习近平总书记一直高度重视能源安全,多次作出重要论述,如“中国作为制造业大国,要发展实体经济,能源的饭碗必须端在自己手里”“能源安全是关系国家经济社会发展的全局性、战略性问题,对国家繁荣发展、人民生活改善、社会长治久安至关重要”等,为我国能源经济高质量发展提供了根本遵循。
牢记习近平总书记嘱托,近年来,我省持续深化能源革命综合改革,推进能源产业“五个一体化”融合发展,不断优化调整能源结构,加快建设国家新型综合能源基地。
近日,山西日报发表系列综述,展示山西能源产业“五个一体化”融合发展之路。
“煤电联营”步履新
——山西能源产业“五个一体化”融合发展系列综述之一
作为全国首个能源革命综合改革试点省份,山西正在为国家能源安全和“双碳”目标实现贡献力量。
能源保障有山西,能源革命看山西。我省作为资源型地区和煤炭大省,坚决扛起能源保供政治责任,为国家源源不断输出煤炭资源和清洁电力。与此同时,加快构建现代能源体系,能源革命不断迈出新步伐、取得新进步,有力彰显了能源革命进无止境的广阔前景。
大型现代化煤矿和先进高效环保煤电机组同步布局建设,推进煤炭和煤电企业优势互补,持续提升晋电外送能力……山西,正持续发力、久久为功,加快煤炭和煤电一体化发展,不断深化拓展能源革命综合改革试点内涵,努力走出一条具有山西特色的绿色低碳发展之路。
输煤输电并举,实现更大范围内能源优化配置
集控中心的监控大屏上,生产画面和各种数据一览无余,实时呈现;煤矿井下的采煤一线,机声隆隆作响,乌金滚滚流淌……山西焦煤山煤国际霍尔辛赫煤业不但拥有现代化的设备、精益化的管理,还拥有智能化的矿山、生态化的矿区,成为我省大型现代化煤矿的杰出代表。
世界煤炭看中国,中国煤炭看山西。和霍尔辛赫煤业的打造一样,我省把大型现代化煤矿建设作为转变煤炭工业发展方式的重要路径,数字赋能转型升级,加快推进煤炭智能绿色安全开采。截至去年底,全省共有煤矿890座,产能13.82亿吨/年,煤矿先进产能占比达到80%。2022年,我省煤炭产量超13亿吨、位居全国第一,以长协价保供24个省份电煤6.2亿吨。今年前五个月,全省规上原煤产量55661.6万吨,增长4.9%,能源保供继续扎实推进。
煤炭产得足,还需运得出。大同湖东站,是大秦铁路的龙头车站,也是中国最长的编组站,每隔12分钟左右,就有一列总重2万吨的运煤列车发出。大秦铁路是我国首条重载运煤专线,它以每秒15吨流速绵延不断地将山西、陕西和内蒙古西部煤炭输送到渤海之滨,为中国经济持续发展提供着源源不断动能。开通运营30多年来,大秦铁路运输煤炭已突破80亿吨。
煤炭,在中国的现代化进程中,特别是改革开放40多年来的经济发展中功不可没。然而,长期以来,我国煤电运紧张局面反复出现,给经济发展和人民群众生活造成一定影响。
电力是清洁、便利、高效的二次能源,也是重要的国民经济基础产业,保持电力的稳定供应,对提高能源使用效率、促进节能减排以及合理控制能源消费总量等都具有重要保障作用。
因此,改长距离运煤为长距离输电,不仅可以减少煤炭资源的跨区流动,缓解煤炭运输压力,而且有利于促进煤电一体化开发,化解煤与电的价格之争。同时,还可以避免或减轻极端气候影响下的限电局面,因此坚持输煤输电并举可谓一举多得。
所以,在当前技术条件和装机结构下,煤电是最经济可行、安全可靠的灵活调节资源,在提升电力保供能力的同时,也能促进可再生能源发展。应进一步加快西部、北部大型煤电基地规模化、集约化开发,应用特高压、大容量直流等先进输电技术将电力输送到中东部负荷中心,缓解铁路、公路煤炭运力不足的矛盾,实现更大范围内能源资源优化配置。
结构持续优化,先进高效环保煤电机组加快布局
乏汽余热利用、率先超低排放、二氧化碳捕集、燃料智能管控……走进山西瑞光热电有限责任公司,低碳、绿色、高效是给人的第一印象,这里可以说是山西先进高效环保煤电机组的杰出代表。
山西瑞光热电有限责任公司锚定“碳达峰、碳中和”目标要求,积极践行绿色洁净发展战略,注重科技创新和新技术应用,致力于节能、降耗、减排等方面探索,率先实现超低排放改造,机组各项排放指标均优于燃气发电机组排放标准,在煤炭清洁利用、推进节能减排低碳发展方面开展实践。
在我国,化石能源仍居主导地位,无论从装机总量还是从发电量来看,煤电均占比最大,但是正在呈下降趋势。长远来看,在新技术取得突破和高效率、低成本储能大规模应用前的过渡阶段,煤电机组将依然发挥保障电力持续、可靠供应的“压舱石”作用。
因此,在做好煤炭大文章的同时,我省加快布局先进高效环保煤电机组,煤电机组结构持续优化。截至2022年底,全省发电装机容量12079.5万千瓦,比上年增长6.5%。其中煤电7106.7万千瓦,增长3.2%。单机60万千瓦及以上机组占煤电装机48.6%,全省40%以上的煤电机组已完成“三改联动”改造。
晋控电力同热三期2×1000兆瓦项目具备核准条件,塔山发电公司汽车煤场全封闭改造完成,“发电不见灰,蓝天白云飞”成为现实……全省最大的发电企业——晋控电力如今在高质量发展之路上奋勇前行,飞速奔跑的身影正是全省煤电产业发展的生动写照。
