煤炭是我國能源安全的“壓艙石”，年消費量占國內(nèi)能源消費總量的56%左右。作為重要的傳統(tǒng)能源產(chǎn)業(yè)，煤炭工業(yè)有力支撐了經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展，卻也一度給人們留下了粗放、高污染的印象。

近年來，煤炭工業(yè)深入推進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，大力推進(jìn)清潔高效利用，發(fā)生了不少可喜的新變化。
 

國家能源準(zhǔn)能集團(tuán)無人礦用卡車多編組運(yùn)行

高端化

跳出傳統(tǒng)發(fā)展模式，開發(fā)高附加值、精細(xì)化、差異化產(chǎn)品

在實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)背景下，煤炭將從現(xiàn)階段我國的主體能源，逐漸轉(zhuǎn)為支撐性能源，繼而向應(yīng)急保障和調(diào)峰能源轉(zhuǎn)變?？撮L遠(yuǎn)，煤炭業(yè)如何跳出“挖煤—賣煤”的傳統(tǒng)路子，打造新的增長點？

在國家能源準(zhǔn)能集團(tuán)研發(fā)中心，工作人員向記者展示了一種黏稠的黑色液體。這是企業(yè)的最新研究成果——煤基納米碳?xì)淙剂?，由煤、水和少量添加劑，?jīng)過納米化工藝制成的一種新型特種燃料。

“這種燃料點火溫度低，且可以維持自主穩(wěn)定燃燒，能夠大幅降低火電廠發(fā)電煤耗。”國家能源準(zhǔn)能集團(tuán)有關(guān)負(fù)責(zé)人說，不只是火力發(fā)電領(lǐng)域，煤基納米碳?xì)淙剂线€可以應(yīng)用于炸藥、燃油替代、煤化工氣化等多個領(lǐng)域。以煤化工氣化為例，通常煤漿濃度每提高1個百分點，合成氣產(chǎn)率可提高0.5個百分點。傳統(tǒng)水煤漿濃度一般為60%左右，進(jìn)一步提升濃度的成本很高，而煤基納米碳?xì)淙剂铣蓾{濃度可接近70%。

“一家煤化工企業(yè)試用后，產(chǎn)出的合成氣增加，每年能新增2億元左右的收益。”該負(fù)責(zé)人介紹，以煤基納米碳?xì)淙剂咸娲剂厦禾?，?zhǔn)能集團(tuán)正打造“煤—電—粉煤灰—綠色電解鋁—高端鋁產(chǎn)品、稀有金屬—白泥綜合利用產(chǎn)品”的產(chǎn)業(yè)鏈，將煤炭“吃干榨凈”。初步估算，這條產(chǎn)業(yè)鏈的經(jīng)濟(jì)效益將是原煤價值的18倍，還能為解決我國鋁土礦資源不足等問題提供新的路徑。

中國煤炭工業(yè)協(xié)會新聞發(fā)言人張宏認(rèn)為，煤炭在能源屬性達(dá)到峰值之后，工業(yè)原料屬性會越來越突出。應(yīng)提高煤炭作為原料的綜合利用效能，開發(fā)高附加值、精細(xì)化、差異化產(chǎn)品，推動煤化工產(chǎn)業(yè)高端化、多元化、低碳化發(fā)展。

對于煤炭推動高端化發(fā)展帶來的效益，山東能源兗礦魯南化工董事長張嶺感觸頗深：“這兩年，針對下游客戶對醋酸脫碘的指標(biāo)需求，我們持續(xù)開展技術(shù)攻關(guān)。品質(zhì)提升了，產(chǎn)品‘身價’上漲，預(yù)計今年僅精脫碘醋酸這一項的銷售，就能增加效益1000多萬元。”

眼下，魯南化工加緊沖刺己內(nèi)酰胺產(chǎn)業(yè)鏈配套節(jié)能減碳一體化項目的投產(chǎn)目標(biāo)。“己內(nèi)酰胺是重要的有機(jī)化工原料，可加工成尼龍6，廣泛應(yīng)用于汽車、電子電器、包裝等領(lǐng)域，在汽車領(lǐng)域可以用于制造輕量化零部件，提高燃油效率。”張嶺說，項目建成后將實現(xiàn)更多低階原料煤的提級利用，二氧化碳排放量可降低約10%。

據(jù)不完全統(tǒng)計，2022年，我國煤制油、煤制氣、煤（甲醇）制烯烴、煤制乙二醇產(chǎn)能分別達(dá)到931萬噸、61.25億立方米、1672萬噸、1155萬噸，煤炭作為化工原料的綜合利用效能持續(xù)提高，為保障產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈穩(wěn)定作出積極貢獻(xiàn)。

