廈門嘉申能源技術(shù)有限公司（以下簡(jiǎn)稱廈門嘉申公司）利用福建地產(chǎn)劣質(zhì)粉煤資源，制作一種具有空腔結(jié)構(gòu)的圓球狀型煤，經(jīng)過4個(gè)工業(yè)燃煤場(chǎng)合應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了潔凈、節(jié)能的燃燒效果。2001年5月25日，上?？萍记閳?bào)研究所通過國(guó)內(nèi)、國(guó)際聯(lián)機(jī)檢索后出具《查新檢索報(bào)告》，結(jié)論為：“國(guó)內(nèi)外未見和本項(xiàng)目相同的、中間有空腔的圓球型煤”。2003年8月，國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予發(fā)明專利，空腔型煤技術(shù)擁有7項(xiàng)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。2007年8月18日，空腔型煤技術(shù)通過了中國(guó)民營(yíng)科技促進(jìn)會(huì)組織的專家評(píng)審、鑒定。
2007年9月30日至10 月4日，北京大學(xué)中國(guó)地方政府研究院組織國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督總局、商務(wù)部、中央編辦、國(guó)務(wù)院新聞辦等單位的領(lǐng)導(dǎo)和專家，實(shí)地考察調(diào)研了廈門嘉申公司空腔型煤技術(shù)的利用價(jià)值與推廣前景。調(diào)研組的同志在認(rèn)真聽取當(dāng)?shù)仡I(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)、召開專家和企業(yè)家座談會(huì)后認(rèn)為，空腔型煤技術(shù)及其相應(yīng)的成型工藝和設(shè)備屬于首創(chuàng)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外工業(yè)型煤技術(shù)的空白。這項(xiàng)重大技術(shù)創(chuàng)新成果一旦在全國(guó)推廣，對(duì)推動(dòng)節(jié)約發(fā)展、清潔發(fā)展、安全發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展將起到積極的作用。
一、空腔型煤能夠完全替代塊煤，實(shí)現(xiàn)潔凈、節(jié)能燃燒效果，是一種具有高附加值的工業(yè)型煤制品。
煤炭能否作為可持續(xù)發(fā)展的主要能源，取決于潔凈、節(jié)能效果。我國(guó)一直把支持潔凈煤技術(shù)的開發(fā)、應(yīng)用作為一項(xiàng)重大戰(zhàn)略任務(wù)，鼓勵(lì)創(chuàng)新發(fā)展。2006年，空腔型煤技術(shù)獲得福建省和廈門市重點(diǎn)成果轉(zhuǎn)化扶持資金。這項(xiàng)技術(shù)的創(chuàng)新點(diǎn)在于，原料來自價(jià)格低廉的福建地產(chǎn)劣質(zhì)粉煤資源，經(jīng)過高溫高壓成型，結(jié)構(gòu)新穎、燃燒性能優(yōu)越、潔凈節(jié)能效果明顯，徹底解決了傳統(tǒng)實(shí)芯型煤和塊煤燃燒不充分、殘余煤渣核問題。
傳統(tǒng)實(shí)芯型煤和塊煤的熱效利用率，一般在80%至85%左右，燃燒不充分又污染環(huán)境。為提高實(shí)芯型煤和塊煤的燃燒效率，達(dá)到燃盡并消除煤渣核的效果，國(guó)內(nèi)外都嘗試采用在粉煤原料中摻入一些可爆元素的方法，促使燃燒過程中發(fā)生爆碎或開裂。但這種爆裂燃燒的使用場(chǎng)合相當(dāng)有限，而且工藝復(fù)雜、難于掌控。廈門嘉申公司圍繞煤炭燃燒過程必須有科學(xué)合理的通風(fēng)比表關(guān)系這個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)十多年的科研攻關(guān)，終于克服工藝和技術(shù)障礙，在空腔型煤的物理與化學(xué)結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)了重大創(chuàng)新。
2002年8月24日，蘇州鋼鐵廠用0.3噸空腔型煤，在薄扳車間一號(hào)煤氣發(fā)生爐進(jìn)行制氣應(yīng)用實(shí)驗(yàn)； 2005年8月20日至29日，江蘇南天集團(tuán)化肥公司用300噸空腔型煤進(jìn)行化肥生產(chǎn)制氣應(yīng)用實(shí)驗(yàn)； 2006年11月7日，廈門華達(dá)鑫工貿(mào)有限公司用30噸空腔型煤，進(jìn)行替代焦炭的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)；2006年12月28日，大田盛和鑄冶有限公司用30噸空腔型煤，進(jìn)行替代優(yōu)質(zhì)塊煤的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)。