我省是煤炭大省,是全国重要的能源基地,一直以来承担着保障国家能源安全的重大使命。从2019年5月被确定为全国首个能源革命综合改革试点以来,全省深入贯彻落实习近平总书记提出的“四个革命、一个合作”能源安全新战略,推动能源革命取得重要阶段性成果。当前,面对国际能源安全新挑战,夯实煤炭煤电兜底保障基础的重要性愈加凸显。这就要求必须统筹抓好煤炭清洁低碳发展、多元化利用、综合储运这篇大文章。对于煤电企业来说,便是积极布局先进高效环保煤电机组,大力推动煤电机组“三改联动”。
“双碳”背景下,我国进一步提出要将煤电机组的节能降耗改造、供热改造、灵活性改造“三改联动”起来。山西国锦煤电有限公司董事长王孝全说:“节能降耗改造、供热改造、灵活性改造,三者是相互关联、相互影响的,在改造的过程中必须统筹计划好。既要能满足机组节能降耗,还要能实现稳定供热,更关键的一点是要为新能源腾出空间,保证电网的安全可靠。”目前,该公司机组每发1千瓦时电,就可以节约标准煤120克,不仅实现了大幅度节能降耗,还满足了周边用户的供热等需求,灵活性也大大提升。
煤电企业要实现低碳转型发展,必须搭乘“智慧快车”。晋控电力长治发电公司集成应用机器人巡检、视频监控、人员定位、数据库、管理流程可视化等新技术,工艺流程更加科学,缺陷处理更加精准,燃料管理更加高效,机组能耗进一步降低。
联动健康发展,推进煤炭和煤电企业优势互补
煤炭就地转化,资源综合利用。
站在晋控电力塔山发电公司输煤缓冲仓平台上远眺,凌空飞架的钢廊将电厂与煤矿紧密相连。这座2×60万千瓦亚临界直接空冷燃煤坑口电厂,于2008年10月投产,以年产1500万吨煤炭的晋能控股塔山煤矿为依托,机组所需燃料通过1.5公里长的输煤皮带从坑口直接运达电厂,不但有效降低了煤炭运输成本,减少了环境污染,而且避免了因市场、天气等原因造成电厂“缺煤”“断粮”,导致机组停机情况的发生,彰显了坑口电厂的优势。
长期以来,煤电企业关系如同坐在一个“跷跷板”上——煤炭价格高,电力企业效益差;煤炭价格低,电力企业效益高。而煤电联营,被视作平衡煤电双方利益与风险的一大工具。
所谓的煤电联营,是指煤炭和电力生产企业以资本为纽带,通过资本融合、兼并重组、相互参股、战略合作、长期稳定协议、资产联营和一体化项目等方式,将煤炭、电力上下游产业有机融合的能源企业发展模式,其中煤电一体化是煤矿和电厂共属同一主体的煤电联营形式。
今年2月16日,省委书记蓝佛安深入塔山发电公司调研,详细了解了坑口电厂煤电联营模式、效益等情况,强调要以煤电联营为突破口,大力推进煤电一体化发展,着力破解煤电价格“跷跷板”难题,推动形成煤电产业联动健康发展新格局。
今年,晋能控股集团将坚持煤电一体化发展,提高内部长协煤兑现率,保障内部电厂燃烧煤种匹配。加强内部企业用电管理,优先由内部售电公司代理。坚持煤化一体化发展,优先满足内部化工企业用煤需求,在华昱公司、天庆公司、寺河二号井试点煤化一体化运行,实现整体效益最大化。
在古交市屯川河畔,一条500米的输煤走廊,将西山煤电屯兰矿选煤厂的副产品洗混煤直接输往附近的西山煤电古交电厂,转化为电能后传输至大江南北。这座典型的燃用洗中煤坑口电厂总装机容量3120兆瓦,是全国首批循环经济试点单位,每年利用周边6座煤矿的洗煤副产品约200万吨。
以坑口煤电一体化为重点,我省支持大型现代化煤矿和先进高效环保煤电机组同步布局建设,推进煤炭、煤电企业优势互补,电力机组超临界、超超临界比例不断提升,外送电规模持续扩大,2022年达1464亿千瓦时,同比增长18.55%。今年,山西将完成煤电机组“三改联动”1600万千瓦。今年一季度,山西外送电量380.1亿千瓦时,外送电量大幅增长,同比增长16.7%,创历年一季度外送电量最好水平。
5月23日,我省首个投运的西电东送通道调整工程——榆社—晋中1000千伏变电站500千伏线路工程投运,标志着山西向京津冀地区输送电能在500千伏通道的基础上新增了特高压电网通道,区域能源安全保障水平和能源供给质量将进一步提升。
源于自身独特的地理位置,通过特高压电网,山西的能源保供走出了第二条路:晋电输送忙。
如今,山西正蹄疾步稳、步履铿锵,加快煤炭和煤电一体化发展,奋力书写能源高质量发展新篇章。
煤电+新能源,多能互补风帆劲
——山西能源产业“五个一体化”融合发展系列综述之二
近年来,行走于山西各地的通衢大道上,不时会被傲立山脊的风电塔筒,或坡地峁梁上耀如银鳞的光伏板所吸引。清洁的电能,从飞旋的风机、整齐的光伏板源源不断输出,为远方送去动力、送去光明。实现煤电和新能源一体化发展,是我省深入贯彻落实习近平总书记“四个革命、一个合作”能源安全新战略,纵深推进能源革命综合改革试点工作的一个缩影,是加快推进“五个一体化”融合发展的生动实践。
多能互补风帆劲。在电力产业高质量发展和加大新能源电力比重的双重驱动下,我省正积极构建新能源电力生产“托底保供”和电力消纳支撑基础,加快新型能源体系建设,助推能源安全战略和“双碳”战略落地落实。
落实重大战略部署,大力建设各类新能源项目
