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從“一煤獨大”到“八柱擎天”

經(jīng)濟參考報發(fā)布時間:2021-07-12 09:22:25  作者:張磊

  作為煤炭大省,山西產(chǎn)出的煤炭曾“點亮全國一半燈”。然而,長期依賴煤炭產(chǎn)業(yè),也導致山西經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)業(yè)單一,僅煤炭一項就撐起全省工業(yè)的半壁江山,煤、焦、冶、電四大傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)占全省工業(yè)增加值的八成以上。碳排放總量大、強度高,且碳排放結(jié)構(gòu)問題突出,山西實現(xiàn)綠色低碳發(fā)展面臨巨大挑戰(zhàn)。

  在全社會積極推動如期實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標的背景下,山西主動跳出舒適區(qū),努力建設(shè)清潔低碳、安全高效的能源生產(chǎn)供應體系和消費體系,提高能源供給保障能力,推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)從“一煤獨大”到“八柱擎天”,著力打造能源革命的“山西樣板”。

  直道沖刺:完善綠色多元能源供應體系

  “雙碳”目標的實現(xiàn),能源行業(yè)是主戰(zhàn)場。山西省煤炭消費占一次能源消費的比例超過80%,遠高于全國平均水平。作為全國能源革命綜合試點省,山西堅持“穩(wěn)煤、優(yōu)電、增氣、上新”的方針,在能源供給側(cè)加快構(gòu)建多元化清潔能源供應體系。

  據(jù)山西省能源局副局長王茂盛介紹,“十三五”期間,山西省煤礦數(shù)量減至890座,過剩產(chǎn)能退出規(guī)模全國第一,先進產(chǎn)能占比達到68%。

  “2021年,山西將實現(xiàn)新舊動能轉(zhuǎn)換,計劃有30座煤礦核增產(chǎn)能,原煤產(chǎn)量穩(wěn)定在10億噸左右。”王茂盛說,“十四五”時期,山西將做好煤礦“加減法”,適度有序核增部分優(yōu)質(zhì)產(chǎn)能,核減資源枯竭煤礦,促進產(chǎn)供銜接平衡,繼續(xù)發(fā)揮好煤炭供應的“壓艙石”作用。

  在晉能控股集團塔山煤礦地面調(diào)度中心,工作人員用鼠標輕點電腦上的“一鍵啟動”,井下采煤機、運輸機、轉(zhuǎn)載機等綜采設(shè)備相繼聯(lián)動運轉(zhuǎn)。井下各部位運轉(zhuǎn)視頻清晰可見,伴隨著各類數(shù)據(jù)的變化跳動,滾滾烏金順著皮帶奔向地面。

  增加科技創(chuàng)新力度,推進“5G+”智慧礦山建設(shè),是實現(xiàn)煤礦智能化發(fā)展、安全生產(chǎn)和減員增效的有效手段。山西省計劃3年內(nèi)建成10座智能化示范煤礦、50個智能化示范綜采工作面;5年內(nèi)基本實現(xiàn)全省大型煤礦、災害嚴重煤礦及其他具備條件煤礦的智能化;到2030年全省煤礦基本實現(xiàn)智能化。

  “煤炭開采本身不會排放大量碳,而采掘過程中的伴生產(chǎn)物瓦斯,是一種強烈的溫室氣體,其溫室效應為二氧化碳的21倍。”華新燃氣集團銘石煤層氣公司董事長史忠強介紹說,煤礦瓦斯排放對全球變暖的影響比全球航運和航空加在一起還要大。

  低濃度礦井瓦斯排空一直是行業(yè)的難題。銘石煤層氣公司多年來致力于煤礦瓦斯全利用、零排放研究,最終在低濃度煤礦瓦斯(6%以上)直燃制熱一體化技術(shù)、低濃度煤礦瓦斯(1.8%以上)催化氧化技術(shù)方面取得突破,對低濃度瓦斯“吃干榨凈”,實現(xiàn)高效、經(jīng)濟回收利用。

  華新燃氣集團作為一家“采煤采氣一體化”煤礦瓦斯治理的企業(yè),為我國煤層氣產(chǎn)業(yè)的規(guī)?;l(fā)展積累了經(jīng)驗。曾牽頭起草三項國家標準,制定了170余項技術(shù)規(guī)范;建立了國內(nèi)第一家煤層氣開發(fā)工程產(chǎn)學研基地、設(shè)立了山西省煤層氣聯(lián)合研究基金、成立煤與煤層氣(煤礦瓦斯)共采產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟。

  近些年,山西變輸煤為輸電,不斷提升晉電外送能力,“十三五”期間年外送電量突破千億度。

  “煤炭在當?shù)仉姀S就地消化,轉(zhuǎn)化為清潔電力后再進行銷售,一方面減少了煤炭運輸成本,增加了銷售收入,另一方面也避免了通過汽車運煤造成空氣污染,保護了生態(tài)環(huán)境。”塔山發(fā)電公司發(fā)電部負責人袁國生說。

  彎道超車:健全清潔低碳的能源消費體系

  王茂盛說,山西省想在較短時間內(nèi)大幅度降低煤炭消費占比,需要克服技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等方面的問題和挑戰(zhàn)。

  山西省將在“十四五”期間控制化石能源消費,大力發(fā)展非化石能源,加快推動可再生能源發(fā)展;大力發(fā)展低碳交通,積極發(fā)展綠色建筑,推動綠色低碳技術(shù)創(chuàng)新,推行綠色低碳生產(chǎn)生活方式等;建立完善的有利于能源節(jié)約使用、綠色能源消費的制度體系。

