低階煤是一種煤化程度較低的年輕煤種，包括褐煤、長(zhǎng)焰煤、不粘煤、弱粘煤等，主要分布于晉陜蒙新等西部地區(qū)。中國(guó)煤炭地質(zhì)總局發(fā)布的第三次全國(guó)煤田最新數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)低階煤預(yù)測(cè)資源量2.6萬(wàn)億噸，占全國(guó)煤炭資源總預(yù)測(cè)儲(chǔ)量的57.38%。

“這種煤的焦油產(chǎn)率較高，是典型的富油煤，屬于集煤油氣資源屬性為一體的礦產(chǎn)資源。目前主要作為動(dòng)力煤燃燒‘細(xì)糧粗吃’，利用方式不合理，其中的油氣組分沒(méi)有充分挖掘。”據(jù)中國(guó)工程院院士王雙明介紹，低階煤通過(guò)中低溫?zé)峤饪梢垣@得煤焦油、熱解氣和蘭炭。我國(guó)富油煤資源總量約5000億噸，按焦油收率10%計(jì)算，可得到油氣500億噸和75萬(wàn)億立方米。按照10億噸煤轉(zhuǎn)化規(guī)模核算，相當(dāng)于增加2個(gè)大慶油田和年產(chǎn)1500億立方米的大氣田。

國(guó)家能源煤炭分質(zhì)清潔轉(zhuǎn)化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、陜西煤業(yè)化工集團(tuán)副總經(jīng)理尚建選也認(rèn)為，我國(guó)低階煤主要用于燃燒發(fā)電、工業(yè)鍋爐和民用燃料，資源利用效率低、碳排放量大、環(huán)保成本高。2022年國(guó)內(nèi)低階煤產(chǎn)量約23億噸，隨著煤炭主產(chǎn)區(qū)西移，產(chǎn)量將越來(lái)越大。“低階煤分質(zhì)利用以追求能源轉(zhuǎn)化效率和碳?xì)溲踉乩寐矢?、碳排水耗少、產(chǎn)品高端化為目標(biāo)，是一條低能耗、低碳排、低物耗的煤炭清潔高效利用最優(yōu)可行性路線，可規(guī)模化獲取國(guó)家戰(zhàn)略需求的油品、軍用特種燃料、高端專用化學(xué)品及特種新材料。”

中國(guó)工程院院士謝克昌建議，煤炭資源豐富的地區(qū)重視煤炭熱解分質(zhì)利用大型化、規(guī)模化，做大做強(qiáng)煤、電、油氣和化工四大產(chǎn)業(yè)，強(qiáng)化能源化工產(chǎn)業(yè)支柱地位，在低階煤分質(zhì)清潔轉(zhuǎn)化和循環(huán)經(jīng)濟(jì)煤炭綜合利用等方面發(fā)揮引領(lǐng)作用。

蘭炭高值化利用待挖潛

低階煤分級(jí)分質(zhì)轉(zhuǎn)化過(guò)程中，產(chǎn)生大量蘭炭等副產(chǎn)品。作為高品位潔凈燃料，蘭炭清潔高效利用是煤炭清潔高效梯級(jí)利用產(chǎn)業(yè)鏈的重要組成部分。與會(huì)專家指出，蘭炭是我國(guó)大量低階煤資源進(jìn)行分質(zhì)分級(jí)利用并已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的典型，是實(shí)施煤炭清潔高效利用的有效途徑。

劉峰表示，低階煤揮發(fā)分高，通過(guò)熱解深加工既可獲得大量的煤焦油、干餾煤氣，也能把煤中的硫分去除，得到清潔化的蘭炭產(chǎn)品，一舉多得，是簡(jiǎn)便實(shí)用的“煉煤”新技術(shù)，也是耗水少的“煤制油”技術(shù)。

據(jù)中國(guó)煤炭加工業(yè)協(xié)會(huì)不完全統(tǒng)計(jì)，2022年全國(guó)蘭炭產(chǎn)量約為6550萬(wàn)噸、陜西榆林是3730萬(wàn)噸、新疆有2160萬(wàn)噸、甘肅約50萬(wàn)噸、內(nèi)蒙古約200萬(wàn)噸、寧夏約100萬(wàn)噸以及河北約300萬(wàn)噸。劉峰介紹稱，蘭炭具有固定炭高、比電阻率高、化學(xué)活性高、灰分低、硫低、磷低、水分低等“三高四低”的優(yōu)點(diǎn)，可以廣泛運(yùn)用于鐵合金冶煉、高爐噴吹、民用散煤替代等眾多領(lǐng)域。目前，蘭炭已快速成為我國(guó)實(shí)施煤炭清潔高效利用的重要領(lǐng)域和途徑之一。