广袤塞外,天蓝气清。与大秦铁路湖东编组站为邻,大同市与联合国开发计划署合作建立的以“培养未来气候行动领袖”为宗旨的熊猫光伏电站十分惹眼,造型生动可爱的“起起”“点点”两只光伏熊猫,已成为大同新能源发展的形象大使。这里是全球首个青少年活动中心和联合国光伏技术展示中心,在推动绿色能源的应用和发展、激发全球青少年对太阳能应用的兴趣和热情方面,意义非凡。
作为全国重要的能源基地之一,大同市近年来致力于能源结构的调整优化,处处洋溢着能源革命的蓬勃气息。借助风、光资源充沛的优势,大同市风电、光电产业得到迅猛发展。截至目前,大同区域新能源并网总装机容量825.258万千瓦,光伏装机容量居全省首位,风电容量居全省第三。
能源是人类文明进步的基础和动力,攸关国计民生和国家安全。党的二十大报告强调,深入推进能源革命,加强煤炭清洁高效利用,加快规划建设新型能源体系。省委省政府贯彻落实党的二十大精神,立足国际形势、国家战略和山西实际鲜明提出,在能源革命和“五个一体化”上作出更大贡献。
全省各地把加快煤电和新能源一体化发展,作为推动能源产业高质量发展的重要方向,大力推动新能源电力项目建设。从太行山麓到汾河两岸,从塞外明珠到河东大地,到处是传统能源与新能源优化组合的火热场景,是实现传统能源产业迈向新型综合能源体系的典型案例。
在加快风电、光伏项目建设的同时,我省还在生物质发电方面积极探索,包括垃圾焚烧发电、沼气发电等。今年3月31日,由中国能建山西电建公司承建的朔州南山“生活垃圾+餐厨垃圾”处理项目圆满完成“72+24”小时试运行投产发电。该项目投产后,每天可处理生活垃圾800吨、餐厨垃圾50吨,年处理垃圾29万吨,年发电量约1.36亿千瓦时,对拓宽可再生资源利用面、助力绿色低碳转型具有重要意义。
此外,我省还在提升氢能、地热能、非常规天然气等能源利用水平方面积极作为,着力培育新优势,推动传统能源产业转型升级。
据国网飞禽走兽老虎机:电力公司统计数据,今年1至5月,全省风能、太阳能等清洁能源和其他三余(余热、余压、余气)利用发电量增幅持续走高,燃煤机组发电量增幅有序放缓,碳排放量有效控制,能源综合利用水平稳步提升。其中,全省太阳能发电101.77亿千瓦时,同比增加11.48%;风能发电255.71亿千瓦时,同比增加26.53%;垃圾发电7.51亿千瓦时,同比增加39.1%;三余发电49.76亿千瓦时,同比增加55.09%,均高于同期电量平均增幅。
构建新型电力系统,有效提升电网稳定性
煤电与新能源,一个稳定而不够清洁,一个清洁而不够稳定。加快“煤电和新能源一体化”发展,是加快构建新型电力系统,有效提升电网稳定性的必由之路。“煤电和新能源一体化”,可以在新能源供电充足时,煤电少出力;新能源供电短缺时,煤电多做功,实现总体平衡。
如何让煤电机组发电量灵活可控?这就得益于“三改联动”。“三改”指的是针对煤电机组进行的三种技术改造,即节能降耗改造、供热改造和灵活性改造。节能降耗改造是为了让煤电机组少“吃”煤、多发电;供热改造是为了让煤电机组在发电的同时,还能为工业企业和周边居民提供热能;灵活性改造是为了让煤电机组能随时随地控制自己的发电量。这三项改造如果用得好,就可相互配合,实现煤电机组能效的进一步提升。
度电煤耗低至300克以下、废水零排放、废渣综合利用……7月8日,正值用电旺季,走进位于阳泉市盂县的山西国际能源裕光煤电有限责任公司,两台100万千瓦超超临界燃煤发电机组正在全力运行。这家外送电厂,全年预计可为河北南网提供100亿千瓦时电量。
“在‘三改联动’倒逼下,公司上马的两台机组,每年可节省燃煤33万吨,具有良好的综合效益。”山西国际能源裕光煤电有限责任公司副总经理王飞说。
为了协同推进风光发电基地、煤电配套电源、新型储能项目和外送电力通道建设,我省相关部门创新体制机制、完善配套政策,积极提高煤电系统调节能力,推动传统能源企业向新型综合能源服务供应商转型,实现传统能源与新能源的互促互进。
支持新能源储能电站建设投运,是提高能源综合利用水平的新途径。6月30日,由山西晋南钢铁集团有限公司、华能能源交通产业控股有限公司、山西晋通送变电有限公司合作建设的曲沃县300MW光伏“新能源+储能”项目全容量并网发电。该项目在光伏发电的同时,引入了储能技术,有效解决了太阳能发电的供需分布问题,不仅能够稳定供应清洁能源,减少区域环境污染,还能够提高能源利用效率,实现对能源的有效管理和梯级利用。并网后,预计年平均发电量约4.3亿千瓦时,每年可节约标准煤约12.5万吨,减少二氧化碳排放约34.2万吨。
发挥丘陵山地地形优势抽水蓄能,成为构建新型电力系统的发力点之一。
5月10日,山西浑源抽水蓄能电站Y1路1号隧道顺利贯通,成功打通了全线咽喉要道,为电站上水库与下水库施工用电和交通运输创造了有利条件。浑源抽水蓄能电站是国家“十四五”规划重点抽水蓄能电站工程之一,可全面提升山西电网的调峰能力和安全运行水平。
该抽水蓄能电站总装机容量150万千瓦,安装4台37.5万千瓦可逆式水泵水轮发电机组,建成后,每年可节约标煤13.55万吨,减排二氧化碳32.14万吨、二氧化硫0.61万吨,对于推进清洁能源发展、促进能源结构调整,以及带动地方经济社会发展都具有十分重要的意义。
综合施策多向发力,加快全省能源体系重塑
全面推进风电光伏高质量发展,坚持集中式和分布式并举,我省仍将继续加快建设一批大型风电光伏基地。
