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山西:煤炭大省綠色轉型

時間:[2018-10-09 ] 信息來源:科技日報
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  改革開放40年

  區域力量

  國土面積不到全國的2%,山西保有煤炭資源儲量卻超過全國的20%;

  在全國十六大煉焦煤礦區中,山西擁有五個;

  焦煤、無煙煤等稀缺煤種,山西儲量是全國乃至全球最多的地區之一……

  作為國家布局建設的重要能源工業基地,山西是全國最大的煤炭產地,年產原煤量長期居全國前列,占全國總量的1/4以上,累計產煤160多億噸, 70%以上外輸全國。然而,“一煤獨大”的格局也成山西的痛楚。改革開放年,山西不斷重新認識煤炭,調整資源型經濟結構,打造能源革命排頭兵,煤炭大省正在呈現綠色轉型發展的新態勢。

  污染環境的固廢合成“金品油”

  今年1月1日,潞安集團180萬噸高硫煤清潔利用一體化項目全系統成功試運行,產出合格的第一桶煤基高端合成油。相比以前都是論“噸”賣的山西煤,價格翻了近30倍。

  這種高品質的基礎油是在煤炭液化基礎上合成的,填補了國內技術和產品上的空白。一小瓶300毫升售價兩元多,而成本不到一角錢。其使用的原料是以前棄采的高硫煤、劣質煤。山西埋藏有400多億噸劣質煤,而在過去,這些劣質煤都是污染環境的固廢。

  作為山西省綜改轉型的重大標桿工程,潞安的這一項目集成了國際先進技術,用5年建成了國內唯一的劣質煤轉化產業基地,完成了從1.0版燃料油到2.0版高端精細化學品的產業升級,實現了煤炭的清潔高效利用,生產出高端蠟、無芳溶劑、特種燃料、高檔潤滑油、專屬化學品等五大類49種高端精細化學品。

  潞安集團副總經理劉俊義介紹說,首批出廠的高端煤基合成油,最終將成為化妝品級和食品級原料,并代替進口。這意味著山西煤炭進入了高效清潔轉化利用的新時代,為國家科技創新重大工程作出了成功示范,也是山西打造能源革命排頭兵的一個重要里程碑。

  采煤沉陷區種出致富 “金太陽”

  左云縣鵲兒山鎮青疙瘩村貧困戶武建黨,每月10日都會拿到1000多元的發電收入,他說:“采煤沉陷區上種出‘金太陽’,過去做夢都不敢想。” 只見一塊塊太陽能電池板整齊排列,在陽光的映射下熠熠生輝;一座座模塊化預制艙式變電站矗立在光伏陣列中,通過條條“銀線”將清潔能源輸向遠方。進入店灣鎮地界,“大同市采煤沉陷區國家先進技術光伏示范基地”的牌子醒目地立在路邊。

  大同在上世紀80年代逐漸成為中國重要的能源基地,“黑金”源源不斷地從地下被挖出,左云、南郊、新榮等產煤縣靠煤炭崛起的同時,也形成了1687平方公里的采煤沉陷區。在煤坑上建光伏電站和風電廠,是大同能源經濟轉型的一個創新。截至2017年底,大同市光伏發電、風力發電總裝機容量達到320萬千瓦,占山西省的三分之一強,大同也由此成為國家新能源示范城市。

  大同位于黃土高原北部,植被稀疏,降水稀少,但全年日照超過3000小時,日均超過8小時,是中國光照資源最豐富的地區之一。按照規劃,到2019年大同將建成300萬千瓦的煤坑光電電站。降低煤炭依賴度,大同已經努力多年,轉型帶來的環境效益也已凸顯。山西省環保廳的數據顯示,作為公認的煤都,大同去年和今年第一季度空氣質量位居全省第一。光伏和風電的推廣將進一步減輕煤炭造成的污染,并降低碳排放。

  煤礦隱形殺手變身清潔新能源

  在山西,說起煤層氣,就不能不提到晉城。作為山西煤層氣儲量最大的地市,該市的煤層氣儲量達到6.85萬億立方米,占山西省的70%、全國的25%。目前,山西煤層氣產量接近全國的90%,晉煤集團寺河120兆瓦瓦斯發電廠是世界最大的瓦斯發電廠。晉煤集團運行瓦斯電廠有5個,總裝機容量199兆瓦。在建和擬建的分布式瓦斯發電項目共有10個,總裝機容量達到107兆瓦。

  去年11月,從山西省沁南煤層氣基地傳來消息,經過3年努力,該基地成功研制出了“深煤層叢式水平井煤層氣開發成套技術”,解決了“埋深高、儲層壓力高、地應力高、滲透率低”地質條件下煤層氣產氣量低、開發風險高的難題,實現了深部煤層日均單井穩產煤層氣1.5萬立方米,達到國際領先水平。

  山西省委省政府提出,加快把煤層氣產業打造成山西多元產業體系的支柱產業,為建設資源型經濟轉型發展示范區、爭當全國能源革命排頭兵作出新貢獻。

  就在前不久,山西省榆社—武鄉發現超大型氣田,煤層氣、頁巖氣資源量達5455.51億立方米,具備建設大型煤層氣產業基地的資源條件,山西打造煤層氣支柱產業有了堅實的資源基礎。

  煤基低碳科技重大專項結碩果

  氣化爐是煤炭氣化的核心裝備,也是煤炭清潔高效利用的第一道技術門檻。但多年來由于技術限制,我國許多化工企業不得不花費巨資引進國外的氣化技術和裝置。山西陽煤化工機械公司從2002年起與清華大學研發團隊攜手,先后開發了一代、二代和三代氣化爐工藝技術,不僅打破了國外大公司技術壟斷,還實現了兩個全球第一。為我國企業節省技術轉讓費十多億元的同時,也為劣質煤清潔利用找到了新路徑,而且通過使用三代汽化爐,每臺爐子每年可為用戶節約3000多萬元的運行成本。

  從第一代到第四代,代代升級的“晉華爐”,見證了清華大學與山西院企科研開發合作的成功路徑。

  山西煤炭占全國資源儲量的22.6%,而其中高硫、高灰、高灰熔點特性的“三高”劣質煤占到全省煤炭資源總量的30%以上。如何充分利用“三高”煤,如何最大限度減少污染排放,推動黑色煤炭綠色發展、高碳資源低碳發展,不僅是山西的課題,也是我國煤炭產業的課題。

  無論在煤電行業還是煤化工行業,煤的氣化是第一道工序,也是實現黑色煤炭綠色發展的煤炭革命最核心的技術。山西省科技廳于2014年起將這一項目列入省科技重大專項。

  2014年起山西省科技廳開始啟動實施煤基低碳科技重大專項,主要涵蓋煤層氣、煤化工、煤焦化、煤電、煤機裝備、煤基新材料和富碳農業7個領域,共立項支持80個項目。目前,這批項目已申請專利265 項,其中申請發明專利129項,獲得專利授權40項。

  從“一煤獨大”到“多柱承天”,從資源依賴到創新驅動,把荒山禿嶺變成綠色寶藏……山西正朝著這一經濟社會發展的階段性目標努力。

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