从“黑”走向“绿”，旧煤新用叩开绿色低碳大门

本文转自：工人日报

煤炭正由单一燃料向原料、材料和终端产品转变，从“一般加工”向“高端制造”转变

从“黑”走向“绿”，旧煤新用叩开绿色低碳大门

本报记者 刘建林 李彦斌

《工人日报》（2024年01月02日 06版）

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煤是最古老的化石燃料之一。如今，通过推进煤炭产业和降碳技术一体化发展步伐，提高煤炭作为化工原料的综合利用效能，煤炭可以生成氢气、甲醇、聚乙烯，最终再变成塑料、纺织品等，进入各行各业、千家万户。

“过去对焦炉尾气的处理是‘一烧了之’，现在从焦炉尾气中提炼氢气，不仅减少了二氧化碳排放，还能产生大量廉价氢气。”在山西孝义市鹏湾氢港氢能产业园，高纯氢制氢工厂负责人常成告诉记者，焦炉煤气经过脱碳处理可以产出纯度达99.9％的氢气，再进入这套高纯氢装置，可制备出一种纯度达到“6个9”的高纯氢气（999.999‰），且生产成本不高。

“园区内不仅有焦炉煤气制氢工厂，还有正在建设的电解水制氢项目，主要是利用光伏发电、干熄焦余热发电来电解制氢厂产生的脱盐水从而生产氢气。建成以后，不仅可以实现灰氢和绿氢齐头并进的目标，还能实现整个工厂的零排放。”常成介绍说，其实，“4个9”的氢气已经完全可以满足氢燃料电池的需求，而“6个9”则意味着打开了半导体、硅晶片、光导纤维等高科技行业的应用场景。

这是山西鹏飞集团依托传统能源所形成的产业基础，进军氢能源产业的一个缩影，也是煤焦企业积极响应“双碳”战略，推动煤炭由燃料向原料、材料、终端产品转变的生动写照。

肩负国家能源安全保障和能源革命综合改革的双重使命，山西多家企业正通过加快煤炭绿色开采步伐、抢抓煤基能源低碳化新赛道、重点建设“风光水火储”多能互补的综合能源基地，努力让煤基能源迈过降碳这道坎，从而实现从“黑”到“绿”的历史性跨越。

用绿色理念开采黑色煤炭

在晋能控股集团寺河矿，一座座抽气“磕头机”正在煤田上缓缓运行。

作为全国首家千万吨级高瓦斯矿井，寺河矿已连续15年单井瓦斯抽采量稳居全国第一，每年井下抽采的煤矿瓦斯量达8亿立方米，可用来发电、充当生活燃料，实现了“采煤不用煤”，相当于每年减排二氧化碳1200万吨。

瓦斯是煤层气的俗称，以甲烷为主要成分，过去往往直接排放到空气当中，现在与煤共采，不仅减少了温室气体排放，还补充了绿色气体能源，可谓一举多得。据悉，山西省煤层气地质储量7600亿立方米，去年产量96.1亿立方米，约占全国的83.2%。

以科技支撑煤层气开发产业化的同时，山西还不断加快煤矿智能化建设，已建成46座智能化煤矿、1161个智能化采掘工作面，煤炭先进产能占比达80%。另外，积极开展矸石返井、充填开采、保水开采、煤与瓦斯共采和无煤柱开采等绿色开采技术试点示范，为推动传统煤炭开采方式变革积累了丰富的经验。

“煤矿井下有大量的采空区和废弃巷道可用于封存二氧化碳。电厂高碱粉煤灰通过固液气耦合反应装置，捕集电厂烟气二氧化碳，输送至煤矿采空区，实现粉煤灰固化二氧化碳、粉煤灰注浆防灭火、充填采空区减沉。”在2023年太原能源低碳发展论坛上，中国工程院院士、中国煤炭科工集团有限公司首席科学家康红普如是说。

低碳用煤，把“乌金”变“绿金”

微藻是一种古老的绿色生命体，它是地球演化过程中氧气的重要缔造者，也是一种富含维生素、蛋白质等营养成分的保健食品。谁又能想到，如今的微藻养殖与煤焦产业紧密相关。

在山西省介休市安泰工业园区内，一家焦化企业用焦炉尾气饲养微藻，已处于试生产阶段，达产达效后可年产藻粉130吨，减排二氧化碳约1000吨。

在山西瑞光热电有限责任公司，通过物理吸附碳捕集工艺，可获得纯度约99.9%的工业级液体二氧化碳和99.96%的食品级液体二氧化碳，已应用于饮料、烟草、食品冷藏保鲜等行业。

通过推进煤炭产业和降碳技术一体化发展步伐，当地正着力提高煤炭作为化工原料的综合利用效能，以高端化、多元化、低碳化为方向，强化技术攻关和产业应用，推动煤炭由燃料向原料、材料、终端产品等低碳利用方式转变，产品由“一般加工”向“高端制造”转变，不断打开煤炭清洁高效利用新空间。

煤是最古老的化石燃料之一。现在的煤炭经过化学加工，可以生成氢气、甲醇、聚乙烯，最终再变成塑料、纺织品等，进入各行各业、千家万户。

在山西潞安煤基清洁能源有限责任公司，井下长期废弃的“臭煤”高硫煤，如今成为生产五大类数十种高端精细化学品的原料，开创了以煤基化工原料生产高品质合成纤维的先河。

“减煤可以降碳，但降碳不一定要去煤。”中国工程院院士、中国矿业大学（北京）校长葛世荣认为，改变传统的煤炭固态燃用方式，通过技术创新把煤炭转变为低碳排放的液气形态能源产品，可形成煤基能源体系，这是破解用煤与降碳矛盾的新路径。

火电厂也在“看天吃饭”

“突然一阵大风刮过来，风电企业发电量大幅增加，火电企业就得把负荷降下来，而遇到雨雪天气则要随时顶上去。”晋能控股山西电力股份有限公司经营营销部主管李浩博说，在新能源供电不足或波动过大时，煤电机组负荷要能压得下、跟得上、顶得起。

近日，试运行5年的山西电力现货市场转入正式运行，成为我国首个正式运行的电力现货市场。

记者了解到，山西电力现货市场每15分钟一个交易电价，火电厂和新能源场站同场交易，火电厂也要“看天吃饭”。例如，在新能源电力充足时，火电机组只有拥有灵活的调峰能力才能降低成本；新能源出力不足时，分时电价最高达1.5元/千瓦时，可激励火电机组顶峰发电，引导电力用户移峰填谷，提升电力保供能力。“按需定产”精准到每一天的不同时段，不仅避免了浪费，也增加了电厂的效益。

风电光伏“靠天吃饭”，具有间歇性、随机性、波动性等特点，随着其大规模高比例接入，除了保障“送得出去”、推动“消纳得了”，还需要它们与煤电、气电等常规电源“打好配合”。

为此，山西坚持“煤电和新能源一体化”发展，推动煤电在“转”上发力，新能源在“增”上发力，储能在“拓”上发力，让新能源供电充足时，煤电少出力，新能源供电短缺时，煤电多做功，助推能源安全战略和“双碳”战略双双落地。

“要将煤炭和新能源进行深度融合发展。”中国工程院院士、华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室主任刘吉臻建议，建立全国电力和煤炭交易中心，促进能源在更大范围内畅通流动，实现能源增长保供，统筹煤电与新能源发电融合发展，确保稳定运行和系统平稳转型。