今年4月23日,朔州市2023年新能源项目集中开工仪式在位于平鲁区的中煤平朔集团平朔矿区160MW光伏发电项目施工场地举行。抢抓“双碳”机遇,平鲁区加快建设千万千瓦级电力基地,新能源电力得到快速发展,全区新能源电力总装机达到461.3万千瓦,占全区电力总装机的44%,占全省新能源总装机的11.5%,绿电逐步成为第一优势资源,为平鲁加快转型发展奠定了坚实基础。
“坚持清洁低碳,持续促进电力产业优化升级”,近日召开的全省能源工作会议明确要求,推进煤炭和煤电一体化发展,强化电力安全稳定供应,加快电力基础设施建设,推进煤炭产业和降碳技术一体化,深化电力市场化改革。统筹推进煤电和新能源一体化发展,加快推进分布式可再生能源发展,持续推进抽水蓄能项目建设。
与此同时,大力落实《飞禽走兽老虎机:碳达峰实施方案》,我省在加快规划建设新型能源体系的同时,积极深化绿色发展理念,促进能源消费结构调整,大力推动绿电消费。
5月22日,华电山西公司完成5月—12月跨省绿电交易,首次实现绿电入京,成功助力在京总部中国华电大楼100%绿电供应,这标志着华电山西公司正式开启区域绿电消费新模式,为山西打造全国能源革命排头兵发挥积极作用。
鼓励提升绿电使用率,各地积极用好用足国家政策,加快大数据中心等绿电消费主体建设。此外,积极搭建技术研究平台,加速提升新技术应用水平,不断占领能源技术应用最前沿,大力推广绿电消费新模式。
“风光”无限看山西,面向未来,我省将坚定不移地实施绿色低碳战略,着力推进能源结构调整优化,建立多轮驱动的能源供应体系,力争在提升煤炭先进产能的同时,在风电、光伏等前沿技术领跑方面能有更大作为。
让煤化工迈向高端多元低碳
——山西能源产业“五个一体化”融合发展系列综述之三
习近平总书记强调,煤化工产业潜力巨大、大有前途,要提高煤炭作为化工原料的综合利用效能,促进煤化工产业高端化、多元化、低碳化发展。
坚决扛起“转型发展”和“能源革命”两大使命,我省做出推进能源产业“五个一体化”融合发展战略部署,加快煤炭和煤化工一体化发展,以高端化、多元化、低碳化为方向,加紧研发新技术及规模化制备技术,推动煤炭由燃料向原料、材料、终端产品转变。
乌黑的煤炭经过化学加工,可以生成天然气、甲醇、烯烃、聚乙烯……最终再变成塑料、纺织品等,进入千家万户、各行各业。在山西潞安煤基清洁能源有限公司展馆,数十种精细化学产品整齐排列,讲述煤炭的进阶变身之旅;在清徐精细化工循环产业园区,焦化副产品在项目、企业、产业之间实现首尾相连、闭路循环,擦亮园区绿色发展底色。沿着习近平总书记指明的方向,在高质量发展新征程中,山西煤化工行业抢抓机遇,乘势而上,向新出发,逐绿前行。
发挥煤炭支撑作用,着力提升煤化工综合效益
我国能源资源特点为“富煤、贫油、少气”,发展煤化工是优化能源结构,保障能源安全的必然选择。对于山西而言,发展煤化工产业是能源革命试点工作的重要抓手,也是推动煤炭产业转型升级的必由之路。
我省焦化及焦化化产深加工资源丰富,焦炭产能产量长期位于全国首位。煤化工和焦化产业耦合,可实现焦炉煤气综合利用、煤焦油精深加工、粗苯精制及深加工,研发制造沥青基碳纤维、针状焦、超高功率石墨电极等高端炭材料,以及聚酰胺、可降解塑料、聚酯和全合成化学品等碳基合成新材料。同时,煤化工产业通过煤炭分质分级利用,有利于解决我省高硫、高灰、高灰熔点等劣质煤资源利用问题,可大幅拓展煤炭下游消费市场空间,有力推动煤炭经济转型升级发展。
飞禽走兽老虎机:化学工业协会副会长、秘书长毛宝琪介绍,依托资源、能源、区位和技术等优势,目前我省煤化工产业已形成了化肥、碳基新材料、炼焦化产品深加工、低阶煤分质分级利用等各具特色的产业集群,同时还聚集了中科院山西煤化所、太原理工大学、赛鼎工程、太重集团、潞安化工、潞安化机、华阳新材料等一大批国内知名的煤化工及碳基新材料领域的专业机构,成为技术研发、工程设计和装备制造的重要支撑力量。这些都为现代煤化工产业发展提供了良好的基础。
作为连接煤炭与煤化工产业的化工装备制造企业,潞安化机集团见证了山西现代煤化工产业体系的形成和高质量发展历程。该企业核心产品晋华炉3.0的问世,有效提高了煤炭资源能量转化效率,为煤制油、煤制气提供先进的化工装备。
记者了解到,在煤化工产业链建设方面,我省焦炉煤气制甲醇、天然气、合成氨,煤焦油加工,粗苯精制等初级加工产业链规模化基本形成,精深加工产业链建设实现点状突破。但煤化工产业同时也面临着产品竞争力不强、关键核心技术存在制约、化工园区建设基础薄弱等问题。
破难题,强发展。全省各相关部门、企业正深入贯彻落实能源革命综合改革试点意见,充分发挥煤炭基础产业的支撑作用,紧跟现代煤化工和碳基新材料发展趋势,以高端化、多元化、低碳化为方向,以市场化为导向,以龙头企业为引领,以重大项目为依托,加强煤转化关键核心技术研发与推广应用,着力提升煤化工产业项目综合效益,推动增品种、提品质、精深加工,培育转型发展新动能。
进一步延伸产业链,研发生产飞禽走兽老虎机终端产品
