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在新能源安全可靠的替代基础上,传统能源逐步有序退出是实现“双碳”目标的必由之路。要立足以煤为主的基本国情,抓好煤炭清洁高效利用,增加新能源消纳能力,推动煤炭和新能源优化组合。要发挥火电廉价、灵活、强大的调峰作用,提升煤电机组灵活性,建设分布式现代化智能电网,迭代升级储能技术,依托能源工业互联网大数据平台,建设“源网荷储”一体的新能源体系。在能源清洁低碳转型、新型能源体系建设得到国家政策支持的背景下,要提高能源综合利用手段方法,基于大数据、物联网等技术,统筹协同电、冷、暖等形式的能量,逐步提升多种清洁能源综合利用效率,倡导节约集约的智慧能源方案,不断探索能源利用新路。
特别是要重视废弃矿山资源开发利用。我国煤炭工业废弃矿山达10000余处,蕴藏资源丰富,赋存的煤炭资源量高达420亿吨、非常规天然气近5000亿立方米,直接关停将造成巨大浪费。废弃矿山地下空间资源超156亿立方米,目前已有及未来预计新增的采煤沉陷区面积超过6万平方千米,新型清洁能源供储潜力巨大,可以有力支撑“双碳”战略实施。通过土地复垦、植树造林等不但可修复生态环境、修复损毁土地,而且可增加绿色植被,增汇潜力巨大。废弃矿井地下空间巨大,为二氧化碳封存、抽水蓄能、压缩空气储能提供了良好条件,碳捕集利用与封存(CCUS)、储能“充电宝”类产业发展前景可观。通过支持废弃矿山多能互补体系基础研究,加快推进废弃矿山清洁能源开发利用科研攻关,打造废弃矿山绿色资源开发利用技术研发、实验和推广基地,实现废弃矿山生态修复、扩绿增汇、多能互补一体治理。
加强“煤炭清洁高效
利用+多能耦合”研发
创新在我国现代化建设全局中居于核心地位。必须坚持“四个面向”,加强煤炭清洁高效利用和多能耦合领域的技术研发,努力实现煤炭科技高水平自立自强,为行业高质量发展夯实科技基石。
持续推进煤炭清洁高效利用,必须解决两个问题。一是解决好煤炭消费结构进一步优化的问题。在目前煤炭消费结构中,应用于供暖供热领域的煤炭占比仍为20%左右,其能源利用效率低、碳排放和污染控制难度大。二是解决好煤炭科技创新能力亟待提升的问题。虽然2021年年底我国超临界和超超临界机组占比超过50%,但煤耗偏高的亚临界机组和大量小型机组依然占比近半,煤电行业平均度电煤耗约为302克,与先进国家的270克左右相比仍有差距。此外,煤炭利用效率、煤电机组超低排放改造、CCUS容量扩张等仍有很大提升空间。要围绕燃煤发电、现代煤化工两大利用方向建立完整配套的采、选、碳捕集、固碳技术体系,推广应用先进技术。为此,需要从如下四方面发力解决。
一是站在经济社会高质量发展的高度调整和优化煤炭科技战略。围绕能源安全与碳达峰、碳中和战略目标,明确煤炭利用、煤炭与新能源耦合领域的重大科学问题和关键技术。聚焦核心技术,鼓励开展煤炭清洁高效利用基础理论与关键技术攻关,推动煤炭清洁高效利用示范工程建设。
二是加强煤炭技术创新与工程示范。做好煤炭碳减排领域的“三端”融合,强化升级换代、低碳融合技术与装备的创新,推进煤电机组节能提效升级和清洁化利用,开展煤电机组供热改造,加快实施煤电机组灵活性改造;开展燃煤烟气碳捕集与封存技术攻关,突破“煤炭清洁燃烧+CCUS”成套技术,并开展工程示范;加强整体煤气化燃料电池(IGFC)技术研发与应用研究。推进煤与新能源多能互补及储能技术发展,以废弃矿井地表地下空间为载体,数字孪生技术为支撑,构建集风、光、热、水清洁能源生产、储备、转换与生态工程固碳于一体的产—储—固智慧新型负碳绿色能源供应体系,实现清洁能源稳续供给、碳永久封存、能—碳平衡共存。
三是加大煤炭颠覆性技术的布局攻关。把握全球绿色低碳发展大势和新一轮产业变革中孕育的新机遇,加强颠覆性技术布局,开辟煤炭工业发展新赛道,塑造发展新动能新优势,特别是在近零碳排放煤炭发电新技术、新型煤化工技术、煤基特种燃料、煤基生物可降解材料、煤基碳素新材料、煤系共伴生资源综合利用、煤层原位采选—充—电—气—热一体化开发技术、深地甲烷—二氧化碳原位高能利用技术等方面,要做好高水平科技自立自强的大文章。
四是提升煤炭利用国际合作。充分发挥“一带一路”作用,加强煤炭利用领域的基础研究以及煤炭与大数据、人工智能等领域的交叉融合,推进煤炭领域工业互联网建设,加强煤炭与新能源、氢能、储能技术、智慧能源的协调创新与国际科技合作。
(作者系十四届全国人大代表、中国工程院院士、安徽理工大学校长)
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