科技創(chuàng)新與煤炭高效清潔利用

張曉虹

摘 要：為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，世界各國都在重點研究如何利用科技手段促進煤炭高效清潔利用。而煤炭作為我國能源結(jié)構(gòu)中最為重要的能源之一，對我國國民經(jīng)濟發(fā)展有著重大影響，煤炭高效清潔利用也對我國來說十分關(guān)鍵。基于此，本文簡單闡述了我國煤炭高效清潔利用的現(xiàn)狀，煤炭高效清潔利用與科技創(chuàng)新相結(jié)合的重要性，并重點分析了煤炭高效清潔利用與科技創(chuàng)新結(jié)合的思路。

關(guān)鍵詞：清潔煤；碳捕集封存技術(shù)；氮氧化物燃燒技術(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.22.070

0 引言

我國的煤炭資源豐富，產(chǎn)量與消費量均世界第一，但石油、天然氣等資源相對不足，因此煤炭資源就變成我國能源格局中主導(dǎo)地位的資源，同時也是支撐我國經(jīng)濟發(fā)展的重要資源。煤炭消耗時帶來的環(huán)境問題不僅在我國，也在世界范圍內(nèi)被重視。為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，我國也展開了對煤炭高效清潔利用的相關(guān)研究。

1 我國煤炭高效清潔利用的現(xiàn)狀

當(dāng)今，世界各國都將能源戰(zhàn)略的中心從能源轉(zhuǎn)移到能源清潔，科技創(chuàng)新也變成現(xiàn)代煤炭工業(yè)實現(xiàn)“安全、高效、低碳”的核心。我國是世界第一大煤炭生產(chǎn)國和第一大煤炭消費國，擁有世界第三的煤炭儲量，煤炭在我國能源結(jié)構(gòu)中有著舉足輕重的位置，煤炭高效清潔利用對我國發(fā)展也至關(guān)重要，利用科技創(chuàng)新進行煤炭高效清潔利用不僅能在很大程度上促進煤炭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，還能提高自然環(huán)境的承載能力，改善環(huán)境污染，緩解我國不可再生能源枯竭的問題，實現(xiàn)我國可持續(xù)發(fā)展。

煤炭高效清潔利用是為提高煤炭資源的利用效率和最大程度避免污染自然環(huán)境而進行生產(chǎn)、加工、燃燒、轉(zhuǎn)化及控制有害物質(zhì)排放的統(tǒng)稱，其主要分煤炭加工技術(shù)、煤炭燃燒技術(shù)和煤炭煙氣凈化技術(shù)。煤炭加工技術(shù)包括煤炭成型、煤炭氣化和液化等技術(shù)，主要是為了使煤炭能滿足使用需求對煤炭進行洗選、加工和轉(zhuǎn)化等處理；煤炭燃燒技術(shù)主要是煤炭清潔發(fā)電技術(shù)；煙氣凈化技術(shù)主要包括煙氣脫硫脫硝技術(shù)和顆粒物排放控制等技術(shù)。我國的煤炭高效清潔利用起步較晚但發(fā)展迅速，原煤加工技術(shù)水平不斷提高，煤炭氣化技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域中的地位也越來越重，但在發(fā)展的同時還存在著推廣范圍小、產(chǎn)業(yè)化程度低及政策不完善等現(xiàn)實問題。我國煤炭高效清潔利用主要影響因素包括經(jīng)濟與環(huán)境因素、政府因素和技術(shù)產(chǎn)業(yè)化因素等[1]。

2 將煤炭高效清潔利用與科技創(chuàng)新結(jié)合的思路

2.1 多種方式利用科技進行煤炭清潔

煤炭高效清潔利用的發(fā)展趨勢是將煤炭轉(zhuǎn)化為電力、液態(tài)、氣態(tài)等清潔能源，這就需要利用到科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新，對此科研人員要加大對二氧化碳捕獲和封存技術(shù)（CCS）的研究。CCS技術(shù)是指從工業(yè)或相關(guān)能源的排放源中分離出二氧化碳，將分離的二氧化碳輸送到安全地點進行封存，防止其被排放到大氣中的技術(shù)。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，CCS在未來將可以實現(xiàn)燃煤發(fā)電的零炭排放。我國目前還缺乏明確的CCS技術(shù)法律框架和成熟的商業(yè)化運作示范項目。

