來源：中國能源報

12月19日，國家能源集團寧煤煤制油項目今年累計產出油化品405萬噸，標志著這個全球單套規(guī)模最大煤制油項目，自建成投產5年以來首次實現(xiàn)達產，為煤炭清潔高效利用再添樣本。

寧煤煤制油項目為400萬噸/年煤炭間接液化項目，2016年12月產出合格油品，我國由此成為世界上少數掌握直接、間接兩種煤制油工藝的國家。5年來，項目累計開展4輪次、559項關鍵技改，對氣化的關鍵路徑和環(huán)節(jié)進行5000多次革新，持續(xù)攻克影響安全穩(wěn)定清潔運行的“卡脖子”技術，累計投入環(huán)保資金70億元，有效解決大氣、污水和固廢排放難題。在“穩(wěn)起來”的基礎上，項目正在朝著低碳化、清潔化、高端化的方向“優(yōu)起來”。

中央經濟工作會議強調，要立足以煤為主的基本國情，抓好煤炭清潔高效利用；推動煤炭和新能源優(yōu)化組合。以煤制油為代表，煤炭行業(yè)正積極展開探索。

清潔高效利用已具備基礎

“煤炭的使用歷史悠久，產業(yè)鏈完善、技術成熟，在保障電力供給、穩(wěn)定產業(yè)鏈供給等方面具有重要作用，是維護我國能源安全的最可靠資源。實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標不能冒進，必須用好化石資源特別是煤炭資源，堅持走煤炭清潔高效利用的道路，發(fā)揮好煤炭支撐經濟社會發(fā)展、保障能源安全的壓艙石、穩(wěn)定器作用。傳統(tǒng)能源逐步退出要建立在新能源安全可靠的替代基礎上。”在中國工程院院士劉中民看來，中央經濟工作會議的相關要求，將會有效遏制個別地方簡單“一刀切”限制煤炭的不當做法，釋放了穩(wěn)步、有序利用煤炭的積極信號。

中國礦業(yè)大學低碳能源研究院院長桑樹勛認為，實現(xiàn)煤炭清潔高效利用，本身就是低碳發(fā)展的組成部分。“低碳化不代表不用煤了，而是通過低碳化技術創(chuàng)新實現(xiàn)用煤少排碳、不排碳，加快煤炭由燃料向原料轉變。以新型煤化工和煤基碳材料為代表的碳科學技術快速發(fā)展，將成為煤炭清潔高效利用的主要動力。”

事實上，煤炭清潔高效利用在我國有深厚基礎。以化工用煤為例，中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會會長李壽生介紹，我國現(xiàn)代煤化工產業(yè)已形成相當大的規(guī)模，煤制油、煤制烯烴、煤制乙二醇等主要產品，均已實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產，示范裝置可做到長周期穩(wěn)定運行。“現(xiàn)代煤化工項目大多為近幾年新建的項目，在技術路線選擇、設備選型、安全設施配套、工程建設等方面起點較高，具備安全、環(huán)保生產的硬件基礎，取得了一批世界級科技成果。與燃燒發(fā)電相比，煤化工排放的二氧化碳濃度高、易回收、成本低，其中70%可實現(xiàn)回收，用于碳捕集、利用與封存及其他工業(yè)領域。”

煤炭和新能源互補性明顯

早期的清潔高效利用方式多為煤炭行業(yè)的“單打獨斗”，如今的方式則正在走向“與新能源組合優(yōu)化”。

寧煤煤制油項目相關負責人表示，將繼續(xù)提升項目清潔低碳運行水平，探索新能源制氫與煤制油化工產業(yè)耦合發(fā)展。

寧夏寶豐集團以煤制烯烴為主業(yè)，目前也正在打造太陽能電解水制氫綜合示范項目，由此生產綠氫、綠氧直供化工裝置，分別替代以煤炭作為原料、燃料生產的高端化工產品。該集團相關人士告訴記者，煤制烯烴排碳的主要原因是，煤的碳含量高、氫含量低，烯烴的氫含量高、碳含量低，因此需要用煤和水制取氫氣，其過程排放二氧化碳。“用新能源電解水制氫替代煤制氫的技術路線已經打通，只要有足夠的綠氫，碳排放問題可以基本消除。”

中國科學院大連化學物理研究所專家靳國忠證實，煤炭作為高碳能源，利用過程排放二氧化碳，在原理上不可避免。僅依靠行業(yè)自身的技術進步和效率提升，實現(xiàn)清潔低碳仍面臨挑戰(zhàn)。“通過跨領域多能融合技術，打破能源領域行業(yè)壁壘，與新能源互補耦合，既能解決煤炭清潔高效利用的難題，還能促進非化石能源規(guī)?；?。以60萬噸/年煤制烯烴項目估算，當補入足夠的綠氫和綠氧后，每噸產品的煤耗、碳排放大約分別下降48.8%和70.6%，二者結合的經濟、生態(tài)效益顯著。”

“實踐證明，在能源替代過程中，‘化石能源+碳捕集、利用、封存’與‘新能源+儲能’不是非此即彼的簡單競爭關系。當前，煤炭與新能源具有良好的互補性，可充分利用燃煤發(fā)電為新能源消納提供調峰和匹配支持，也可依托煤炭礦區(qū)和煤炭基地大力開發(fā)利用新能源，并在燃燒、能源轉化等方面形成耦合，讓煤炭在清潔高效利用的同時減少碳排放。”桑樹勛稱。

強化科技創(chuàng)新是當務之急

有了新能源的加入，煤炭如何進一步做好清潔化、低碳化？

“總體來說，就是要突出煤的原料屬性，逐步弱化煤的燃料屬性。需要以前瞻性和變革性技術為引領，超越能源領域限制，促進各能源種類以及產業(yè)之間的多能融合，提升煤的清潔高效利用水平，高效率實現(xiàn)二氧化碳轉化利用。”靳國忠表示，還需著力解決依靠單個領域科技發(fā)展難以突破的跨系統(tǒng)問題，將煤炭清潔高效利用放到“雙碳”背景下統(tǒng)籌考慮。

李壽生也稱，應努力打破目前各行業(yè)按技術和工藝相互隔離的傳統(tǒng)發(fā)展方式，積極探索以資源綜合利用為紐帶、不同行業(yè)耦合發(fā)展的新模式。“要利用現(xiàn)代煤化工基地的可再生能源優(yōu)勢，如風能、太陽能等制取綠氫，部分替代煤制灰氫。在現(xiàn)代煤化工項目中，燃煤工業(yè)鍋爐、電站鍋爐、火炬等公用工程需要的電能和熱能，與可再生能源相結合，可以減少燃料煤的使用，因此應充分發(fā)揮煤炭的原料價值。”

李壽生提醒，產業(yè)鏈過短、高端產品比率較低，作為行業(yè)長期面臨的突出矛盾，同樣不可忽視。“不解決同質化問題，勢必造成產能過剩、無序競爭的被動局面。主要原因是科技創(chuàng)新未能跟上產業(yè)發(fā)展需要。雖然目前新技術研發(fā)活躍，但大多處于實驗室或中試階段，還需進行工業(yè)化示范驗證，特別是二氧化碳資源化利用技術亟待開發(fā)。強化科技創(chuàng)新，突破制約綠色低碳發(fā)展的關鍵核心技術，提高煤炭資源的綜合利用效能，推進產品高端化、多元化、低碳化是當務之急。”