“十四五”規(guī)劃綱要、黨的二十大分別對(duì)加強(qiáng)煤炭清潔高效利用、推動(dòng)能源清潔低碳安全高效利用作出重要部署。
在一系列政策指引下,加快煤炭清潔高效利用成為支撐能源轉(zhuǎn)型、確保國(guó)家能源安全和實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的必然選擇和堅(jiān)強(qiáng)基石。
“十四五”以來(lái),煤炭清潔高效利用沿著燃煤清潔發(fā)電、煤化工、清潔散煤燃燒、CCUS(碳捕集、利用與封存)等方向攻關(guān),取得可喜成績(jī)。
今年8月26日舉行的“高質(zhì)量完成‘十四五’規(guī)劃”系列主題新聞發(fā)布會(huì)指出,“十四五”時(shí)期,煤炭清潔高效利用能力顯著提升。
“十四五”時(shí)期,煤炭行業(yè)推進(jìn)碳排放技術(shù)研發(fā)和示范推廣,培育建設(shè)一批行業(yè)低碳產(chǎn)業(yè)示范基地,不斷探索煤炭原料化、材料化、低碳化發(fā)展路徑,推動(dòng)煤炭由燃料向燃料與原料并重轉(zhuǎn)變。
燃煤清潔發(fā)電取得新突破
“十四五”以來(lái),煤電由主體性電源轉(zhuǎn)型為基礎(chǔ)保障性和系統(tǒng)調(diào)節(jié)性電源。
為適應(yīng)這種變化,“十四五”時(shí)期,我國(guó)重點(diǎn)對(duì)煤電機(jī)組進(jìn)行靈活性改造。
2021年,國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局發(fā)布《關(guān)于開(kāi)展全國(guó)煤電機(jī)組改造升級(jí)的通知》,節(jié)能降耗改造、靈活性改造、供熱改造“三改聯(lián)動(dòng)”在煤電行業(yè)拉開(kāi)序幕。
電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院發(fā)布的《中國(guó)電力發(fā)展報(bào)告2023》顯示,“十四五”前兩年,煤電“三改聯(lián)動(dòng)”改造規(guī)模合計(jì)超過(guò)4.85億千瓦。
中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,2021年至2023年,我國(guó)煤電機(jī)組“三改聯(lián)動(dòng)”改造規(guī)模累計(jì)完成7.37億千瓦,其中靈活性改造、供熱改造完成率超過(guò)75%。
“高質(zhì)量完成‘十四五’規(guī)劃”系列主題新聞發(fā)布會(huì)透露,目前,我國(guó)已經(jīng)有95%的煤電機(jī)組實(shí)現(xiàn)了超低排放。
據(jù)國(guó)家能源局?jǐn)?shù)據(jù),截至2024年底,我國(guó)全口徑火電裝機(jī)容量14.4億千瓦,占總發(fā)電裝機(jī)容量的43.1%。其中,煤電裝機(jī)容量11.9億千瓦,占總發(fā)電裝機(jī)容量的35.7%,較2020年末新增約1.2億千瓦。
在降碳改造方面,“十四五”時(shí)期,我國(guó)新增煤電機(jī)組全部按照超低排放標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。
北京大學(xué)能源研究院金之鈞院士團(tuán)隊(duì)指出,煤電機(jī)組通過(guò)實(shí)施靈活性改造,深度調(diào)峰能力明顯增強(qiáng),純凝工況最小發(fā)電出力普遍達(dá)到35%額定負(fù)荷,部分機(jī)組甚至可降至20%到25%。
中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)發(fā)布的《中國(guó)電力行業(yè)年度發(fā)展報(bào)告2025》顯示,2024年,全國(guó)6000千瓦及以上火電廠(chǎng)供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗為302.4克/千瓦時(shí),和2020年相比降低2.5克/千瓦時(shí)。
當(dāng)前,我國(guó)已建成世界上最大的煤炭清潔發(fā)電體系。