上述4次應(yīng)用實(shí)驗(yàn)的結(jié)論為：1、空腔型煤熱效利用率達(dá)98%以上，節(jié)煤率在18%以上。2、空腔型煤二氧化硫排放濃度降低41％、排放量減少43%，煙塵排放濃度降低40%、排放量減少42%。3、采用福建地產(chǎn)劣質(zhì)粉煤生產(chǎn)的空腔型煤，發(fā)氣量、氣體質(zhì)量與使用優(yōu)質(zhì)塊煤相當(dāng)，從而能夠改變我國(guó)化工生產(chǎn)必須使用優(yōu)質(zhì)塊煤的現(xiàn)狀。江蘇南天集團(tuán)化肥公司300噸空腔型煤應(yīng)用實(shí)驗(yàn)的結(jié)論表明，每噸合成氨可以降低成本90元以上。
盡管應(yīng)用實(shí)驗(yàn)過程中空腔型煤數(shù)量少，有的指標(biāo)只能定性而不能得出定量的比較結(jié)論，但通過這些試驗(yàn)可以判斷，空腔型煤是一種具有高附加值的工業(yè)型煤制品，作為一次能源應(yīng)用時(shí)能使煤炭資源的利用效率幾乎達(dá)到極限；在其轉(zhuǎn)換為二次能源時(shí)則成為一種潔凈的工業(yè)燃燒氣；當(dāng)采用空腔型煤制取工業(yè)煤氣用作化工合成中間體時(shí)，能大幅度降低終端產(chǎn)品成本。國(guó)內(nèi)外各種傳統(tǒng)實(shí)芯型煤或塊煤的燃燒效果，無法與空腔型煤相比。2005年10月，空腔型煤被列為福建省煤炭工業(yè)“十一五”發(fā)展規(guī)劃建設(shè)項(xiàng)目。
福建省煤炭資源少，煤質(zhì)差，四分之三的工業(yè)型煤需要從外省調(diào)進(jìn)?？涨恍兔杭夹g(shù)可以提高福建省煤炭資源利用效率，變廢為寶。據(jù)了解，福建省 “十一五”期間年產(chǎn)煤炭1500萬(wàn)噸，約600萬(wàn)噸劣質(zhì)粉煤資源可供生產(chǎn)空腔型煤，基本能夠滿足全省工業(yè)型煤需求。按建成年產(chǎn)600萬(wàn)噸空腔型煤、保守節(jié)煤率為15%計(jì)算，每年還可節(jié)煤90萬(wàn)噸。以塊煤每噸600元的市場(chǎng)價(jià)格，每年僅節(jié)煤一項(xiàng)所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益為5.4億元。從污染減排、改善大氣環(huán)境分析，能夠減少40%以上的煙塵排放量和二氧化硫排放量，生態(tài)效益十分明顯。
應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)的是，我國(guó)是以煤炭為主的能源生產(chǎn)大國(guó)和消費(fèi)大國(guó)，減少污染排放，是我們向國(guó)際社會(huì)應(yīng)該承擔(dān)的責(zé)任。但我國(guó)工業(yè)型煤制品至今尚無國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，管理難度很大。長(zhǎng)此以往，資源支撐不住，環(huán)境容納不下，社會(huì)承受不起，經(jīng)濟(jì)發(fā)展難以為繼。2005年，陜西省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局和西安市環(huán)保局提出潔凈型煤技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，報(bào)國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局備案，成為省級(jí)型煤技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。但該標(biāo)準(zhǔn)由于產(chǎn)品本身缺陷，不能適應(yīng)工業(yè)型煤實(shí)際使用要求。廈門嘉申公司在研發(fā)實(shí)踐中探索的《空腔型煤企業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，可以為制定工業(yè)型煤的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)提供參考和依據(jù)。
二、空腔型煤符合我國(guó)以煤炭為主體能源的基本國(guó)情，對(duì)于建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)具有戰(zhàn)略意義。
