一噸煤能做什么?

用來燃燒發(fā)電，一個普通家庭能用一年;經(jīng)過化學(xué)加工，能變成高檔潤滑油、尼龍纖維等，不僅綠色低碳，而且身價翻倍，實現(xiàn)從論噸賣到論斤賣、論克買。

煤炭大省山西，年產(chǎn)煤炭超13億噸，占中國近30%。每天，200萬噸煤炭從這里輸送到全國各地。

作為能源革命綜合改革試點省，山西在保障煤炭供應(yīng)安全的同時，加快建設(shè)煤炭綠色開發(fā)利用基地。

一噸煤如何綠色轉(zhuǎn)型?近日，記者深入企業(yè)生產(chǎn)一線探訪。

人控變數(shù)控，智能化開采，工作效率更高

一大早，天將將亮。太原古交市，山西焦煤西山煤電馬蘭礦早班礦工準備下井。

除了安全帽、頭燈、自救器老幾樣，綜采一隊隊長高帥還帶上了新裝備——5G防爆手機，“用它就能跟地面視頻通話了。”說話間，高帥呼出團團白氣。

高帥和工友坐上井下人車，20分鐘后，到達10602智能化綜采工作面。

“地面準備一鍵啟動，井下人員是否到位?”

“人員已到位。”

中控室，工作人員輕點按鈕，300米深井下，采煤機滾刀飛轉(zhuǎn)，液壓支架來回伸縮，一噸又一噸的烏金順著煤壁傾瀉而下，經(jīng)過鏈板機、皮帶機被運送至地面。

過去，完成這套流程需要5個人。支架工要在100多副支架間緊跟采煤機來回跑，不停收升護幫板、提拉支架，這樣的動作，一個班次要重復(fù)上千次。

“智能化作業(yè)好處多啊，安全更有保障，也更省力了。”高帥井下工作13年，深有感觸。

像這樣的智能化綜采工作面，馬蘭礦已建成9個。“設(shè)備自動化程度高了，生產(chǎn)效率隨之提高，生產(chǎn)班成員減少四成。”高帥介紹。

馬蘭礦，一座30多年的老礦井，卻是山西首批通過驗收的中級智能化礦山，智能化場景無處不在。主斜井皮帶全長1140米，過去人工巡檢盲區(qū)多，現(xiàn)在有智能巡檢機器人24小時無死角盯防。過去，通風(fēng)機房、井下變電所需要三班倒，現(xiàn)在已實現(xiàn)無人值守。

減下來的人員去哪里了?

“煤礦用的智能化設(shè)備多了，需要的檢修工也多了。把他們充實到檢修班，做電工、鉗工。”馬蘭礦機電部副部長張慧慧介紹，“現(xiàn)在煤礦需要更多技能人才，這兩年招了不少計算機專業(yè)研究生。”

智能化礦井產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)，安全生產(chǎn)如何管控?

走進馬蘭礦智能控制中心，顯示屏占了三面墻，井下視頻實時回傳，海量數(shù)據(jù)時刻更新。

這個平臺就像“中樞神經(jīng)”一樣，集成融合了人、機、物、產(chǎn)、供、運等各種信息。“以前數(shù)據(jù)分散，看數(shù)據(jù)得往機房跑，最遠的在30公里外?，F(xiàn)在所有系統(tǒng)的數(shù)據(jù)都集中在一個平臺上，哪個環(huán)節(jié)有問題一目了然。”張慧慧介紹。

馬蘭礦智能控制中心以前叫集中控制中心，兩字之差，折射煤炭開采方式大變革。山西累計建成200座智能化煤礦、30個綠色開采試點示范煤礦，煤炭先進產(chǎn)能占比近82%。

燃料變原料，精細化利用，煤炭從論噸賣到論克賣

走進潞安化工煤基清潔能源公司(以下簡稱“煤基清潔能源公司”)的產(chǎn)品展廳，記者眼前的桌子上放著兩瓶油品，一瓶是石油基油品，呈黃色，一瓶是煤基油品，無色透明。點燃燈芯，只見石油基油品燃燒后飄出縷縷黑煙，而煤基油品只見火苗不見煙。

這是為何?

“石油基油品硫、氮、磷等雜質(zhì)比較多。我們生產(chǎn)的煤基油品幾乎沒有這些雜質(zhì)。”潞安清潔能源實驗室主任張國富解釋道。

透過展廳玻璃向外望去，只見塔器林立、管道縱橫，126米高的4套氣化爐一字排開。這是“潞安180萬噸/年高硫煤清潔利用油化電熱一體化示范項目”(以下簡稱“180項目”)，是國家“十二五”重點攻關(guān)項目，2017年底投產(chǎn)。氣化爐“吃”的是煤，產(chǎn)的是油、費托蠟等精細化學(xué)品。

煤炭如何變成油?