中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)編制的《2023中國(guó)煤炭工業(yè)發(fā)展報(bào)告》指出,目前,中國(guó)是世界上超超臨界1000兆瓦機(jī)組發(fā)展最快、數(shù)量最多、容量最大和運(yùn)行性能最先進(jìn)的國(guó)家。
今年5月,國(guó)內(nèi)首套350兆瓦級(jí)超超臨界燃煤發(fā)電機(jī)組——國(guó)家電投集團(tuán)內(nèi)蒙古公司通遼電投發(fā)電公司2×350兆瓦智慧熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組項(xiàng)目正式投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)。與原有機(jī)組相比,新機(jī)組每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤27萬(wàn)噸,節(jié)水約789.1萬(wàn)噸,減排二氧化碳約86.4萬(wàn)噸。
國(guó)家能源集團(tuán)官網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示,截至2024年11月底,該集團(tuán)煤電裝機(jī)容量達(dá)2.1億千瓦。該集團(tuán)近日舉辦的三季度新聞發(fā)布會(huì)透露,該集團(tuán)開(kāi)辟“煤電+CCUS”“火電+綜合能源”發(fā)展途徑,一體推進(jìn)煤電產(chǎn)業(yè)源頭減碳、過(guò)程控碳、末端固碳,推動(dòng)煤電污染物近零排放,首創(chuàng)煙氣深度減排技術(shù),常規(guī)煤電機(jī)組100%實(shí)現(xiàn)超低排放。
“十四五”時(shí)期,煤炭行業(yè)發(fā)展多種形式的煤電聯(lián)營(yíng)?!睹禾啃袠I(yè)社會(huì)責(zé)任藍(lán)皮書(shū)(2025)》顯示,截至2024年底,煤炭企業(yè)參股、控股電廠(chǎng)總裝機(jī)容量4.4億千瓦,占全國(guó)燃煤電力裝機(jī)容量的37.4%。
煤化工產(chǎn)業(yè)加快綠色低碳發(fā)展
“十四五”時(shí)期,我國(guó)煤化工產(chǎn)業(yè)與新能源耦合發(fā)展,煤化工產(chǎn)業(yè)低碳轉(zhuǎn)型不斷加快,現(xiàn)代煤化工與天然氣化工、石油化工形成相互補(bǔ)充、聯(lián)動(dòng)發(fā)展的合理結(jié)構(gòu)。我國(guó)煤化工產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)產(chǎn)品煤耗、能耗、水耗等關(guān)鍵運(yùn)行指標(biāo)不斷優(yōu)化,煤化工產(chǎn)業(yè)加速向綠色低碳方向發(fā)展。
石油和化學(xué)工業(yè)規(guī)劃院統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,2019年到2024年,煤制油單位煤耗從4.9噸下降到3.7噸,單位水耗從8.8噸下降到6.6噸;煤制天然氣單位煤耗從3.3噸下降到2.2噸,單位水耗從8.6噸下降到6.1噸;煤制烯烴單位煤耗從6.1噸下降到4.7噸,單位水耗從15.8噸下降至15.0噸;煤制乙二醇單位煤耗從3.6噸下降到2.5噸,單位水耗從20.8噸下降到11.3噸。
“高質(zhì)量完成‘十四五’規(guī)劃”系列主題新聞發(fā)布會(huì)指出,“十四五”時(shí)期,我國(guó)煤炭轉(zhuǎn)化附加值提高40%。
【煤制油】
“十四五”時(shí)期,我國(guó)已具備全面推廣煤制油項(xiàng)目的技術(shù)基礎(chǔ),也積累了大量行業(yè)發(fā)展經(jīng)驗(yàn),相關(guān)的裝備生產(chǎn)和制造都取得了重大突破,國(guó)產(chǎn)化水平大幅提升。
從煤直接液化制備航天煤油成套工藝成功應(yīng)用于長(zhǎng)征十二號(hào)運(yùn)載火箭發(fā)射任務(wù),到煤基通用柴油憑借優(yōu)異低凝點(diǎn)特性廣泛應(yīng)用于北方高寒地區(qū),“十四五”以來(lái),煤制油間接液化技術(shù)和直接液化技術(shù)均在國(guó)內(nèi)發(fā)展成熟。
