文/陈峰教
近年来,兖矿集团积极响应党和国家关于“能源革命”、煤炭清洁利用及散煤治理的决策部署,树立“高效、清洁、绿色发展”理念,强化“核心技术、专家团队、转化应用、商业模式”四大支撑,着力推动“高碳能源低碳化、有烟煤炭无烟化、高硫煤炭低硫化、黑色煤炭绿色化、运营服务一体化”,打造国内一流的高效清洁能源综合供应商。
高效清洁绿色发展是能源革命的核心目标,是煤炭产业转型升级的大方向,是国有企业的社会责任。近年来,兖矿集团着眼煤炭绿色开采、高效转化和清洁利用,创新目标引领、科技支撑、人才保障和创新驱动机制。
1.谋划确立一条煤炭转型升级绿色发展之路。兖矿集团以建设国际化新型综合能源集团和产融财团为目标,规划到“十三五”末,投资1000亿元,清洁煤炭产品年经销量1.5亿吨,高端精细化工产品产量1500万吨,煤炭高效清洁利用率超过50%,现代服务业和战略性新兴产业比重超过50%,形成煤炭深加工、低排放、高附加值、清洁转化的绿色经济产业链。“十三五”末,实现营业收入2500亿元,利润总额翻一番,挺进世界500强。
2.培育形成一套多层联动的技术创新体系。兖矿集团坚持以企业为主体、以市场为导向、产学研相结合,建立集决策咨询、技术研发、成果转化为一体的技术创新管理体系,建成国家级技术中心、水煤浆气化国家工程中心、煤液化及煤化工国家重点实验室、院士工作站、博士后科研工作站等研发平台。围绕煤炭绿色开采、高效转化和洁净利用,投入科研经费115亿元。 承担“863”“973”等国家重点计划课题20余项,获得国家科技进步特等奖1项,国家科学技术奖18项;取得专利900余项,其中发明专利217项,实现了由引进消化吸收向创新引领的根本性跨越。
3.引进培养一支高精尖的核心人才队伍。坚持引进一个人才、培养一个团队、带动一个产业,先后引进以孙启文博士为首的煤间接液化研发团队,以白丁荣博士为首的国家“千人计划”专家团队,以岳光溪院士为首的锅炉超低排放研发团队,成立以李静海院士、张锁江院士、李洪钟院士为首的科学技术委员会,与中科院、清华大学等多家科研院所建立战略合作关系,带动一批国际先进、国内领先的煤炭转化产业项目落地实施。管好用好各类人才,建立7个主体和紧缺专业人才库,将优秀的管理、技术、技能人才入库管理、定期考核、动态优化。建立管理、技术“双通道”晋升机制,畅通人才成长渠道。目前,集团拥有享受政府特殊津贴的技术专家和国家级、省级创新人才180多人,高级专业技术人才2335人。
4.探索实施一种运营服务集成化的商业模式。兖矿集团聘请专业团队,研究制定《煤炭高效清洁利用商业模式总体方案》,推动新业态、新模式、新发展。转变思维定势,创新“资源+资本+运营服务”发展模式,变B2C为C2B,从专家团队、工程技术、项目施工、运营管理、售后服务、金融支持等方面,实行量身定制、集中配送、一体化打包服务,实现由被动适应市场向主动引领市场转变,由销售产品向增值服务转变,由煤炭生产商向能源整体解决方案综合服务商转变。
煤制油规划图
兖矿集团把握能源发展新趋势,确立“优化煤、延伸煤、超越煤”的发展思路,通过技术转化、产品升级、产业转型,促进企业腾笼换鸟、动能转换、结构优化。
