作為煤炭大省,山西產(chǎn)出的煤炭曾“點(diǎn)亮全國一半燈”。然而,長期依賴煤炭產(chǎn)業(yè),也導(dǎo)致山西經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)業(yè)單一,僅煤炭一項(xiàng)就撐起全省工業(yè)的半壁江山,煤、焦、冶、電四大傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)占全省工業(yè)增加值的八成以上。碳排放總量大、強(qiáng)度高,且碳排放結(jié)構(gòu)問題突出,山西實(shí)現(xiàn)綠色低碳發(fā)展面臨巨大挑戰(zhàn)。
在全社會積極推動(dòng)如期實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的背景下,山西主動(dòng)跳出舒適區(qū),努力建設(shè)清潔低碳、安全高效的能源生產(chǎn)供應(yīng)體系和消費(fèi)體系,提高能源供給保障能力,推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)從“一煤獨(dú)大”到“八柱擎天”,著力打造能源革命的“山西樣板”。
直道沖刺:完善綠色多元能源供應(yīng)體系
“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),能源行業(yè)是主戰(zhàn)場。山西省煤炭消費(fèi)占一次能源消費(fèi)的比例超過80%,遠(yuǎn)高于全國平均水平。作為全國能源革命綜合試點(diǎn)省,山西堅(jiān)持“穩(wěn)煤、優(yōu)電、增氣、上新”的方針,在能源供給側(cè)加快構(gòu)建多元化清潔能源供應(yīng)體系。
據(jù)山西省能源局副局長王茂盛介紹,“十三五”期間,山西省煤礦數(shù)量減至890座,過剩產(chǎn)能退出規(guī)模全國第一,先進(jìn)產(chǎn)能占比達(dá)到68%。
“2021年,山西將實(shí)現(xiàn)新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換,計(jì)劃有30座煤礦核增產(chǎn)能,原煤產(chǎn)量穩(wěn)定在10億噸左右。”王茂盛說,“十四五”時(shí)期,山西將做好煤礦“加減法”,適度有序核增部分優(yōu)質(zhì)產(chǎn)能,核減資源枯竭煤礦,促進(jìn)產(chǎn)供銜接平衡,繼續(xù)發(fā)揮好煤炭供應(yīng)的“壓艙石”作用。
在晉能控股集團(tuán)塔山煤礦地面調(diào)度中心,工作人員用鼠標(biāo)輕點(diǎn)電腦上的“一鍵啟動(dòng)”,井下采煤機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)等綜采設(shè)備相繼聯(lián)動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。井下各部位運(yùn)轉(zhuǎn)視頻清晰可見,伴隨著各類數(shù)據(jù)的變化跳動(dòng),滾滾烏金順著皮帶奔向地面。
增加科技創(chuàng)新力度,推進(jìn)“5G+”智慧礦山建設(shè),是實(shí)現(xiàn)煤礦智能化發(fā)展、安全生產(chǎn)和減員增效的有效手段。山西省計(jì)劃3年內(nèi)建成10座智能化示范煤礦、50個(gè)智能化示范綜采工作面;5年內(nèi)基本實(shí)現(xiàn)全省大型煤礦、災(zāi)害嚴(yán)重煤礦及其他具備條件煤礦的智能化;到2030年全省煤礦基本實(shí)現(xiàn)智能化。
“煤炭開采本身不會排放大量碳,而采掘過程中的伴生產(chǎn)物瓦斯,是一種強(qiáng)烈的溫室氣體,其溫室效應(yīng)為二氧化碳的21倍。”華新燃?xì)饧瘓F(tuán)銘石煤層氣公司董事長史忠強(qiáng)介紹說,煤礦瓦斯排放對全球變暖的影響比全球航運(yùn)和航空加在一起還要大。
低濃度礦井瓦斯排空一直是行業(yè)的難題。銘石煤層氣公司多年來致力于煤礦瓦斯全利用、零排放研究,最終在低濃度煤礦瓦斯(6%以上)直燃制熱一體化技術(shù)、低濃度煤礦瓦斯(1.8%以上)催化氧化技術(shù)方面取得突破,對低濃度瓦斯“吃干榨凈”,實(shí)現(xiàn)高效、經(jīng)濟(jì)回收利用。