需要注意的是，在取得巨大進(jìn)展的同時(shí)，當(dāng)前蘭炭產(chǎn)業(yè)還存在一些問(wèn)題。首先，我國(guó)蘭炭企業(yè)規(guī)模普遍較小，技術(shù)進(jìn)步緩慢，規(guī)模化集約化發(fā)展嚴(yán)重不足，導(dǎo)致生產(chǎn)裝置配置水平低，環(huán)保配套設(shè)施不全;其次，產(chǎn)能利用率較低，全國(guó)蘭炭產(chǎn)能約為1.3億噸，但2022年的產(chǎn)量?jī)H為6550萬(wàn)噸，產(chǎn)能利用率僅占一半;最后，由于蘭炭企業(yè)多為民營(yíng)企業(yè)，本身資金實(shí)力較弱，導(dǎo)致技術(shù)研發(fā)和生產(chǎn)技術(shù)投入不足，進(jìn)展緩慢。

劉峰進(jìn)一步建議，加快蘭炭產(chǎn)業(yè)規(guī)?；?、園區(qū)化、集約化發(fā)展，加大聯(lián)合攻關(guān)技術(shù)研發(fā)投入力度，突破粉煤熱解技術(shù)，盡快解決核心問(wèn)題，同時(shí)健全產(chǎn)品和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，挖掘蘭炭高值化利用潛力。

智能綠色低碳是煤礦變革新方向

進(jìn)一步挖掘煤炭清潔高效利用潛力和空間，離不開(kāi)煤炭生產(chǎn)方式變革，在此過(guò)程中，應(yīng)推動(dòng)煤炭開(kāi)采技術(shù)先進(jìn)化、開(kāi)采方式綠色化、開(kāi)采場(chǎng)景智能化，持續(xù)推進(jìn)智能綠色開(kāi)發(fā)利用。

“‘雙碳’戰(zhàn)略提出后，我國(guó)煤炭產(chǎn)量會(huì)逐步減少，這一過(guò)程勢(shì)必促使煤炭產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)生變革，其中智能化將是煤炭產(chǎn)業(yè)迎來(lái)的重大變革，預(yù)計(jì)2035年，我國(guó)煤礦開(kāi)采將進(jìn)入智能化階段。”中國(guó)工程院院士、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)校長(zhǎng)葛世榮認(rèn)為，想要解決煤炭清潔高效利用的重大難題，就需要實(shí)現(xiàn)煤炭清潔綠色的開(kāi)發(fā)利用，智能化是其重要的技術(shù)支撐之一，智能化不僅是裝備的自動(dòng)化或智能化，更能夠在整個(gè)開(kāi)采過(guò)程中發(fā)揮感知、決策、調(diào)控的作用。

葛世榮進(jìn)一步介紹，智能、綠色、低碳是煤礦變革新方向，具體包含四個(gè)環(huán)節(jié)，從有人開(kāi)采變?yōu)闊o(wú)人開(kāi)采，從固體燃燒變?yōu)闅庖豪茫瑥拿弘娏鞒套優(yōu)榍鍧嵉吞?，從破壞環(huán)境變?yōu)樯鷳B(tài)重構(gòu)，這四個(gè)環(huán)節(jié)都與智能化緊密相關(guān)。

“我國(guó)煤炭綠色開(kāi)采的重要難題是如何實(shí)現(xiàn)煤炭開(kāi)采的低損化和低碳化。一方面要推廣應(yīng)用低損化開(kāi)采、礦區(qū)土地復(fù)墾與生態(tài)治理等技術(shù)，另一方面要降低煤炭開(kāi)發(fā)利用過(guò)程的碳排放。”葛世榮認(rèn)為，智能綠色開(kāi)發(fā)利用可以保證我國(guó)煤炭資源對(duì)國(guó)家能源安全起到重要的保障作用。“通過(guò)智能化技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)煤炭產(chǎn)業(yè)低碳排放目標(biāo)。如果我國(guó)實(shí)現(xiàn)煤炭清潔高效利用，用以煤基能源為主的結(jié)構(gòu)來(lái)保障能源支撐，到2060年，萬(wàn)一發(fā)生極端情況，可以在二氧化碳排放量不超5億噸的情況下，提供30%的煤炭能源支撐。”