的能源產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)多種工藝的融合和集成。三 、 超 低 排 放 。 污 染 物 的 超 低 排放，是指降低一個(gè)數(shù)量級(jí)以上的排放 。 在 生 產(chǎn) 工 藝 過 程 中 ， 實(shí) 現(xiàn) 煙塵、二氧化硫、氮氧化物、汞等多種污染物的聯(lián)合脫除。將二氧化碳在化工裝置里高濃度提取，用于驅(qū)油、驅(qū)氣或者C C S，有效地減排二氧化碳。二氧化碳能否做到全部處理，完全取決于成本。四、資源價(jià)值。煤炭除了本身的能源和化工價(jià)值以外，還有很多的伴生資源，特別是煤當(dāng)中鋁、鉀、鍺、鈾、硫等資源的綜合應(yīng)用，不僅能夠提高煤炭伴生資源的附加值，同時(shí)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)。五、整體效率和效應(yīng)最大化。通過整體優(yōu)化，提高煤基清潔能源的轉(zhuǎn)化效率，降低各種產(chǎn)品的成 本 ， 提 高 系 統(tǒng) 的 經(jīng) 濟(jì) 和 社 會(huì) 效益。如果實(shí)現(xiàn)全部聯(lián)產(chǎn)，系統(tǒng)效率可以達(dá)到50%以上，同時(shí)實(shí)現(xiàn)煤基高附加值能源和化工品的聯(lián)產(chǎn)，使得整個(gè)系統(tǒng)的整體效益始終處于較高的水平。
要實(shí)現(xiàn)“超低排放”目標(biāo)需要攻克一系列重點(diǎn)技術(shù)，建立核心技術(shù)的創(chuàng)新平臺(tái)。神華集團(tuán)提出在開發(fā)領(lǐng)域建立8個(gè)技術(shù)平臺(tái)，在轉(zhuǎn)化和利用領(lǐng)域建設(shè)7個(gè)技術(shù)平臺(tái)。其結(jié)果是，煤炭開發(fā)外排水資源量，從75%降到15%，重大災(zāi)害預(yù)警時(shí)間降至5個(gè)小時(shí)以內(nèi)，90%以上的硫回收，脫硫效率達(dá)到96%以上，脫硝效率達(dá)到80%以上，脫汞效率在70%-90%之間。煤和天然氣轉(zhuǎn)化的效率不小于65%，水耗降低60%以上，一氧化碳轉(zhuǎn)化率在85%到95%之間等。
通過實(shí)現(xiàn)以上技術(shù)指標(biāo)，節(jié)約和保護(hù)水資源4000億噸。到2050年，實(shí)現(xiàn)減少二氧化碳排放440億噸，節(jié)約煤炭220億噸，節(jié)煤效率達(dá)到10%，減少污染物排放，其中硫化物4 .4億噸，氮氧化物1 .6億噸。煤炭的綜合轉(zhuǎn)化效率在原基礎(chǔ)上提高10%，煙塵、二氧化硫、氮氧化物、重金屬等污染物減少90%。
神華集團(tuán)希望通過在鄂爾多斯和呼倫貝爾兩個(gè)主產(chǎn)煤區(qū)建設(shè)三個(gè)示范工程，打造“超低排放”的煤基能源系統(tǒng)。在2020年前，完成煤制特種燃料，褐煤分級(jí)轉(zhuǎn)化等重點(diǎn)技術(shù)研發(fā)和示范，建立鄂爾多斯、呼倫貝爾等一批煤基清潔能源系統(tǒng)示范基地。到2030年前，基本形成“超低排放”的能源技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)煤炭高效、清潔低碳利用。在鄂爾多斯示范區(qū)，將有2000萬噸煤炭進(jìn)行轉(zhuǎn)化，生產(chǎn)一系列的能源產(chǎn)品和化工品以及石油替代品。其中，裝置的規(guī)模均為工業(yè)化規(guī)模和商業(yè)化規(guī)模，建成以后能夠推廣。
另外，生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)物料平衡。經(jīng)過工廠加工以后的物料例如煤生產(chǎn)油品、天然氣、電力等，實(shí)現(xiàn)“超低排放”，能源效率能夠達(dá)到59 .6%。在神華準(zhǔn)能礦區(qū)蘊(yùn)藏著世界獨(dú)有的高含氧化鋁的煤炭資源。其煤灰里氧化鋁的含量高達(dá)48%，神華集團(tuán)正在研究建設(shè)合適的能源體系，將高鋁附加的粉煤灰充分利用，提取氧化鋁、鉀以及氧化硅。
呼倫貝爾地區(qū)是我們國家最大的褐煤礦區(qū)，儲(chǔ)量超過兩百億噸，水資源也比較豐富，在此區(qū)域如何把褐煤充分利用極為重要。神華集團(tuán)將在該地區(qū)建設(shè)一個(gè)集煤炭開發(fā)、利用、轉(zhuǎn)化為一體的綜合能源基地，生產(chǎn)低碳混合醇，煤制烯烴，褐煤提質(zhì)，同時(shí)建設(shè)一個(gè)IG CC電站。
未來，神華集團(tuán)將基于已有的清潔能源技術(shù)及產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目，進(jìn)一步整合、優(yōu)化和創(chuàng)新低碳技術(shù)，探索以煤炭開采、先進(jìn)電力、清潔高效煤 化 工 為 三 條 技 術(shù) 主 線 ， 突 出 安全、生態(tài)、低碳和高效的四大核心理念，通過5-10年的努力，解決煤炭可持續(xù)發(fā)展的重大瓶頸問題、突破關(guān)鍵共性技術(shù)，培育核心自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，開拓中國煤炭工業(yè)可持續(xù)發(fā)展之路。
(作者系中國工程院院士、神華集團(tuán)公司總經(jīng)理)