另外，煤炭高效清潔利用并不僅僅局限于CCS技術(shù)，還包括煤炭氣化、煤炭液化、煤制甲醇、煤制合成天然氣、煤制氫等技術(shù)。如我國的神華集團已經(jīng)完成與世界最大煤制油公司南非薩索爾公司合作的煤液化項目可行性研究工作，在正式投產(chǎn)后該項目的日產(chǎn)量將達到9.3萬桶。華能天津電站示范工程項目（IGCC）的實施，也標(biāo)志著我國自主知識產(chǎn)權(quán)的世界先進清潔煤發(fā)電技術(shù)取得了實質(zhì)性進展。我國的煤炭加工業(yè)雖取得了一定的成績，但還存在著許多不足，依然需要科技創(chuàng)新提高煤炭轉(zhuǎn)化成清潔高效能源的屬性。

2.2 改進煤炭工藝并規(guī)范煤炭清潔技術(shù)

如果燃燒方式不同，生成排放物的種類和產(chǎn)生量都不同，推行煤炭高效潔凈燃燒技術(shù)可以幫助我國普及煤炭高效清潔利用。我國現(xiàn)階段使用的高效潔凈燃燒技術(shù)包括低氮氧化物燃燒技術(shù)、循環(huán)硫化床燃燒技術(shù)和整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)技術(shù)。低氮氧化物燃燒技術(shù)是依靠了合理組織煤炭燃燒使氮氧化物生成量減少。循環(huán)硫化床燃燒技術(shù)是將脫硫劑加入到燃燒過程中，或者通過增壓使燃燒效率提高從而降低二氧化硫。

同時，我國還在大量使用低品質(zhì)的煤，這會加劇環(huán)境的污染。因此，為了實現(xiàn)煤炭高效清潔利用，科研人員要利用科技創(chuàng)新改進煤炭的提質(zhì)和分質(zhì)工藝。科研人員利用新興科技對煤炭進行分質(zhì)和分類，加大力度研發(fā)不同品質(zhì)煤炭燃燒設(shè)備，讓不同類別的煤炭都能被充分使用，有效提高了煤炭資源的利用率，并減少了對環(huán)境的污染[2]。

2.3 大力推廣煤炭高效清潔方面的科技創(chuàng)新

《聯(lián)合國氣候變化框架公約》在1997年達成的《京都議定書》中強調(diào)要研究、促進、開發(fā)和增加利用可再生能源、二氧化碳捕集技術(shù)和環(huán)境友好的先進技術(shù)，肯定了CCS技術(shù)對低碳經(jīng)濟的重要性，并分別建立了排放貿(mào)易機制、聯(lián)合履行機制和清潔發(fā)展機制三種基于市場機制的國際合作減排機制。這三種減排機制可以使發(fā)展程度各不相同的國家交易排放權(quán)以實現(xiàn)全球氣候變化費用分配的有效性。我國也在國際社會積極參與著碳捕集與封存技術(shù)的合作，并曾系統(tǒng)總結(jié)了CCS技術(shù)實踐和國際合作的重要進展。2010年，我國相關(guān)科研工作者重點闡述了CCS技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用和發(fā)展路線圖等。隨著科技的創(chuàng)新，科研人員也不斷從國際經(jīng)驗、能源安全和法律監(jiān)管等角度進行了多方面研究。發(fā)展至今，我國已經(jīng)在CCS技術(shù)的政策指引、理論研究和技術(shù)實踐方面都取得了一定的進展。

3 總結(jié)

綜上所述，我國正積極利用科技創(chuàng)新促進煤炭高效清潔利用并取得了一定成果，但在利用過程中還存在著一些問題需要改善。由分析可知，我國現(xiàn)階段的煤炭高效清潔利用還存在著推廣范圍小、產(chǎn)業(yè)程度低、政策不完善等問題。科研人員通過CCS技術(shù)對二氧化碳進行了捕集和封存，利用創(chuàng)新科技改進了煤炭工藝使二氧化碳生成物極少，煤炭轉(zhuǎn)化成清潔能源更充分，推廣了我國煤炭高效清潔利用，保證了我國在煤炭企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1]劉昕.科技創(chuàng)新與煤炭高效清潔利用[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016（14）：225.

[2]趙秋雁.科技創(chuàng)新與煤炭高效清潔利用[J].國際經(jīng)濟合作，2012（06）：33-39.endprint