7月10日,山西潞安煤基清洁能源有限公司厂区,原料煤加工能力为每年400万吨的4台气化炉正在满负荷生产。在这里,原料煤经过系列工序,最终变身为附加值较高的煤制油、高端特种蜡、精细化学品、特种燃料。该公司承担着180万吨/年高硫煤清洁利用油化电热一体化示范项目(简称“180项目”)的建设运营。目前,包括煤基合成Ⅲ+基础油在内,山西潞安煤基清洁能源有限公司已开发出5大类54种产品270个规格型号的煤基合成产品,多个产品填补国内空白。
与内蒙古、陕西等地煤炭相比,我省煤炭与现有成熟大型煤粉气化技术匹配性较差。近年来,我省不断进行新型气化技术研发,取得积极进展。山西潞安煤基清洁能源有限公司研发和试产新型助熔剂,成功实现了100%单烧潞安煤,为“双碳”背景下潞安化工集团乃至全省煤炭清洁高效利用探出了新路径。
山西潞安煤基清洁能源有限公司董事长张卫国表示,该公司正是煤炭和煤化工一体化融合发展的受益者。有了新型助熔剂试烧的成功,使4台气化炉实现了100%单烧潞安煤,不用再大量从省外购进气化配煤,气化炉用煤成本大幅降低。2022年山西潞安煤基清洁能源有限公司原料用煤成本较2021年降低4.06亿元,降幅为17.7%。通过不断优化助熔剂配方,助熔剂成本由年初预算的8332万元到实际成本消耗2203万元,降幅为73.5%。“一方面潞安煤炭就地转化为煤化工原料,实现了节能降碳;另一方面180项目原料煤运输环节费用大幅降低,煤源有了保证,煤炭企业与煤化工企业实现双赢。”
张卫国认为,煤炭和煤化工一体化融合发展不仅要支持煤炭与煤化工企业以市场化方式进行联营,使煤炭就地转化为煤化工原料,更意味着立足长远,要使煤化工产业与煤炭产业实现协同发展,在构建煤炭开采、转化和煤基高端精细化学品生产的全产业链上蹚出新的发展路径。
为深入推进煤炭和煤化工一体化发展,进一步延伸煤化工产业链,提升煤化产品附加值,推动煤炭由燃料向原料、材料、终端产品转变,我省梳理出10条煤化工重点产业链、重点创新平台清单以及关键技术攻关方向。聚焦煤气化、高端化学品、焦化、碳纤维及复合材料等领域,全省将充分利用中科院山西煤化所、太原理工大学、中北大学、国科大太原能源材料学院等科研院所技术创新成果,支持阳泉、晋中、长治、吕梁依托开发区载体打造煤化工科技成果转化示范基地,承载产业化示范项目。
坚持错位发展绿色发展,不断提升产业整体竞争力
“到2025年,我省现代煤化工示范基地初具规模,上下游一体化产业链初步形成。到2030年,全省煤化工产业发展规范有序,煤转化关键核心技术取得新突破,煤炭清洁高效利用能力稳步提高,煤炭与煤化工产业协同联动,转型创新取得重大进展,煤化工对能源革命综合改革试点目标的支撑作用进一步彰显,建成国内重要的现代煤化工示范基地。”山西日前出台《推进煤炭和煤化工一体化发展的指导意见》,确立发展目标。
我省将依托现有煤化工研发平台和新型研发机构及产业基础优势,坚持错位发展、优势互补和强链补链,加快晋北现代煤化工产业示范区建设;打造以太原、吕梁、临汾为核心的焦化化产深加工产业集群;以长治、阳泉、朔州为核心的现代煤化工产业集群;推动阳泉、长治立足产业优势,打造具有特色的储能材料产业集群;推动晋中甲醇汽车制造与晋城、吕梁等地甲醇生产企业合作,加快建设全国甲醇汽车运营示范城市;支持太原依托高校和科研院所技术创新和平台优势,打造现代煤化工技术研发和科技成果转化高地。
在推动煤制油气升级示范,推动煤炭向原材料转化的同时,我省将大力推动煤化工材料终端应用,支持晋中市率先开展多元化应用试点,持续优化提升甲醇汽车和甲醇燃料产业关键技术,积极研发甲醇重卡和醇电混动轿车等产品,打造产研一体的国际级甲醇汽车生产基地;有序推进氢燃料汽车商业化示范应用,积极构建氢能供应、车载储氢系统、燃料电池系统、电驱动系统、整车控制系统和辅助储能装置等氢燃料电池汽车产业体系;推动负极材料与电池协同发展,重点推动动力锂电池在新能源汽车整车制造领域的应用,助力太原、晋中、长治、运城新能源汽车产业发展壮大。
毛宝琪建议,推动煤化工产业高端化、多元化、低碳化,要以安全绿色发展为前提,不断提升行业安全、绿色发展水平;要以低碳多元循环为重要原则,坚持加快能源技术创新,建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系,以市场需求为导向推动煤化工原料供应多元化、产品终端多元化的高质量发展;要以技术创新为核心,全面提升煤化工技术装备水平,最大限度地降低生产成本,提高煤化工产业的核心竞争力。
晋华炉3.0技术装备已签约销售60余台(套),广泛应用于合成氨、煤制甲醇、煤制乙二醇、煤制氢等领域,节能效果更突出的晋华炉4.0正在研制开发中。晋中市积极拓展甲醇重卡应用场景,打造醇、运、站、车全链条甲醇经济新生态,已建成甲醇加注站29座,交付使用甲醇重卡658台。美锦能源控股子公司飞驰科技制造的19辆氢燃料电池厢式运输车从天津物流园启程,驶往北京、河北等地主要货物集散场站。
向着更广阔的未来,向着“建成国内重要的现代煤化工示范基地”目标,山西煤化工产业大步向前。
数字技术助力煤炭产业加速蝶变
——山西能源产业“五个一体化”融合发展系列综述之四
数字技术、数字经济是世界科技革命和产业变革的先机,当数字技术融入煤炭这一传统产业,会产生怎样的产业蝶变?