2024年10月,我國(guó)自主研發(fā)并擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的煤直接液化二代技術(shù)項(xiàng)目在新疆哈密市正式開(kāi)工,設(shè)計(jì)年產(chǎn)能為400萬(wàn)噸煤液化產(chǎn)品,其中煤直接液化生產(chǎn)線(xiàn)年產(chǎn)能320萬(wàn)噸,煤間接液化生產(chǎn)線(xiàn)年產(chǎn)能80萬(wàn)噸。該項(xiàng)目一期工程計(jì)劃于2027年底建成投產(chǎn)。
今年8月,陜煤集團(tuán)與中國(guó)航天六院共同研制的煤焦油基煤基航天煤油,在130噸級(jí)液氧煤油泵后擺火箭發(fā)動(dòng)機(jī)上進(jìn)行1030秒長(zhǎng)程熱試車(chē),進(jìn)一步驗(yàn)證了煤焦油基煤基航天煤油在超低芳烴、低硫條件下的優(yōu)異傳熱抗結(jié)焦能力和在比沖提升方面的應(yīng)用潛力。
今年9月,伊泰伊犁能源有限公司100萬(wàn)噸/年煤制油示范項(xiàng)目煤氣化裝置核心單元——磨煤廠(chǎng)房主體框架順利實(shí)現(xiàn)封頂,為后續(xù)安裝工程全面展開(kāi)奠定了基礎(chǔ)。
國(guó)家能源集團(tuán)日前舉辦的三季度新聞發(fā)布會(huì)指出,該集團(tuán)堅(jiān)持“煤油氣儲(chǔ),油化并舉、平急結(jié)合”戰(zhàn)略,充分利用我國(guó)自主可控煤制油技術(shù),推進(jìn)榆林、寧東、鄂爾多斯等6個(gè)煤化工基地規(guī)劃布局,實(shí)現(xiàn)煤炭向油品、化工品轉(zhuǎn)化。持續(xù)推動(dòng)煤制油煤化工示范項(xiàng)目?jī)?yōu)化升級(jí),相繼突破煤炭直接、間接液化成套關(guān)鍵技術(shù),建成百萬(wàn)噸級(jí)煤直接液化、400萬(wàn)噸級(jí)煤間接液化、60萬(wàn)噸級(jí)煤制烯烴等國(guó)家級(jí)示范工程。目前,該集團(tuán)油化品年產(chǎn)能2700萬(wàn)噸,其中煤制油產(chǎn)能約占全國(guó)煤基油品總產(chǎn)能的65%,煤制烯烴產(chǎn)能約占全國(guó)煤基烯烴總產(chǎn)能的20%,煤制甲醇產(chǎn)能約占全國(guó)甲醇總產(chǎn)能的10%。
【煤制天然氣】
“十四五”時(shí)期,我國(guó)加強(qiáng)對(duì)煤制天然氣行業(yè)的監(jiān)管,全面推行煤制天然氣資源開(kāi)發(fā)利用稅,推動(dòng)企業(yè)升級(jí)改造,加強(qiáng)行業(yè)合規(guī)性建設(shè)。
內(nèi)蒙古大唐國(guó)際克什克騰煤制天然氣項(xiàng)目、內(nèi)蒙古匯能煤制天然氣項(xiàng)目、新疆慶華能源集團(tuán)有限公司煤制天然氣項(xiàng)目、伊犁新天煤化工有限責(zé)任公司20億立方米/年煤制天然氣項(xiàng)目,是我國(guó)煤制天然氣產(chǎn)能的主要來(lái)源。
內(nèi)蒙古大唐國(guó)際克什克騰煤制天然氣項(xiàng)目是我國(guó)首個(gè)國(guó)家級(jí)煤制天然氣示范項(xiàng)目,年產(chǎn)天然氣40億立方米,以自主研發(fā)技術(shù)突破國(guó)際壟斷,為京津冀地區(qū)提供穩(wěn)定氣源。
內(nèi)蒙古匯能煤制天然氣項(xiàng)目是我國(guó)第二大煤制天然氣示范工程。該項(xiàng)目一期工程已實(shí)現(xiàn)滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行。今年,該項(xiàng)目二期工程啟動(dòng)建設(shè),預(yù)計(jì)全面投產(chǎn)后將年轉(zhuǎn)化煤炭600多萬(wàn)噸,年產(chǎn)天然氣20億立方米。
新疆慶華能源集團(tuán)有限公司煤制天然氣項(xiàng)目分兩期建設(shè),總規(guī)劃年產(chǎn)天然氣55億立方米。該項(xiàng)目一期工程年產(chǎn)天然氣13.75億立方米;二期工程建設(shè)周期為今年三季度至2028年三季度,建成后年產(chǎn)天然氣40億立方米。
伊犁新天煤化工有限責(zé)任公司20億立方米/年煤制天然氣項(xiàng)目是西氣東輸?shù)闹匾M成部分。2022年12月30日,該項(xiàng)目首次達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)能。