華新燃?xì)饧瘓F(tuán)作為一家“采煤采氣一體化”煤礦瓦斯治理的企業(yè),為我國煤層氣產(chǎn)業(yè)的規(guī)?;l(fā)展積累了經(jīng)驗(yàn)。曾牽頭起草三項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn),制定了170余項(xiàng)技術(shù)規(guī)范;建立了國內(nèi)第一家煤層氣開發(fā)工程產(chǎn)學(xué)研基地、設(shè)立了山西省煤層氣聯(lián)合研究基金、成立煤與煤層氣(煤礦瓦斯)共采產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟。
近些年,山西變輸煤為輸電,不斷提升晉電外送能力,“十三五”期間年外送電量突破千億度。
“煤炭在當(dāng)?shù)仉姀S就地消化,轉(zhuǎn)化為清潔電力后再進(jìn)行銷售,一方面減少了煤炭運(yùn)輸成本,增加了銷售收入,另一方面也避免了通過汽車運(yùn)煤造成空氣污染,保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。”塔山發(fā)電公司發(fā)電部負(fù)責(zé)人袁國生說。
彎道超車:健全清潔低碳的能源消費(fèi)體系
王茂盛說,山西省想在較短時(shí)間內(nèi)大幅度降低煤炭消費(fèi)占比,需要克服技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等方面的問題和挑戰(zhàn)。
山西省將在“十四五”期間控制化石能源消費(fèi),大力發(fā)展非化石能源,加快推動(dòng)可再生能源發(fā)展;大力發(fā)展低碳交通,積極發(fā)展綠色建筑,推動(dòng)綠色低碳技術(shù)創(chuàng)新,推行綠色低碳生產(chǎn)生活方式等;建立完善的有利于能源節(jié)約使用、綠色能源消費(fèi)的制度體系。
數(shù)據(jù)顯示,山西省每發(fā)1度電,需要消耗315克標(biāo)準(zhǔn)煤,與先進(jìn)國家270克的耗煤量有較大差距,在減少煤炭使用量方面的空間巨大。
日前,晉能控股集團(tuán)長治發(fā)電公司2×100萬千瓦項(xiàng)目試運(yùn)行成功,兩臺百萬千瓦超超臨界、直接空冷燃煤發(fā)電機(jī)組,比常規(guī)火電機(jī)組煤耗降低10克/千瓦時(shí),年節(jié)約標(biāo)煤10萬噸。
此外,晉能控股集團(tuán)加快推進(jìn)智慧電廠建設(shè)。塔山發(fā)電公司通過使用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、5G通訊等新技術(shù)與發(fā)電生產(chǎn)實(shí)際深度融合,逐步開啟智慧電廠運(yùn)營新模式。
晉能控股電力集團(tuán)科信部副主任李慶華說:“智慧電廠建設(shè)使機(jī)組能耗進(jìn)一步降低,通過燃燒優(yōu)化,同等工況下鍋爐效率提高0.5%,降低機(jī)組煤耗1.5克/千瓦時(shí),每年可節(jié)約燃料成本600多萬元。”
在山西省岢嵐縣嵐漪鎮(zhèn)下石溝村,漫山的光伏電板整齊地排列著,陽光轉(zhuǎn)化的電流通過電線輸送到電網(wǎng)中,為當(dāng)?shù)貛砜捎^的收益。采煤沉陷區(qū)光伏領(lǐng)跑者基地建設(shè)和光伏扶貧,是山西省大力推進(jìn)綠色清潔能源體系建設(shè)的一個(gè)縮影。
山西風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能、熱能等新能源開發(fā)利用快速推進(jìn)。“十三五”期間,山西風(fēng)電裝機(jī)年均增長24.16%、光伏裝機(jī)年均增長63.21%,光伏領(lǐng)跑基地裝機(jī)規(guī)模達(dá)到400萬千瓦,居全國第一;運(yùn)城垣曲、大同渾源抽水蓄能電站均已開工建設(shè);首個(gè)日產(chǎn)2萬立方米生物天然氣及有機(jī)肥生態(tài)循環(huán)利用項(xiàng)目在忻州正式投產(chǎn)。
山西省還不斷尋求減少對化石燃料的依賴,并向綠色的氫燃料等再生能源轉(zhuǎn)變。今年年初,中國自主研發(fā)的首臺氫燃料混合動(dòng)力機(jī)車在大同成功下線,標(biāo)志著中國在鐵路機(jī)車氫能利用方面取得關(guān)鍵技術(shù)突破。