7月14日,在山西长治联盛首阳山煤业有限公司集中控制中心的远程操作控制台上,工作人员正从容地察看着井下掘进机进行无人化截割。
该矿掘进机智能化工作由中国联通智慧矿山军团(山西)牵头总包组织实施,掘进面基于中国联通5G煤矿专网,突破了炮头转速自动调整、掘进机自动移位等行业难题,实现了掘进机在掘进过程中常态化的无人操控作业,相关智能化技术正在向周边富煤省份复制推广。
加快煤炭产业和数字技术一体化融合发展,是抢抓当前机遇期窗口期,加快推进能源产业数字化转型的迫切之需。省委提出,要推动能源产业“五个一体化”融合发展,推进煤炭智能绿色安全开采和清洁高效综合利用,促进煤炭产业可持续发展,努力在能源革命上走在排头、作出示范。近年来,我省稳步推进煤矿智能化建设,煤矿“数智”升级步伐不断加快,为煤炭产业高质量发展注入了强劲动力。
推动数实融合,加快能源领域数字技术创新应用
抢抓机遇,合作共赢。3月15日,省政府与华为技术有限公司在太原签署了推进数字经济发展战略合作协议。根据协议,双方将重点在推动煤炭工业互联网和智能矿山建设、加快能源产业绿色低碳转型等领域深化合作交流。由此,标志着我省与华为公司的合作进入新阶段,也标志着我省在数实融合、数字赋能特别是煤矿智能化开采方面迈出了新的步伐。
近年来,山西加快数字技术向更深层次、更广领域渗透融合,全省数字经济加速发展,向更大规模、更高质量、更优结构、更强动力持续迈进。在省工信厅2023年实施的制造业振兴“229”工程中,提出要推进数字转型赋能等9大专项行动,奋力打造中部地区先进制造业基地和数字经济创新发展高地。
当前,我省数字基础设施发展势头良好。截至今年5月,全省累计已建成5G基站7.6万个,万人用5G基站数量居全国第一方阵,53座煤矿开展5G“进矿—下井—到面”应用实践。全省建成工业互联网平台60余个,7个工业互联网标识解析二级节点与国家顶级节点实现对接,覆盖煤炭等多个行业领域。国家先进计算(太原)中心正式建成运行,全省数据中心规模、上架率等关键指标位居全国前列。
数字经济时代,产业数字化转型势在必行,也是必由之路。作为煤炭产业来说,尤其如此。3月底,国家能源局发布了《关于加快推进能源数字化智能化发展的若干意见》,进一步提出以数字化智能化技术带动煤炭安全高效生产。6月初,省发改委印发了《关于煤炭产业和数字技术一体化发展的指导意见》,明确提出,通过数实融合、数智赋能,推动5G、物联网、人工智能、大数据、工业互联网、高清视频等新一代数字技术与煤炭产业一体化发展,促进煤炭上下游产业协同,推动安全与效率的双提升,将煤炭产业打造为我省能源领域数字化转型排头兵。
如何让数字技术更好地为能源产业转型升级助力赋能?有专家建议,政府和企业应加强合作,共同推动数字技术创新应用在能源领域的发展。通过建立数字技术创新平台、加强产学研合作、推动标准制定、支持创新型企业以及加强人才培养和引进等方面的努力,可促进数字技术创新应用在能源领域的发展,从而推动能源产业高质量发展。
积极探索实践,煤矿智能化建设步伐不断加快
笃志前行,虽远必达。多年来,我省煤炭产业锚定“减人、增安、提效”核心目标,紧扣建设智慧煤矿这一战略方向,大力开展技术革命、转型升级,加速推进煤矿智能化建设。
在山西焦煤西山煤电斜沟矿,建成了安全生产经营数字化管控平台。该平台汇聚了井上井下各分支系统监控点的视频流、数据流、信息流,与矿区27个子系统实现无缝连接,运用物联网、大数据、人工智能等智能化新技术,实现全矿井的数据采集、生产调度、经营管理、决策指挥,将安全生产管理和控制运行在一个平台之上,为矿山装上了智慧“大脑”。
在潞安化工集团,高河能源近年来建设完成了5G+“一张网”融合通信平台、云数据中心、智能管控平台,多个智能化综采、掘进工作面和N个智能化子系统。企业通过智能化建设,全面提高了矿井安全管理与生产经营水平;新元公司则全力打造行业领先水平的5G+智能化矿井,通过5G+工业互联网助力煤矿智能发展,目前综采工作面、固定皮带运输、井下供电、矿井排水等系统减少岗位操作人员400余人,实现了安全和效益双提升。
近年来,我省将“加快煤矿智能化改造”列为能源革命综合改革试点重大事项之一,在全省同步推进“两个转型”、加快促进数字经济全面发展的背景下,煤矿智能化建设全面推进。2020年以来,先后出台了煤矿智能化建设实施意见、建设规范、评定方法、指导手册等一系列政策文件和规范标准,率先形成了从建设到评定的标准体系,煤炭产业和数字技术一体化发展走在了全国前列。截至目前,已累计建成46座智能化煤矿、1200处智能化采掘工作面,全省煤矿共有3000余处固定岗位实现无人值守,采掘效率大幅提升,煤炭行业高质量发展迈出坚实步伐。在国家能源局最新公布的全国煤炭智能化建设典型案例中,我省有16项案例入选,占全部案例的20%,山西煤矿智能化建设的成效由此可见一斑。
此外,华为煤矿军团全球总部落户太原晋阳湖畔,推出矿山鸿蒙操作系统;中国移动携手合作伙伴成立5G智慧矿山联盟,联合潞安化工集团打造5G“智矿通”;精英数智、科达自控等一批根植煤矿智能化领域多年的本土信息化企业,着力打造完整的智能化应用场景解决方案。这些均为我省煤矿智能化建设起到了探路领跑的作用。
我省不断出台相关政策,不遗余力推动煤矿智能化建设。今年3月,相继出台了《2023年度全省加快推进煤矿智能化建设工作方案》《煤矿智能化建设评定管理办法》。5月出台的《全面推进煤矿智能化和煤炭工业互联网平台建设实施方案》提出,要充分利用我省煤矿数量多、市场大、智能化应用场景齐全的优势,加大政策支持,吸引一批高新技术企业落户山西;近期出台的《关于煤炭产业和数字技术一体化发展的指导意见》提出,加快全省煤炭产业数字化转型,推动煤炭信息产业集群发展,形成完整领先的煤炭数字化产业链,助力煤炭产业提“智”增效。这些政策文件使得我省煤矿智能化建设的方向和路径更加清晰。