基于國(guó)家能源安全的戰(zhàn)略考慮，我國(guó)將長(zhǎng)期堅(jiān)持能源供應(yīng)基本立足國(guó)內(nèi)的方針，把煤炭作為主體能源。但大量使用煤炭必然會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)全球性的環(huán)境問題，一是由于二氧化硫和氮氧化合物的排放形成酸雨；二是由于二氧化碳的過量排放導(dǎo)致全球變暖，形成溫室效應(yīng)。因此，煤炭作為主體能源的根本出路，就是要把煤炭從一次能源轉(zhuǎn)換為二次能源。而煤氣化技術(shù)利用煤炭轉(zhuǎn)化成含有氫氣和一氧化碳的合成氣，是煤炭轉(zhuǎn)換為二次能源最為先進(jìn)的方式，可以顯著提高燃燒效率，有效減少環(huán)境污染。
就世界范圍來看，煤氣化技術(shù)采用的氣化爐主要分為固定床、流化床和氣流床三種類型。其中，氣流床氣化爐是目前清潔環(huán)保、效率較高的煤氣化類型。但氣流床煤氣化基地投資巨大，作為工業(yè)配套需要用戶相對(duì)集中。不同國(guó)家的資源條件，決定了能源技術(shù)的個(gè)性特點(diǎn)。我國(guó)大量使用的是固定床氣化爐以及工業(yè)型煤燃燒、氣化設(shè)施，在冶金、化肥、有色、機(jī)械、陶瓷、玻璃等工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛用途。
但困擾在于，固定床氣化爐對(duì)燃用塊煤的粒度大小、不同批次煤質(zhì)穩(wěn)定性均有較高要求，如果粒度分級(jí)不均勻、煤質(zhì)性能指標(biāo)不穩(wěn)定，不僅給用戶篩分塊煤燃料帶來操作麻煩，而且直接影響氣化爐的產(chǎn)氣效果和產(chǎn)氣質(zhì)量。空腔型煤是一個(gè)技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)品，用于固定床氣化爐制作工業(yè)煤氣，經(jīng)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)證明是行之有效的。從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮，空腔型煤有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，在國(guó)內(nèi)外工業(yè)型煤市場(chǎng)無同類產(chǎn)品可比，技術(shù)上具有獨(dú)占、壟斷性，符合我國(guó)相當(dāng)長(zhǎng)一個(gè)時(shí)期的基本國(guó)情，應(yīng)當(dāng)從貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀、走新型工業(yè)化道路和國(guó)家能源安全戰(zhàn)略層面給予高度重視。
我國(guó)煤炭產(chǎn)量逐年增長(zhǎng)，但塊煤供應(yīng)日趨緊張，價(jià)格居高不下。塊煤短缺的重要原因，是隨著機(jī)械化程度的提高，煤炭采掘的塊煤率僅為20%。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國(guó)每年積壓粉煤資源總量達(dá)數(shù)億噸。除部分粗放使用外，均未能有效利用。通過空腔型煤技術(shù)進(jìn)行加工成型，對(duì)這些“閑置”粉煤資源充分開發(fā)利用，可以用于燃料型煤（工業(yè)鍋爐、蒸汽機(jī)車、工業(yè)窯爐、鍛造爐、鑄造爐、軋鋼加熱爐）、氣用型煤（化肥造氣型煤、燃料氣造氣型煤）、焦用型煤（包括冷壓、熱壓，供冶煉和鑄造用）、煉焦配用型煤，從而有效緩解塊煤短缺狀況，創(chuàng)造巨大的物質(zhì)財(cái)富，實(shí)現(xiàn)全面、協(xié)調(diào)和可持續(xù)發(fā)展。
需要指出的是，《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006—2020年）》把“工業(yè)節(jié)能”和“煤的清潔高效開發(fā)利用”列為重點(diǎn)領(lǐng)域。其中，在第77項(xiàng)煤炭的高效安全生產(chǎn)、開發(fā)與加工利用中列出了“型煤加工及利用設(shè)備”；在第82項(xiàng)高能耗工業(yè)生產(chǎn)節(jié)能與建筑節(jié)能中列出了“高效燃燒工業(yè)節(jié)能爐窯”。國(guó)家發(fā)改委、科技部、財(cái)政部、環(huán)?？偩值劝瞬块T組織編制的《“十一五”十大重點(diǎn)節(jié)能工程實(shí)施意見》，第一條內(nèi)容就是 “燃煤工業(yè)鍋爐（窯爐）改造工程：更新改造低效工業(yè)鍋爐，建設(shè)區(qū)域鍋爐專用煤集中配送加工中心；淘汰落后工業(yè)窯爐，對(duì)現(xiàn)有工業(yè)窯爐進(jìn)行綜合節(jié)能改造”?？涨恍兔和耆蠂?guó)家產(chǎn)業(yè)政策要求，對(duì)于建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)具有重要的經(jīng)濟(jì)意義和社會(huì)意義。