  數(shù)據(jù)顯示,山西省每發(fā)1度電,需要消耗315克標準煤,與先進國家270克的耗煤量有較大差距,在減少煤炭使用量方面的空間巨大。

  日前,晉能控股集團長治發(fā)電公司2×100萬千瓦項目試運行成功,兩臺百萬千瓦超超臨界、直接空冷燃煤發(fā)電機組,比常規(guī)火電機組煤耗降低10克/千瓦時,年節(jié)約標煤10萬噸。

  此外,晉能控股集團加快推進智慧電廠建設(shè)。塔山發(fā)電公司通過使用大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、5G通訊等新技術(shù)與發(fā)電生產(chǎn)實際深度融合,逐步開啟智慧電廠運營新模式。

  晉能控股電力集團科信部副主任李慶華說:“智慧電廠建設(shè)使機組能耗進一步降低,通過燃燒優(yōu)化,同等工況下鍋爐效率提高0.5%,降低機組煤耗1.5克/千瓦時,每年可節(jié)約燃料成本600多萬元。”

  在山西省岢嵐縣嵐漪鎮(zhèn)下石溝村,漫山的光伏電板整齊地排列著,陽光轉(zhuǎn)化的電流通過電線輸送到電網(wǎng)中,為當?shù)貛砜捎^的收益。采煤沉陷區(qū)光伏領(lǐng)跑者基地建設(shè)和光伏扶貧,是山西省大力推進綠色清潔能源體系建設(shè)的一個縮影。

  山西風能、太陽能、生物質(zhì)能、熱能等新能源開發(fā)利用快速推進。“十三五”期間,山西風電裝機年均增長24.16%、光伏裝機年均增長63.21%,光伏領(lǐng)跑基地裝機規(guī)模達到400萬千瓦,居全國第一;運城垣曲、大同渾源抽水蓄能電站均已開工建設(shè);首個日產(chǎn)2萬立方米生物天然氣及有機肥生態(tài)循環(huán)利用項目在忻州正式投產(chǎn)。

  山西省還不斷尋求減少對化石燃料的依賴,并向綠色的氫燃料等再生能源轉(zhuǎn)變。今年年初,中國自主研發(fā)的首臺氫燃料混合動力機車在大同成功下線,標志著中國在鐵路機車氫能利用方面取得關(guān)鍵技術(shù)突破。

  “這種新式機車采用氫燃料電池系統(tǒng),燃料產(chǎn)物只有水沒有污染,因其清潔環(huán)保,必將具有廣闊的應用前景。”中國科學院院士翟婉明說,氫燃料動力機車氫燃料電池的能量轉(zhuǎn)換效率是傳統(tǒng)內(nèi)燃機組的1.7倍。

  換道領(lǐng)跑:構(gòu)建循環(huán)經(jīng)濟的碳捕集體系

  碳捕集、碳儲存和碳轉(zhuǎn)化,是實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標的重要手段。近些年,山西省重點研究二氧化碳低能耗大規(guī)模捕集和各類節(jié)能技術(shù)等,實現(xiàn)排放量和吸收量的平衡。

  森林被公認為最有效的生物固碳方式,也是最經(jīng)濟的碳吸收器。據(jù)測算,每畝林地可產(chǎn)生碳匯量約為1噸/年。近年來,山西省年均造林面積達到400萬畝以上,碳減排價值和潛力巨大。為提升生態(tài)碳匯能力,山西科學推進天然林保護、退耕還林、人工造林、濕地植被恢復等重點工程,開展全省大規(guī)模國土綠化行動,創(chuàng)建綠色低碳生活。

  “炭黑”是輪胎等橡膠制品不可或缺的成分,同時也是高耗能、高污染的煤化工制品。日前,12萬噸/年固廢(輪胎)裂解循環(huán)利用項目,在山西轉(zhuǎn)型綜合改革示范區(qū)陽曲產(chǎn)業(yè)園啟動。該項目將帶來每年約12萬噸的碳減排量,每年將提供近5萬噸的再生石油類資源。

  該項目具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)和領(lǐng)先的廢舊輪胎循環(huán)利用技術(shù),將廢舊輪胎“還原”成最基礎(chǔ)的環(huán)保炭黑、初級油、鋼絲和可燃氣,實現(xiàn)廢舊輪胎循環(huán)利用的“零污染、零殘留、全利用”,最大限度地減少二氧化碳排放量。

  山西清潔碳經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)研究院院長宋維寧說,他們自主研發(fā)、投資建設(shè)的碳捕集及轉(zhuǎn)化裝置,從火電廠煙氣捕集二氧化碳,并轉(zhuǎn)化為戰(zhàn)略新材料碳納米管及其下游產(chǎn)品。

  今年3月,山西清潔碳經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)研究院的碳納米管導電漿料生產(chǎn)線,生產(chǎn)出了第一批鋰電池導電漿料,提供給天津力神電池股份有限公司進行鋰電池導電劑的試用。

  碳基新材料作為先進材料領(lǐng)域的重要門類,在航空航天、新能源、智能電網(wǎng)、軌道交通、電動汽車、電力電子和節(jié)能環(huán)保等產(chǎn)業(yè)發(fā)揮著不可替代的重要作用,對于保障國防安全、支撐國民經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展具有十分重大的戰(zhàn)略意義。

  中國科學院山西煤炭化學研究所研究員陳成猛介紹說,山西省“十四五”規(guī)劃聚焦碳纖維、特種石墨、石墨烯和專用功能炭等重點和特色領(lǐng)域,通過政、產(chǎn)、學、研、用協(xié)同創(chuàng)新,努力破解碳基新材料領(lǐng)域關(guān)鍵品種的“卡脖子”難題,著力打通碳基新材料從實驗室、中試向產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展通路,努力將山西在碳基新材料領(lǐng)域的“技術(shù)優(yōu)勢”轉(zhuǎn)化為“產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢”。

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