产学研共同发力,打造协同发展产业生态体系
煤矿“数智”升级涉及方面众多,还需产学研共同努力,打造煤炭产业和数字技术一体化融合发展的协同发展产业生态体系。
4月23日,2023年飞禽走兽老虎机:高端装备制造产业链(智能煤机)工作推进会在太原举行。大会搭建“政府—企业—联盟”平台,强化了“链上”企业之间的良性互动,对推进我省煤机产业智能化转型,产业链供需对接、质效提升具有积极的推动作用。
作为我省首家智能煤机装备产业技术联盟理事长单位,晋能控股装备制造集团联合太原理工大学、太重煤机等60家业内知名企业、高校、科研机构,组成了“飞禽走兽老虎机:智能煤机装备产业技术联盟”。通过构建“产—学—研—用”创新链条,搭建“共建共享共赢”的服务、研发、技术转移和产业化平台,协同解决综采智能化技术、数据融合交换等技术难题,以产学研用一体的产业联合生态体系,带动煤机制造产业高端化、智能化、绿色化、集群化、融合化、服务化发展。
该企业强化协作研发,依托“链核”“链上”企业及联盟成员单位优势,加大技术、信息交流力度。他们与天巨重工合作研制的“掘锚一体化快速掘进机装备”已成功投运;与太原理工在特厚煤层安全高效智能化开采、智能化快速掘进成套装备等方面开展合作研究。此外,太重煤机与山西科达自控公司、太原科技大学在“无线高可靠性综采工作面控制系统关键技术、智能机器人视觉环境感知关键技术研发与应用”等方面开展深入合作,全力提高智能煤机装备产业发展的技术水平、研究水平。
煤炭产业“数智”升级也为通信企业加快融入数字经济新发展格局提供了广阔舞台。近年来,山西联通建设了全国首个井下5G项目庞庞塔煤矿、全国首个5G+智能综采项目乡宁台头煤矿。去年5月,中国联通智慧矿山军团正式落户山西以来,立足山西、服务全国,依托庞庞塔标杆,形成了智慧矿山建设的感知、基础设施、数据服务、应用四层架构解决方案,飞禽走兽老虎机技术应用深入综采、掘进等核心生产环节,服务全国10多个省份、30多家能源集团、150多个矿企,为矿山全面数字化转型发展作出积极贡献。
然而,业内专家表示,目前我国矿山行业数字化生态体系尚处在雏形阶段,煤矿智能化建设仍任重而道远。煤矿依然是高危行业,许多常规技术受到限制,还有许多技术难题等着攻克,存在诸如数据标准不统一、数据孤岛,数据没有得到充分利用、产生更大价值,5G还没有与现场深度融合等问题。
但是,相信随着各级政府部门支持推进力度的不断加大,煤炭企业和相关信息技术设备供应等企业的共同努力,我省煤炭产业和数字技术定能加快融合,为山西加快能源革命综合改革试点步伐,实现行业高质量发展作出应有的贡献。
点“碳”成金 做好煤炭清洁高效利用大文章
——山西能源产业“五个一体化”融合发展系列综述之五
公元3世纪,西晋时期,张华撰写《博物志》,记载了一种富含二氧化碳的石灰窑气。
现代工业生产点亮文明星火的同时,二氧化碳温室效应正严重破坏地球自然环境和生态系统。降碳减排,迫在眉睫。
习近平总书记在中共中央政治局第三十六次集体学习时指出,我国已进入新发展阶段,推进“双碳”工作是破解资源环境约束突出问题、实现可持续发展的迫切需要,是顺应技术进步趋势、推动经济结构转型升级的迫切需要。
2022年1月,习近平总书记在山西瑞光热电有限责任公司考察调研,就“双碳”目标、煤炭多元化利用和能源保供作出重要指示。
牢记领袖嘱托,推进“双碳”工作,既对绿色低碳转型提出现实要求,又为企业高质量发展带来新的发展机遇。作为能源大省,围绕“能源革命”探索创新,贯彻落实能源产业“五个一体化”融合发展战略部署,山西如何变“碳”为宝,做好煤炭清洁高效利用大文章?
电厂烟气捕集二氧化碳将其变为食品级,将二氧化碳转化为碳纳米管及其下游产品,二氧化碳加氢制绿色低碳甲醇……从技术研发到场景拓展,我省在二氧化碳捕集、利用和封存技术(CCUS)方面不断进行创新和探索。
技术赋能
推动碳排放大户降碳减排
捕集、利用和封存技术……逐渐走进大众视野的CCUS技术如何实现降碳减排?简言之,就是将二氧化碳从工业过程、能源利用或大气中分离出来,直接加以利用或注入地层,实现二氧化碳的永久减排。
分析显示,到2050年化石能源仍将扮演重要角色,占中国能源消费比例的10%—15%。CCUS技术是化石能源、火电行业和减排难度较大的行业实现近零排放的重要技术选择。
我省传统优势产业大多是能源消耗大、碳排放量高的产业,通过CCUS技术,诸多碳排放大户不仅有望实现降碳目标,还可建设具有高附加值的碳基材料基地,成为新材料、新能源和绿色原材料的供应商。
时值盛夏,在晋中市榆次区乌金山的怀抱中,一处蓝白相间的厂区与葱翠的植被相映成景。由山西国际能源集团(格盟国际)有限公司独资建设的山西瑞光热电有限责任公司坐落于此,运营2台30万千瓦供热机组,为太原、晋中两市及太原武宿机场供热约2400万平方米,这是省内同类机组单位千瓦容量供热面积最大电厂。
2016年,瑞光热电积极探索建设了电厂烟气捕集二氧化碳试验项目,通过变温变压物理吸附碳捕集工艺,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,应用于饮料、烟草、食品冷藏保鲜等行业。
据了解,在已建成项目的基础上,该集团公司与怀柔国家实验室山西基地合作,拟在瑞光热电建设大规模低成本二氧化碳捕集、封存及制甲醇、制氢、储能、热电解耦一体化发展模式探索项目。项目为在烟气中捕集二氧化碳提供一种更高效低耗的新方法,并为延长下游产品产业链奠定基础。