“‘十四五’及今后較長時期，煤炭工業(yè)改革發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。煤炭在一次能源消費結(jié)構(gòu)中的比重還將持續(xù)下降，倒逼煤炭行業(yè)必須轉(zhuǎn)變長期以來依靠產(chǎn)量增加、規(guī)模擴(kuò)張、價格上漲的發(fā)展方式，著力推動轉(zhuǎn)型升級，提升發(fā)展質(zhì)量。”中國煤炭工業(yè)協(xié)會會長梁嘉琨認(rèn)為，未來，煤炭行業(yè)還將繼續(xù)加快向生產(chǎn)智能化、管理信息化、產(chǎn)業(yè)分工專業(yè)化、煤炭利用潔凈化轉(zhuǎn)變。

智能化

全國煤礦智能化建設(shè)總投資規(guī)模已超1500億元，助力保安全、提效率

內(nèi)蒙古鄂爾多斯，梯田般盤繞的露天礦坑里，載重330噸的無人礦用卡車裝上電鏟剝離的礦土，前往2.5公里外的卸載區(qū)排棄，整個“采、運(yùn)、排”過程精準(zhǔn)順暢。

“露天煤礦的礦卡車型大、盲區(qū)多，尤其是夜間或者天氣差時，司機(jī)作業(yè)安全隱患大。這些無人礦卡采用激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、數(shù)字孿生等新技術(shù)，能夠自主規(guī)劃路徑、精準(zhǔn)?？啃遁d，駕駛速度也和司機(jī)駕駛差不多。”國家能源準(zhǔn)能集團(tuán)黑岱溝露天煤礦智能化建設(shè)管理中心經(jīng)理郭培說。

輸入煤巖、臺階參數(shù)等信息，智能穿爆系統(tǒng)可將布孔精度提升到5厘米以內(nèi)；高臺階雷達(dá)監(jiān)測系統(tǒng)，能夠快速識別潛在危險區(qū)域，預(yù)警時效由24小時縮短至2小時，每年可多采收煤炭超過10萬噸……智能科技賦能，黑岱溝露天煤礦的生產(chǎn)管理更加智慧高效。

百米井下，煤炭生產(chǎn)同樣智能。在山東能源棗礦集團(tuán)付村煤業(yè)公司，工作人員在電腦上輕點啟動鍵，智能采煤機(jī)緩緩向前，液壓支架自動跟機(jī)支護(hù)，烏黑的煤炭落入刮板運(yùn)輸機(jī)向外運(yùn)出。

“井下單個工作面從18人減少到7人，單產(chǎn)水平提高了46%左右。”付村煤業(yè)公司副經(jīng)理侯曉松介紹，礦井還安裝了智能噴霧系統(tǒng)，可實現(xiàn)煤流識別噴霧和粉塵超限噴霧，改善作業(yè)環(huán)境。

煤炭行業(yè)屬于高危行業(yè)，生產(chǎn)過程常常伴隨水害、火災(zāi)、瓦斯、沖擊地壓、粉塵等災(zāi)害隱患。推進(jìn)煤礦智能化建設(shè)，可以減少高危崗位，助力減人員、保安全、提效率。國家能源局煤炭司有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，截至2022年底，國家能源集團(tuán)、中煤集團(tuán)、山東能源集團(tuán)等7家重點煤炭企業(yè)已建成智能化產(chǎn)能13.93億噸/年，占其總產(chǎn)能的74.7%。

智能化建設(shè)也撬動了相關(guān)產(chǎn)業(yè)升級。截至今年5月，全國累計建成1043個智能化采煤工作面、1277個智能化掘進(jìn)工作面。據(jù)初步統(tǒng)計，全國煤礦智能化建設(shè)總投資規(guī)模已超1500億元，帶動了礦山物聯(lián)網(wǎng)、煤機(jī)裝備制造、智能控制系統(tǒng)等產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。

“規(guī)模大、場景多，是我國煤炭行業(yè)智能化建設(shè)的優(yōu)勢，但也帶來了挑戰(zhàn)。”山東能源集團(tuán)董事長李偉認(rèn)為，不同地區(qū)、不同企業(yè)的煤礦生產(chǎn)條件差異較大，采掘、運(yùn)輸、洗選等場景復(fù)雜多樣，智能化應(yīng)用成本高、復(fù)制難度大，“下一步，應(yīng)加快煤礦智能化標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，打通煤炭、煤機(jī)、軟件等企業(yè)之間的數(shù)據(jù)壁壘，沉淀數(shù)據(jù)、推進(jìn)共享。”