“當前，國內(nèi)有4家煤制油基地，采用兩種技術(shù)路線，一種是直接液化，煤在高溫高壓下直接液化成油。”張國富向記者介紹，“我們采用的是另一種技術(shù)——間接液化。煤炭不完全燃燒產(chǎn)生粗煤氣，凈化雜質(zhì)后只剩下一氧化碳和氫氣，經(jīng)過催化合成油品，純度高，產(chǎn)品均價每噸7000元左右。”

煤制油附加值高，成本也高。先不說前期建設(shè)投入，單說買煤，山西煤礦均為高灰熔點煤，不適用傳統(tǒng)煤氣化技術(shù)。一開始，“180項目”得去陜蒙地區(qū)買煤，或者外地煤摻燒本地煤。

這幾年，外地煤價格走高。“我們用煤量大，”張國富說，“運輸成本每年要有數(shù)億元，對企業(yè)來說是一筆不小的開支。”

企業(yè)“越燒越虧”，還有將近2000號員工要養(yǎng)活，這么下去扭虧脫困幾乎不可能。

研發(fā)一種助熔劑，讓氣化爐能燒本地煤，成為問題關(guān)鍵。但也有不少人反對，一套氣化爐系統(tǒng)十幾億元，燒出問題了誰負責(zé)?

“試，有可能成功，不試，只有死路一條。”煤基清潔能源公司首席師張國華和團隊頂著壓力，精選幾十種材料，歷經(jīng)上千次試驗，克服一系列難題，終于研發(fā)出新一代助熔劑。

2021年底，4臺氣化爐全部單燒本地煤，原料加運費，一年省下數(shù)億元。同時，團隊不斷優(yōu)化助熔劑配比，噸煤助熔劑成本降了近八成。

“180項目”持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)，開發(fā)出50余種煤基合成產(chǎn)品，今年產(chǎn)量預(yù)計達到100萬噸。產(chǎn)業(yè)鏈也在延長，已培育出6家下游企業(yè)。

其中，專精特新“小巨人”企業(yè)太行潤滑科技股份有限公司以煤制基礎(chǔ)油為原料，生產(chǎn)高端潤滑油產(chǎn)品。“高端制造、新能源、軍工裝備等領(lǐng)域都用上了我們的潤滑油，不斷填補國內(nèi)空白。”公司總經(jīng)理助理、市場研發(fā)部部長張曉軍頗有成就感。

論噸賣的煤炭、焦炭，變成了論斤賣、論克賣的精細化工材料。山西正著力打造10條煤化工重點產(chǎn)業(yè)鏈，計劃到2030年，建成國內(nèi)重要的現(xiàn)代煤化工示范基地。

廢氣變資源，清潔化生產(chǎn)，氫能重卡運煤1萬公里減碳12噸

大雪過后，晉南沁水盆地氣溫驟降，晉城市沁水縣李莊村村民王小曲家里暖意融融。墻上壁掛爐顯示，出水溫度38攝氏度。“取暖做飯用上了煤層氣，不用掏煤灰了，村里環(huán)境也干凈了不少。”王小曲說。

煤層氣俗稱“瓦斯”，是產(chǎn)自煤層、以甲烷為主要成分的非常規(guī)天然氣。山西煤層氣資源總量約占全國的三分之一。

山西藍焰煤層氣公司總工程師郭盛強介紹，公司上世紀90年代在沁水縣寺河礦區(qū)開展地面瓦斯抽采試驗，目前已形成從鉆井、壓裂、排采到集輸?shù)南盗屑夹g(shù)工藝體系。

近年來，山西探索出一條“先采氣后采煤、采氣采煤一體化”的煤礦瓦斯治理利用模式，煤層氣規(guī)模化開發(fā)邁上新臺階。

“前10個月全省煤層氣總產(chǎn)量達到113.8億立方米，占全國同期產(chǎn)量八成以上，創(chuàng)歷史新高，已超過去年全年產(chǎn)量。”山西省能源局油氣處處長康義介紹。

在呂梁孝義市北姚加氫綜合能源島，一臺臺氫能重卡正在排隊加氫，10分鐘便可注入35公斤氫氣。

“加滿能跑300公里，一天夠用了，行駛中只排水不排尾氣，污染少。”鵬飛集團卡車司機吳治明說。

這些氫氣從哪里來?

幾公里外的鵬灣氫港制氫工廠，焦爐煤氣通過凈化裝置、增壓設(shè)備、脫硫、脫碳轉(zhuǎn)化等裝置，轉(zhuǎn)化成氫氣。

“以前，煤炭煉焦產(chǎn)生的焦爐煤氣，一半以上點了‘天燈’，破壞環(huán)境又浪費資源。”鵬飛集團董事局主席兼總裁鄭鵬介紹。

氫能是公認的清潔能源。山西是煤炭大省，工業(yè)副產(chǎn)焦爐煤氣豐富，加上物流重卡需求高，運用場景有優(yōu)勢，2019年就開始布局氫能全產(chǎn)業(yè)鏈。主陣地呂梁市成立三位副市長領(lǐng)銜的工作專班，設(shè)立每年1億元的專項資金，支持氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

鵬飛集團是“鏈主”企業(yè)之一。“我們在氫能研發(fā)上下功夫，省級氫能中試基地已獲批，協(xié)同推進成果轉(zhuǎn)化。”鄭鵬介紹。

今年5月，20輛氫能重卡從孝義市出發(fā)，將煤炭送到天津港，再裝滿貨物返回。發(fā)運里程1500余公里，沿途使用三個加氫站補能，現(xiàn)已實現(xiàn)常態(tài)化運行，每行駛1萬公里減碳12噸。

天津港是山西優(yōu)質(zhì)煤焦走向全國、遠洋國際的重要碼頭，7年前停止接收公路煤炭運輸。如今，一支氫能重卡車隊，叩開天津港大門。

目前，山西高純氫年產(chǎn)能3.1萬噸，建成加氫站22座，推廣氫能汽車1000余輛，初步形成“制-儲-運-加-用”全產(chǎn)業(yè)鏈。