三、空腔型煤是具有長(zhǎng)期投資價(jià)值的資源與環(huán)境產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目，建議首先在福建試點(diǎn)，然后逐步在沿海煤炭轉(zhuǎn)駁港口擇點(diǎn)推廣。
空腔型煤是一個(gè)潛力大、應(yīng)用面廣的重大技術(shù)創(chuàng)新成果，應(yīng)當(dāng)作為調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)變?cè)鲩L(zhǎng)方式的突破口和重要抓手，積極推動(dòng)以廈門嘉申公司為主體、產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的技術(shù)成果轉(zhuǎn)化。在具體應(yīng)用推廣方面有三個(gè)地區(qū)可以優(yōu)先考慮：（一）具有原煤資源的地區(qū)；（二）沿海煤炭中轉(zhuǎn)駁運(yùn)港口；（三）工業(yè)煤氣發(fā)生爐用戶相對(duì)集中的地區(qū)。從可操作性考慮，應(yīng)當(dāng)首先完善廈門嘉申公司產(chǎn)業(yè)化示范基地，產(chǎn)生規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益并取得經(jīng)驗(yàn)，爭(zhēng)取結(jié)束福建從外省調(diào)進(jìn)工業(yè)型煤的歷史。在此基礎(chǔ)上，可以通過成套生產(chǎn)技術(shù)有償轉(zhuǎn)讓，逐步在沿海煤炭轉(zhuǎn)駁港口擇點(diǎn)推廣。
我國(guó)重要工業(yè)基地主要分布在沿海地區(qū)，塊煤是不可缺少的能源資源，需求缺口很大。但這些地區(qū)所用塊煤、特別是造氣塊煤，大多從山西等地調(diào)運(yùn)并通過沿海港口轉(zhuǎn)駁，才能進(jìn)入終端用煤設(shè)備燃燒或氣化。在這一轉(zhuǎn)駁過程中，有大量塊煤被撞擊變成碎煤、煤屑、煤粉，不得不降價(jià)、降級(jí)處理，不僅造成優(yōu)質(zhì)煤炭資源浪費(fèi)，而且直接導(dǎo)致終端用戶GDP能耗成本增加。這種情況表明，在節(jié)約使用煤炭資源工作中存在著認(rèn)識(shí)不到位，責(zé)任不明確、措施不配套、政策不完善、投入不落實(shí)、協(xié)調(diào)不得力等問題，應(yīng)當(dāng)及時(shí)加以扭轉(zhuǎn)。
空腔型煤技術(shù)實(shí)質(zhì)上是一種塊煤再生技術(shù)，通過集中回收塊煤流轉(zhuǎn)過程中的碎煤、煤屑、煤粉，再加工成可以完全替代塊煤的工業(yè)型煤，既不占國(guó)家煤炭計(jì)劃運(yùn)輸指標(biāo)，所用原料就地取材，屬于煤炭運(yùn)輸流轉(zhuǎn)過程中散失資源的回收開發(fā)利用，又有助于緩解塊煤的需求緊張狀況，實(shí)現(xiàn)塊煤資源的循環(huán)利用。如果能在沿海幾個(gè)主要煤炭轉(zhuǎn)駁港口進(jìn)行散失煤炭回收，可再生利用的塊煤資源相當(dāng)于建一座年產(chǎn)500萬(wàn)噸的中型煤礦，所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益是顯而易見的。
我們建議國(guó)家能源領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室牽頭，組織國(guó)家發(fā)改委、科技部、財(cái)政部、商務(wù)部、環(huán)保總局、知識(shí)產(chǎn)權(quán)局等相關(guān)部門，跟蹤了解廈門嘉申公司空腔型煤技術(shù)的進(jìn)展?fàn)顩r，給予必要的政策和資金扶持，組建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，推動(dòng)技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)化，增強(qiáng)企業(yè)自主創(chuàng)新能力。同時(shí)，我們建議考慮選擇秦皇島、連云港等港口建立國(guó)家煤炭回收儲(chǔ)備基地。沿海港口散失煤炭的回收方式，可以通過當(dāng)?shù)卣雠_(tái)相關(guān)政策進(jìn)行引導(dǎo)，鼓勵(lì)使用塊煤的企業(yè)做好對(duì)碎煤、煤屑、煤粉的收存。煤炭回收儲(chǔ)備基地根據(jù)這些企業(yè)接受的比價(jià)進(jìn)行回收，同時(shí)置換相應(yīng)價(jià)格一定重量、或相應(yīng)重量一定價(jià)格的空腔型煤，不另收取加工費(fèi)。這種置換方式的優(yōu)點(diǎn)是手續(xù)非常簡(jiǎn)便，運(yùn)輸車輛往返不空駛。由于空腔型煤的燃燒效率超過塊煤，企業(yè)在不增加支出的前提下，可以有效降低用煤成本，提高資源利用效率。（北京大學(xué)中國(guó)地方政府研究院院長(zhǎng) 彭真懷）
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