今年10月15日,國(guó)家能源戰(zhàn)略重點(diǎn)工程、東北地區(qū)首個(gè)煤制天然氣項(xiàng)目——遼寧大唐國(guó)際阜新煤制天然氣項(xiàng)目取得突破性進(jìn)展,一期工程實(shí)現(xiàn)全線(xiàn)貫通。該項(xiàng)目計(jì)劃分三期實(shí)施,三期工程共年產(chǎn)40億立方米煤制天然氣。
“該項(xiàng)目將原本碳排放強(qiáng)度高、難以直接利用的褐煤轉(zhuǎn)化為清潔高效的天然氣,每年可轉(zhuǎn)化750萬(wàn)噸劣質(zhì)煤,產(chǎn)出13.3億立方米煤制天然氣,能量轉(zhuǎn)化效率高達(dá)57.59%?!敝袊?guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)副會(huì)長(zhǎng)李彬表示。
【煤制烯烴】
“十四五”以來(lái),我國(guó)煤制烯烴產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,產(chǎn)能快速增加,開(kāi)工率穩(wěn)步提升。
今年以來(lái),內(nèi)蒙古、陜西、寧夏、新疆等地煤制烯烴項(xiàng)目建設(shè)提速,總投資超3000億元,涵蓋MTO(甲醇制烯烴)、綠氫耦合、α-烯烴分離等前沿技術(shù),創(chuàng)新第三代DMTO(甲醇制低碳烯烴)技術(shù),實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化裝備突破。
中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)數(shù)據(jù)顯示,煤制烯烴產(chǎn)量從2020年的1081萬(wàn)噸增長(zhǎng)到2024年的1289萬(wàn)噸,煤制烯烴產(chǎn)能從2020年的1122萬(wàn)噸增長(zhǎng)到2024年的1342萬(wàn)噸。
當(dāng)前,內(nèi)蒙古煤制烯烴產(chǎn)能居全國(guó)首位。內(nèi)蒙古寶豐煤基新材料有限公司為目前全球單體規(guī)模最大的煤制烯烴生產(chǎn)企業(yè),其煤制烯烴示范項(xiàng)目一、二、三系列分別于2024年11月、今年1月、今年3月正式投料試車(chē),均已產(chǎn)出合格產(chǎn)品。
【煤制乙二醇】
“十四五”時(shí)期,我國(guó)逐步推廣煤制乙二醇生產(chǎn)路線(xiàn),煤制乙二醇產(chǎn)業(yè)開(kāi)工率有所提高。
中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)數(shù)據(jù)顯示,煤制乙二醇產(chǎn)量從2020年的300萬(wàn)噸增長(zhǎng)到2024年的646萬(wàn)噸,煤制乙二醇產(chǎn)能從2020年的617萬(wàn)噸增長(zhǎng)到2024年的1134萬(wàn)噸。
當(dāng)前,我國(guó)煤制乙二醇生產(chǎn)企業(yè)較多、產(chǎn)品規(guī)格多樣。從區(qū)域分布來(lái)看,煤制乙二醇項(xiàng)目主要集中在陜西、河南、內(nèi)蒙古、新疆等地。
散煤燃燒清潔高效節(jié)能環(huán)保
“十四五”時(shí)期,我國(guó)煤粉工業(yè)鍋爐、循環(huán)流化床鍋爐等新型燃煤供熱設(shè)備持續(xù)取得技術(shù)突破,推進(jìn)清潔高效燃煤工業(yè)鍋爐、民用爐具實(shí)現(xiàn)超低排放,實(shí)現(xiàn)分散燃煤清潔、高效、節(jié)能、環(huán)保。
截至目前,煤粉工業(yè)鍋爐系統(tǒng)已形成多個(gè)系列化產(chǎn)品,系統(tǒng)熱效率超過(guò)92%;與傳統(tǒng)鏈條鍋爐相比,節(jié)煤率超過(guò)30%。
以清華大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院、東南大學(xué)等為代表的高校和研究機(jī)構(gòu)長(zhǎng)期致力于循環(huán)流化床鍋爐的技術(shù)研究,并不斷改進(jìn)、優(yōu)化。當(dāng)前,循環(huán)流化床鍋爐在低熱值燃料適應(yīng)性、熱效率、污染物初始排放方面都具有較好優(yōu)勢(shì)。