在推动能源绿色低碳发展上,国际能源集团始终走在前列,目前,国际能源、格盟国际投资建设的26台煤电机组已全部完成超低排放改造。作为全省率先完成超低排放改造的发电集团,改造后机组各项排放指标均优于燃气发电机组,每年进一步减排粉尘约1万吨、二氧化硫约2.2万吨、氮氧化物约2万吨。
“探索永无止境,我们将紧紧围绕碳达峰碳中和战略目标,供电与供热齐抓,转型与低碳并重,在做好传统能源供给保障的同时,积极探索能源革命综合改革,以实际行动奋力续写国际能源践行能源革命、推动和实现‘双碳’目标的企业篇章。”该集团党委书记、董事长曹阳说。
科技创新
让全产业链向规模化延伸
我国要在2060年前实现碳中和,基本路径是:促进能源电力系统低碳化、电气化、智能化,(无法电气化的领域)低碳燃料转化以及应用负排放技术。
从碳达峰到碳中和的过程是经济增长与二氧化碳排放从相对脱钩走向绝对脱钩的过程。数据显示,10年来全国能耗强度累计降低了26.4%,以年均3%的能源消费增速支撑了年均6.2%的经济增长,相当于少用了约14亿吨标准煤,少排放二氧化碳近30亿吨。
我国首条百万吨、百公里高压常温密相二氧化碳输送管道正式投运;亚洲最大的煤电CCUS项目江苏泰州电厂50万吨/年二氧化碳项目投产;全球首座万吨级二氧化碳直接利用工业实验示范工厂投产……试点示范项目规模不断壮大,我国二氧化碳捕集、利用与封存技术(CCUS)全产业链规模化发展取得了长足进步。
我省也加快了推进煤炭产业和降碳技术一体化的发展步伐,重点在二氧化碳深部煤层封存及驱替飞禽走兽老虎机、碳纳米管制造、加氢制甲醇等方面强化技术攻关和产业应用,力争在相关领域走在全国乃至全球前列,进一步打开煤炭清洁高效利用新空间。
我省拥有优越的风光电资源优势,如何将不稳定的风光电资源充分利用起来?吉利通过科研和实践提出“当前最有效的一种电子燃料合成方法是将二氧化碳与氢气通过科学的热催化反应合成甲醇”,将风光发电间歇不稳定的能量存储起来再利用。
吉利参与建设了全球首个规模最大的二氧化碳加氢制绿色低碳甲醇工厂,其利用焦炉气中的氢气与从工业尾气中捕集的二氧化碳合成绿色低碳甲醇,每年可生产11万吨甲醇,直接减排二氧化碳16万吨。
绿色、低碳、清洁可再生甲醇的制备与使用,成为实现“双碳”目标的现实选择和有效路径。今年5月,省工信厅等十部门联合发布了《关于加快推动全省甲醇汽车推广应用的若干措施》,加速建设以重卡货运为主的甲醇汽车绿色交通体系,为我省加快建设绿色低碳循环发展经济体系提供支撑。
作为全省首批“链主”企业,吉利汽车晋中基地的汽车产业链条最长、产量最大、资质最全。今年,全球首款醇电混动轿车下线,全国首条年产1万台甲醇重卡生产线投产,“晋中产吉利造”的甲醇重卡已在我国多地的公路上奔跑,其经济性、实用性、环保性、安全性得到实践印证,受到市场青睐。
依托“链主”企业,叠加资源优势,晋中市把新能源汽车、甲醇汽车和甲醇化工产业协同发展作为引领先进制造业扩能的“一号工程”,拓展甲醇重卡应用场景,打造醇、运、站、车全链条甲醇经济新生态。
多向探索
让山西碳经济实现特色发展
目前来看,我国在二氧化碳捕集、利用和封存技术研发、试验示范和商业化探索方面已开展大量工作,但整体处于工业示范阶段。有专家分析称,目前在世界范围内CCUS技术产业化仍受限于成本居高不下、应用场景局限、二氧化碳及衍生品市场供大于求等诸多问题。
从探索试水到政策扶持,从试点示范到规则制定,CCUS技术和应用在我省落地开花,在煤炭清洁高效利用上探索出山西碳经济特色发展之路。
中国科学院山西煤化所牵头主持制定的《低压低浓度二氧化碳两级变压吸附提浓设备》以及参与制定的两项团体标准由中国工业节能与清洁生产协会正式发布实施。该系列标准规范和加强了相关行业对固体吸附法二氧化碳捕集关键设备设计、加工、检测、运行维护的管理,可进一步促进我国碳捕集、利用技术进步和推广创新成果。
国电电力大同发电有限责任公司《大型燃煤电厂化学链矿化CCUS成套技术研发及降碳新模式应用》成果入选“十四五”绿色低碳综合能源发展暨煤电机组“三改联动”示范案例,并荣获“十四五”热电产业节能减排技术创新奖一等奖、“十四五”热电产业节能减排首台(套)技术装备奖。
据悉,国电电力大同公司火电厂二氧化碳化学链矿化CCUS技术,将含钙较高的工业固废如电石渣、钢渣等作为原料,与火电厂烟气中的二氧化碳通过中间媒介构建化学链矿化反应,最终得到具有经济价值的微米级碳酸钙产品。这一成果不仅意味着我国相关技术创新和工程化取得了重大突破,更为低能耗、低成本、规模化、可持续的减排二氧化碳提供科学可靠的技术支撑。
山西清洁碳经济产业研究院在山西大同大唐云冈热电厂建成二氧化碳捕集和转化碳纳米管产业化示范系统。这套系统把经过脱硝除尘、脱硫超低排放后的煤电锅炉烟气抽取过来,经过冷却、碱洗、吸收、解吸、压缩、提纯、液化成99.9%以上纯度的液态二氧化碳。这一过程,把烟气残余的二氧化硫、氮氧化物等进行进一步脱除处理,实现了近零排放。
“煤炭产业和降碳技术一体化是主动应对碳中和的战略之举,是山西煤炭产业安全高效绿色持续发展的发力点之一。”山西清洁碳经济产业研究院院长宋维宁表示,从电厂烟气中捕集二氧化碳并转化为高附加值的碳纳米管,再到碳纳米管在新能源汽车的应用,是深化煤炭梯级高值利用的具体体现。碳纳米管是目前已知的二氧化碳转化利用附加值最高的产品之一,碳纳米管在新能源汽车锂电池中的应用开启了一个千亿级的碳经济时代。
显而易见,二氧化碳这一让人又爱又恨的碳氧化合物,与人类命运紧密联系。面向未来,或减排、或利用、或封存……我们在找寻彻底解决办法的征程上继续创新、探索和前进。
来源:山西日报