科技创新与煤炭高效清洁利用

张晓虹

摘 要：为实现可持续发展，世界各国都在重点研究如何利用科技手段促进煤炭高效清洁利用。而煤炭作为我国能源结构中最为重要的能源之一，对我国国民经济发展有着重大影响，煤炭高效清洁利用也对我国来说十分关键。基于此，本文简单阐述了我国煤炭高效清洁利用的现状，煤炭高效清洁利用与科技创新相结合的重要性，并重点分析了煤炭高效清洁利用与科技创新结合的思路。

关键词：清洁煤；碳捕集封存技术；氮氧化物燃烧技术

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

0 引言

我国的煤炭资源丰富，产量与消费量均世界第一，但石油、天然气等资源相对不足，因此煤炭资源就变成我国能源格局中主导地位的资源，同时也是支撑我国经济发展的重要资源。煤炭消耗时带来的环境问题不仅在我国，也在世界范围内被重视。为实现可持续发展，我国也展开了对煤炭高效清洁利用的相关研究。

1 我国煤炭高效清洁利用的现状

当今，世界各国都将能源战略的中心从能源转移到能源清洁，科技创新也变成现代煤炭工业实现“安全、高效、低碳”的核心。我国是世界第一大煤炭生产国和第一大煤炭消费国，拥有世界第三的煤炭储量，煤炭在我国能源结构中有着举足轻重的位置，煤炭高效清洁利用对我国发展也至关重要，利用科技创新进行煤炭高效清洁利用不仅能在很大程度上促进煤炭产业的发展，还能提高自然环境的承载能力，改善环境污染，缓解我国不可再生能源枯竭的问题，实现我国可持续发展。

煤炭高效清洁利用是为提高煤炭资源的利用效率和最大程度避免污染自然环境而进行生产、加工、燃烧、转化及控制有害物质排放的统称，其主要分煤炭加工技术、煤炭燃烧技术和煤炭烟气净化技术。煤炭加工技术包括煤炭成型、煤炭气化和液化等技术，主要是为了使煤炭能满足使用需求对煤炭进行洗选、加工和转化等处理；煤炭燃烧技术主要是煤炭清洁发电技术；烟气净化技术主要包括烟气脱硫脱硝技术和颗粒物排放控制等技术。我国的煤炭高效清洁利用起步较晚但发展迅速，原煤加工技术水平不断提高，煤炭气化技术在工业领域中的地位也越来越重，但在发展的同时还存在着推广范围小、产业化程度低及政策不完善等现实问题。我国煤炭高效清洁利用主要影响因素包括经济与环境因素、政府因素和技术产业化因素等[1]。

2 将煤炭高效清洁利用与科技创新结合的思路

2.1 多种方式利用科技进行煤炭清洁

煤炭高效清洁利用的发展趋势是将煤炭转化为电力、液态、气态等清洁能源，这就需要利用到科学技术的创新，对此科研人员要加大对二氧化碳捕获和封存技术（CCS）的研究。CCS技术是指从工业或相关能源的排放源中分离出二氧化碳，将分离的二氧化碳输送到安全地点进行封存，防止其被排放到大气中的技术。随着技术的不断发展和完善，CCS在未来将可以实现燃煤发电的零炭排放。我国目前还缺乏明确的CCS技术法律框架和成熟的商业化运作示范項目。

另外，煤炭高效清洁利用并不仅仅局限于CCS技术，还包括煤炭气化、煤炭液化、煤制甲醇、煤制合成天然气、煤制氢等技术。如我国的神华集团已经完成与世界最大煤制油公司南非萨索尔公司合作的煤液化项目可行性研究工作，在正式投产后该项目的日产量将达到9.3万桶。华能天津电站示范工程项目（IGCC）的实施，也标志着我国自主知识产权的世界先进清洁煤发电技术取得了实质性进展。我国的煤炭加工业虽取得了一定的成绩，但还存在着许多不足，依然需要科技创新提高煤炭转化成清洁高效能源的属性。

2.2 改进煤炭工艺并规范煤炭清洁技术

如果燃烧方式不同，生成排放物的种类和产生量都不同，推行煤炭高效洁净燃烧技术可以帮助我国普及煤炭高效清洁利用。我国现阶段使用的高效洁净燃烧技术包括低氮氧化物燃烧技术、循环硫化床燃烧技术和整体煤气化联合循环技术。低氮氧化物燃烧技术是依靠了合理组织煤炭燃烧使氮氧化物生成量减少。循环硫化床燃烧技术是将脱硫剂加入到燃烧过程中，或者通过增压使燃烧效率提高从而降低二氧化硫。

同时，我国还在大量使用低品质的煤，这会加剧环境的污染。因此，为了实现煤炭高效清洁利用，科研人员要利用科技创新改进煤炭的提质和分质工艺。科研人员利用新兴科技对煤炭进行分质和分类，加大力度研发不同品质煤炭燃烧设备，让不同类别的煤炭都能被充分使用，有效提高了煤炭资源的利用率，并减少了对环境的污染[2]。

2.3 大力推广煤炭高效清洁方面的科技创新

《联合国气候变化框架公约》在1997年达成的《京都议定书》中强调要研究、促进、开发和增加利用可再生能源、二氧化碳捕集技术和环境友好的先进技术，肯定了CCS技术对低碳经济的重要性，并分别建立了排放贸易机制、联合履行机制和清洁发展机制三种基于市场机制的国际合作减排机制。这三种减排机制可以使发展程度各不相同的国家交易排放权以实现全球气候变化费用分配的有效性。我国也在国际社会积极参与着碳捕集与封存技术的合作，并曾系统总结了CCS技术实践和国际合作的重要进展。2010年，我国相关科研工作者重点阐述了CCS技术的研发应用和发展路线图等。随着科技的创新，科研人员也不断从国际经验、能源安全和法律监管等角度进行了多方面研究。发展至今，我国已经在CCS技术的政策指引、理论研究和技术实践方面都取得了一定的进展。

3 总结

综上所述，我国正积极利用科技创新促进煤炭高效清洁利用并取得了一定成果，但在利用过程中还存在着一些问题需要改善。由分析可知，我国现阶段的煤炭高效清洁利用还存在着推广范围小、产业程度低、政策不完善等问题。科研人员通过CCS技术对二氧化碳进行了捕集和封存，利用创新科技改进了煤炭工艺使二氧化碳生成物极少，煤炭转化成清洁能源更充分，推广了我国煤炭高效清洁利用，保证了我国在煤炭企业的可持续发展。

参考文献：

[1]刘昕.科技创新与煤炭高效清洁利用[J].山东工业技术，2016（14）：225.

[2]赵秋雁.科技创新与煤炭高效清洁利用[J].国际经济合作，2012（06）：33-39.endprint