國(guó)家能源局發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,截至2024年底,北方地區(qū)清潔取暖率為83%,大氣環(huán)境質(zhì)量明顯改善。
CCUS技術(shù)需求和應(yīng)用場(chǎng)景更加多元化
“十四五”時(shí)期,CCUS作為碳中和兜底技術(shù)作用凸顯,國(guó)家頂層設(shè)計(jì)和地方性規(guī)劃政策發(fā)展目標(biāo)更加明確,CCUS技術(shù)需求和應(yīng)用場(chǎng)景更加多元化,相關(guān)試驗(yàn)和技術(shù)研究加快推進(jìn),全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展、應(yīng)用提速。
生態(tài)環(huán)境部規(guī)劃院發(fā)布的《中國(guó)二氧化碳捕集利用與封存(CCUS)年度報(bào)告(2023)》指出,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),當(dāng)前我國(guó)規(guī)劃和運(yùn)行的CCUS示范項(xiàng)目接近百個(gè),涵蓋電力、油氣、化工、水泥、鋼鐵等多個(gè)行業(yè)。
在與煤化工結(jié)合方面,我國(guó)大力推進(jìn)CCUS技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化試點(diǎn)示范,構(gòu)建集技術(shù)研發(fā)、裝備制造、應(yīng)用推廣一體化的CCUS技術(shù)體系和產(chǎn)業(yè)集群,開(kāi)展煤化工CCUS技術(shù)攻關(guān),突破煤化工一氧化碳低成本捕集和二氧化碳驅(qū)油地質(zhì)封存技術(shù)。2024年,國(guó)家能源集團(tuán)寧夏煤業(yè)公司300萬(wàn)噸級(jí)CCUS項(xiàng)目一期工程投產(chǎn),年減少碳排放量50萬(wàn)噸、產(chǎn)出工業(yè)級(jí)二氧化碳10.82萬(wàn)噸。
在與燃煤發(fā)電結(jié)合方面,燃煤發(fā)電配合CCUS技術(shù),實(shí)現(xiàn)零碳排放。開(kāi)展先進(jìn)的燃煤電廠(chǎng)化學(xué)吸收法二氧化碳捕集技術(shù)研究,形成適用于我國(guó)燃煤電站二氧化碳高效、低能耗捕集的新技術(shù)體系,開(kāi)展了低能耗燃燒后捕集、燃燒前捕集、富氧燃燒捕集等大規(guī)模二氧化碳捕集技術(shù)的研究和示范。
2021年,國(guó)家能源集團(tuán)在錦界電廠(chǎng)建成15萬(wàn)噸/年CCS(碳捕集與封存)項(xiàng)目,可日均捕集二氧化碳450噸。
2023年,國(guó)家能源集團(tuán)在江蘇泰州電廠(chǎng)建成30萬(wàn)噸/年CCUS項(xiàng)目,每年可捕集消納二氧化碳50萬(wàn)噸。
今年9月,全球規(guī)模最大的煤電碳捕集示范工程在華能集團(tuán)甘肅正寧電廠(chǎng)正式投入商業(yè)運(yùn)營(yíng),標(biāo)志著我國(guó)CCUS實(shí)現(xiàn)從萬(wàn)噸級(jí)示范到百萬(wàn)噸級(jí)工業(yè)化應(yīng)用的歷史性飛躍。
生態(tài)環(huán)境部規(guī)劃院發(fā)布的《中國(guó)區(qū)域二氧化碳地質(zhì)封存經(jīng)濟(jì)可行性研究——中國(guó)二氧化碳捕集利用與封存(CCUS)年度報(bào)告(2024)》指出,“十四五”時(shí)期,CCUS項(xiàng)目由對(duì)單一領(lǐng)域、技術(shù)的發(fā)展向提出多領(lǐng)域、多技術(shù)的耦合轉(zhuǎn)變,由注重技術(shù)本身帶來(lái)的減排效果到同時(shí)注重CCUS技術(shù)全生命周期的能源消耗轉(zhuǎn)變,契合了“雙碳”目標(biāo)下CCUS技術(shù)向精細(xì)化、多樣化和綠色低碳化過(guò)渡,以及大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用的迫切需求。
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