“這種新式機(jī)車采用氫燃料電池系統(tǒng),燃料產(chǎn)物只有水沒有污染,因其清潔環(huán)保,必將具有廣闊的應(yīng)用前景。”中國科學(xué)院院士翟婉明說,氫燃料動(dòng)力機(jī)車氫燃料電池的能量轉(zhuǎn)換效率是傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)組的1.7倍。
換道領(lǐng)跑:構(gòu)建循環(huán)經(jīng)濟(jì)的碳捕集體系
碳捕集、碳儲存和碳轉(zhuǎn)化,是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的重要手段。近些年,山西省重點(diǎn)研究二氧化碳低能耗大規(guī)模捕集和各類節(jié)能技術(shù)等,實(shí)現(xiàn)排放量和吸收量的平衡。
森林被公認(rèn)為最有效的生物固碳方式,也是最經(jīng)濟(jì)的碳吸收器。據(jù)測算,每畝林地可產(chǎn)生碳匯量約為1噸/年。近年來,山西省年均造林面積達(dá)到400萬畝以上,碳減排價(jià)值和潛力巨大。為提升生態(tài)碳匯能力,山西科學(xué)推進(jìn)天然林保護(hù)、退耕還林、人工造林、濕地植被恢復(fù)等重點(diǎn)工程,開展全省大規(guī)模國土綠化行動(dòng),創(chuàng)建綠色低碳生活。
“炭黑”是輪胎等橡膠制品不可或缺的成分,同時(shí)也是高耗能、高污染的煤化工制品。日前,12萬噸/年固廢(輪胎)裂解循環(huán)利用項(xiàng)目,在山西轉(zhuǎn)型綜合改革示范區(qū)陽曲產(chǎn)業(yè)園啟動(dòng)。該項(xiàng)目將帶來每年約12萬噸的碳減排量,每年將提供近5萬噸的再生石油類資源。
該項(xiàng)目具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)和領(lǐng)先的廢舊輪胎循環(huán)利用技術(shù),將廢舊輪胎“還原”成最基礎(chǔ)的環(huán)保炭黑、初級油、鋼絲和可燃?xì)?,?shí)現(xiàn)廢舊輪胎循環(huán)利用的“零污染、零殘留、全利用”,最大限度地減少二氧化碳排放量。
山西清潔碳經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)研究院院長宋維寧說,他們自主研發(fā)、投資建設(shè)的碳捕集及轉(zhuǎn)化裝置,從火電廠煙氣捕集二氧化碳,并轉(zhuǎn)化為戰(zhàn)略新材料碳納米管及其下游產(chǎn)品。
今年3月,山西清潔碳經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)研究院的碳納米管導(dǎo)電漿料生產(chǎn)線,生產(chǎn)出了第一批鋰電池導(dǎo)電漿料,提供給天津力神電池股份有限公司進(jìn)行鋰電池導(dǎo)電劑的試用。
碳基新材料作為先進(jìn)材料領(lǐng)域的重要門類,在航空航天、新能源、智能電網(wǎng)、軌道交通、電動(dòng)汽車、電力電子和節(jié)能環(huán)保等產(chǎn)業(yè)發(fā)揮著不可替代的重要作用,對于保障國防安全、支撐國民經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展具有十分重大的戰(zhàn)略意義。
中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所研究員陳成猛介紹說,山西省“十四五”規(guī)劃聚焦碳纖維、特種石墨、石墨烯和專用功能炭等重點(diǎn)和特色領(lǐng)域,通過政、產(chǎn)、學(xué)、研、用協(xié)同創(chuàng)新,努力破解碳基新材料領(lǐng)域關(guān)鍵品種的“卡脖子”難題,著力打通碳基新材料從實(shí)驗(yàn)室、中試向產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展通路,努力將山西在碳基新材料領(lǐng)域的“技術(shù)優(yōu)勢”轉(zhuǎn)化為“產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢”。
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