党的二十大报告提出加强煤炭清洁高效利用,为支撑煤炭的清洁转型,中国煤科成立了中国煤科低碳技术研究院,围绕碳一化学、高端煤基碳材料和精细化学品等方向重点研发。在煤炭直接液化技术研发、输送床气化技术、煤基精细化学品等方面取得重要进展,有些技术进入中试试验阶段,有些已经开始工业示范。
中国煤科是煤炭直接液化技术的发源地,采用该技术建立了世界上首套也是唯一一套百万吨煤直接液化工程,稳定运行了10余年。目前正在开展二代技术验证及催化剂优化升级研究,在设备运行稳定性、节能降耗、环保安全等方面将有大幅改进。
输送床气化技术是一项国际领先的煤炭气化技术,目前仅美国掌握,国内多家机构和企业攻关20多年,尚未取得突破。国内低阶煤储量大,综采过程中末煤占比高,低热值低阶末煤缺乏高效利用路径,该技术只能靠自己研发,为此中国煤科成立了攻关团队,建立了中试试验平台,目前已打通工艺流程。除了可应用于低质煤、富油煤气化外,还可用于生物质气化,实现传统能源与新能源耦合,助力双碳目标。
这些技术实现了煤炭从“高碳”向“低碳”转型,不仅提高了煤炭的价值,同时大幅降低了碳排放。
“地热+”,助力能源结构转型升级在“双碳”目标下
中国煤科下属西安研究院充分发挥在煤炭资源勘探开发和地质保障领域的传统技术优势,积极引进、集成和创新地热能开发利用技术,着力构建拥有自主知识产权的“地热+”综合能源技术体系。
在浅层地热能开发利用方面,突破常规地源热泵中地埋管60~120m的深度限制,创新应用了150~200m深U型地埋管和套管式地埋管换热技术。将浅层地热能与太阳能、空气能及储能技术耦合,形成“地热+”多能互补系统,为各类建筑的供热、制冷、供热水及用电提供能源,提高了浅层地热能利用项目的经济性和稳定性。
在中深层地热能开发利用方面,引进和升级了中深层井下换热建筑供热技术,提升了地热井单井取热量,降低了开发成本,尤其是提高了中深层地热建筑供热在城镇区的推广应用价值。这些地热能开发利用技术无论在城镇区还是煤矿区,均可推广应用,替代建筑供热、制冷等方面的燃煤、燃气等传统能源。
地热能是唯一不受天气、季节变化影响的可再生能源,由于其安全性、稳定性、连续性,具有清洁、低碳、可再生等特点,成为“双碳”背景下,可再生能源的重要能源载体。地热不受昼夜、季节影响,可实现全天候供能,而“地热+”多能互补系统通过综合智慧能源一体化供应,予以动态优化能源调配,投资回收期可有效缩短。在环境效益方面实现了“冷-热-水-电”四联供,经济和社会效益突出,地热与其他新能源的耦合能够破解了单一能源的局限性,更通过多能互补实现了生态效益与经济效益的双重增值。
水资源保护与煤炭资源安全开采,曾是一对无法回避的矛盾。中国煤科依托技术积淀和创新成果,聚焦解决煤水矛盾,大力推动水资源保护技术、工艺革新,在煤矿设计、建设和生产的全过程,探索出一条保水、治水、节水的新路,书写了“采煤不毁水、开发不伤绿”的答卷。