綠色化

加快綠色低碳技術(shù)攻關(guān)，推動資源循環(huán)利用

采訪中，不少專家和企業(yè)表示，煤炭等化石能源短期內(nèi)仍是主體能源，推動煤炭產(chǎn)業(yè)綠色低碳發(fā)展、與新能源優(yōu)化組合，是統(tǒng)籌減污降碳和安全保供的現(xiàn)實選擇。

江蘇徐州，驅(qū)車前往徐礦集團(tuán)華美熱電公司的途中，藍(lán)天白云、滿目翠綠。這個曾經(jīng)因煤而興、也因煤而困的城市，從“一城煤灰半城土”到“一城青山半城湖”，走出了一條轉(zhuǎn)型新路。

華美熱電公司廠區(qū)內(nèi)，兩臺循環(huán)流化床發(fā)電機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行，地面、池塘、屋頂?shù)忍帲?.3萬塊光伏板整齊排列，部分光伏板下還種上了花生、紅薯等作物。

華美熱電公司副總經(jīng)理、總工程師盧官發(fā)告訴記者，今年以來，電廠加快實施機(jī)組節(jié)能降耗、供熱升級等技術(shù)改造，各項參數(shù)均優(yōu)于超低排放標(biāo)準(zhǔn)。上半年二期光伏項目建成后，每年可發(fā)電約860萬千瓦時，相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)煤約2720噸，電廠自發(fā)自用外多余的綠電，可以供附近的淮海大數(shù)據(jù)中心使用。

“生態(tài)優(yōu)先、綠色低碳，是推動煤炭產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的必然選擇。”在徐礦集團(tuán)董事長馮興振看來，今后5年是企業(yè)綠色轉(zhuǎn)型的躍升期，“生產(chǎn)方式上，將堅持‘是礦不像礦、產(chǎn)煤不見煤、采煤不用煤’的思路，大力推廣清潔化生產(chǎn)技術(shù)、裝備、工藝，實現(xiàn)煤炭清潔開采與高效利用。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)上，要從‘一煤獨大’向‘多能互補(bǔ)’轉(zhuǎn)變，積極建設(shè)光伏等新能源項目。”

推動資源循環(huán)利用、價值循環(huán)提升，是煤炭行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型的另一個主攻方向。在國家能源準(zhǔn)能集團(tuán)，近10萬畝復(fù)墾土地資源被打造為工業(yè)旅游景區(qū)；在山東能源棗礦集團(tuán)高莊煤業(yè)公司，煤矸石用于筑路、制磚等，尾煤泥截粗改造提高中煤產(chǎn)率；在徐礦集團(tuán)張雙樓煤礦，礦井涌水作為井下防塵水使用……

中國煤炭工業(yè)協(xié)會發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示：10年來，全國礦井水綜合利用率由62%提高到79.3%，土地復(fù)墾率由42%提高到57.8%，煤矸石及低熱值煤綜合利用發(fā)電裝機(jī)由2950萬千瓦提升到4300萬千瓦，實現(xiàn)超低排放的煤電機(jī)組裝機(jī)超過10.5億千瓦，占比達(dá)到94%左右。

針對煤炭固有的高碳特征，一些煤企在二氧化碳捕集利用封存（CCUS）技術(shù)上積極創(chuàng)新。今年6月，亞洲最大火電CCUS項目在國家能源集團(tuán)江蘇泰州電廠建成投產(chǎn)，二氧化碳捕集率大于90%，捕集電耗較傳統(tǒng)工藝降低約10%。“項目自主研發(fā)了新一代高容量、低能耗、長壽命吸收劑，開發(fā)了焊接制造、食品級干冰、機(jī)械清洗等用戶，將實現(xiàn)捕集二氧化碳的100%消納利用。”江蘇泰州電廠副總經(jīng)理劉建東介紹。

將“烏金”煉成“綠金”，并非一蹴而就。梁嘉琨表示，下一階段，要盡快突破煤炭行業(yè)綠色低碳發(fā)展的基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)一步完善碳核算、碳減排體系。同時，持續(xù)探索煤炭綠色低碳的生產(chǎn)開發(fā)模式，探索煤炭等傳統(tǒng)能源與新能源協(xié)同組合發(fā)展的動力機(jī)制。