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谢和平告诉你 煤炭革命该怎么干?

北极星电力网新闻中心  来源:中国煤炭报  作者:张莹  2018/7/12 9:36:30  我要投稿  
所属频道: 火力发电   关键词: 燃煤发电 煤炭 清洁能源

北极星火力发电网讯:煤炭革命不会一蹴而就,将是一个长期的过程。

“当前既要‘ 低头拉车’,解决开发利用不可持续的现实问题;也要‘抬头看路’,看清煤炭革命路在何方。” 在中国工程院咨询项目“煤炭革命的战略与方向”成果发布会上, 深圳大学深地科学与绿色能源研究院院长、中国工程院院士谢和平如是说。

谢和平表示, 煤炭革命要走绿色安全智能开发的科学产能发展之路,清洁高效低碳的科学转化利用之路,并与新能源密切结合, 使煤炭行业由最初的单一资源开采利用发展成为煤基多元协同与原位采用一体化和深地空间利用的智慧能源系统, 使煤炭最终成为安全、绿色、可靠、高科技含量的清洁能源

一、煤炭革命分哪三个维度?

谢和平说, 煤炭革命分为时间、空间和技术演进三个维度。

从时间角度看, 煤炭革命是一个长期过程。总结之前100 多年的煤炭技术发展规律, 煤炭经历了人工开采、机械化开采两个阶段,即煤炭1.0 阶段和2.0 阶段。当时, 煤炭仅作为燃料,被低水平开采和利用。目前, 煤炭发展到2.0 阶段的后期, 煤炭开采效率、利用水平大幅提升, 但在满足能源需求的同时也带来了一系列问题。

从空间角度看, 目前开采深度已到1500 米, 再继续向深部进军将受到高地压、高地温以及复杂地质条件等因素的严重制约, 面临极大的安全、环境、技术等风险。当前的开采理论和方法适应的开采深度是有极限的,超过极限就必须考虑采用全新的开采方法。

从技术演进角度看, 将按照“ 现有基础支撑技术— 变革性技术— 颠覆性技术” 构建煤炭3.0 阶段、4.0 阶段和5.0 阶段三个阶段的技术蓝图。开采、利用技术的研究不单要考虑现有技术的升级与突破, 还要有对新的、颠覆性技术的探索, 从而应对未来的技术变革。

二、煤炭“中国梦”的三个阶段

谢和平说:“再经过30 余年努力,‘中国梦’的煤炭篇章将实现。”实现步骤分为三个阶段。

一是井下少人、接近天然气排放水平的煤炭工业3.0 阶段。煤炭3.0 阶段定位在2020 年之前,是煤炭行业转型调整的关键时期。此阶段核心是尽快实现煤炭智能开采和超低排放洁净利用, 完成煤炭开采利用技术升级与推广, 最大程度地消除煤炭开采及利用的环境负效应。

到2020 年, 煤炭开采深度不超过2000 米, 全矿井自动化、智能化技术有效支撑地质信息采集、通信、智能决策与控制等; 在东部人口密集区域, 加强对充填开采、保水开采、多种资源联合开采等方面技术的研究,减少对土地、地下水资源的破坏; 解决煤炭开采、利用过程中产生的环境负效应问题。

二是井下无人、接近清洁能源排放水平的煤炭工业4.0 阶段。煤炭4.0 阶段定位在2020 年至2035年, 是能源技术由量变到质变的突破期和转换期。此阶段核心是突破无人化开采、近零排放以及液态化开采关

键技术。

三是井下无人、地上无煤, 纯清洁能源的煤炭工业5.0 阶段。煤炭5.0 阶段定位在2035 年至2050年, 3000 米左右深部开采成为现实需求。煤炭5.0 阶段核心是颠覆传统煤炭开采理念和技术体系, 实现深部资源原位液态化开采。

此阶段可让资源就地利用, 需要地质保障、采区规划、矿井开拓以及智能化开采等步骤和技术支撑; 将固体煤炭资源转变为气态、液态; 颠覆现有采掘模式, 以人工智能、分布式控制技术为基础, 打造采、选、充填、气化、发电一体化的高可靠性智慧装备系统。

三、从全生命周期研究技术发展

如何实现上述三个阶段的目标?

谢和平表示, 需从煤炭开采过程、利用过程、环境影响消除的煤炭资源全生命周期角度,研究煤炭技术的发展。

智能化无人开采是煤炭3.0 阶段需要着重研发的关键技术。2020 年前,实现2000 米以浅智能化开采;2020 年至2035 年,实现3000 米以浅智能化无人开采;2035 年至2050 年,打造3000米以深的智慧矿山, 实现煤炭开采人不下井。

流态化开采的技术演进路线为:2020 年前, 将煤炭流态化开采作为深地研究的重要科学问题率先提出来, 展开煤炭资源流态化开采前瞻性理论、基础性技术研究; 2020 年至2035 年, 建立现有煤炭开采及转化技术体系对流态化开采的基础支撑架构, 部分流态化开采关键技术的深部原位实现; 2035 年至2050年, 实现流态化开采重大关键技术的突破, 集成相关技术开展现场实施。进入深部资源开采后将面临更大的安全、环境、经济以及技术难题。基于对地球深部基本科学规律的探索, 提出煤炭资源深部原位流态化开采的颠覆性理念, 可以解决3000米甚至更深的资源开发难题。

地下空间的开发利用技术路线为:2020 年前,主要进行500 米以浅废弃矿井空间开发利用, 积累空间分配、生态系统再造、通信等关键技术;2020 年至2035 年,进行2000 米以浅深部地下空间开发利用, 包括医疗、试验等用途; 2035 年至2050 年,开展与流态化开采相配套的地下空间开发利用技术研究。

煤炭清洁低碳利用方面, 在2020年前, 重点解决分散燃煤清洁化问题和推广应用燃煤发电超低排放技术;2020 年至2035 年,实现燃煤发电近零排放和地下转化, 削减大部分的二氧化碳排放;2035 年至2050 年,煤炭不到达地面, 直接在地下实现热电气一体化生产, 由开采煤炭转变为开采“能源”。

谢和平说:“ 不论出身, 只论排放, 煤炭也能成为清洁能源, 这是煤炭革命的终极目标。”

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