1.突破煤炭气化核心技术,推动煤炭高效洁净转化。针对传统煤炭利用效率低、环境污染高问题,兖矿集团提出煤基多联产及系统集成思路,以核心技术转化应用推动资源跨行业循环利用。研发四项关键技术,水煤浆气化、粉煤加压气化、煤气化发电与甲醇联产、煤基多联产集成关键技术,打破了西方国家的长期技术垄断。水煤浆气化装置实现由日处理煤炭2000吨级向3000吨级的跨越,推广到36家国内外企业,技术转让收益7亿多元,实现了我国向发达国家输出煤化工大型成套技术的历史性突破。建设两大示范基地,建设鲁南高硫煤高效清洁转化示范基地和陕蒙现代精细化工示范基地,形成年产900万吨甲醇、醋酸及下游产品生产能力。荣信化工90万吨甲醇项目,是目前全国单系统最大的甲醇生产装置,创出全国同类型化工企业建设工期最短、投资最省、当年达产达效等多项纪录,并实现当年投产、当年盈利。启动实施荣信化工、榆林能化二期项目,生产煤制乙二醇等高端精细化工产品,延伸甲醇产业链,提高产品附加值。实施一项战略,围绕甲醇价值链关键产品,通过控股参股、营销合作等方式,控资源、控通道、控价格、控终端,力争五年之内成为全国最大的甲醇生产营销商。
2.突破煤炭液化核心技术,推动煤制油产业迅速崛起。兖矿集团着眼于保障国家能源战略安全,累计投入资金164亿元,历经十年研发和三年建设,实现了我国自主知识产权的煤间接液化制油技术产业化。 先后承担国家“973”“863”等重大课题6项,取得发明专利33项,攻克铁基催化剂、低温费托合成和高温费托合成“三大技术”,具有吨油品催化剂消耗低、费托合成反应器生产强度大和汽柴油选择性高“三大优势”,能源利用率达到国际先进水平。依托陕北丰富的煤炭资源和自主开发的费托合成技术,建设国内首套百万吨级煤间接液化工业示范装置,2015年8月一次投料试车成功,产品各项参数达到欧Ⅴ柴油标准,成为我国煤制油产业发展史上的重要里程碑。启动二期400万吨煤制油项目前期工作,延伸产业链条,优化产品结构,构建“煤电油化联产、上下游一体化”发展模式。
3.突破超洁净煤核心技术,推动煤炭转化国际合作。兖矿集团以国际化视野超前储备战略性技术,加强与澳大利亚联邦科学院技术合作,自主研发的超洁净煤技术,通过萃取的方法将烟煤中的矿物质析出,煤炭燃烧效率提高15%,温室气体排放量减少20%,转换效能提高到50%~55%,用作燃油发电机、火车、轮船等重型柴油发动机燃料。投资3亿元,建设研发实验室和年产3万吨中试生产装置,联合柴油发动机研发单位和制造厂家建设测试平台,奠定商业化推广应用基础。“十三五”期间,计划开发年产45万吨超洁净煤产品工艺设计软件包,适时建设商业化示范装置,实现超洁净煤燃液在燃气轮机发电和固定式柴油机发电机组的推广应用。
兖矿集团围绕破解煤炭清洁利用及散煤治理难题,启动实施“蓝天工程”,构建洁净煤研发生产、炉具制造、营销服务、金融支持一体化的高效洁净煤产业链,力争用1~2年时间建成全国煤炭高效清洁利用示范企业,为解决全国7亿吨散煤洁净燃烧和工业锅炉超低排放问题探索成功道路。
1.突出“三端治理”,抢占燃煤洁净治理制高点。兖矿集团坚持“源头治理为主,烟气净化为辅”技术路线,高标准建设洁净煤技术工程研究中心、散煤高效清洁利用实验室、工业级清洁煤技术实验室、民用节能环保炉具燃烧实验室以及洁净煤生产中试基地,与中科院、清华大学等多家科研院所建立战略合作关系,集中力量突破煤炭前端洁净加工和提质改性、中端燃烧过程控制和配套炉具研发、后端污染物超低排放治理三项关键技术。高效复合添加剂技术:根据民用炉具、工业链条排炉、循环流化床锅炉等燃煤锅炉不同燃烧特性,成功研发出适于不同煤种的高效复合添加剂,为二氧化硫、氮氧化物、烟尘等污染物协同脱除奠定坚实基础。改性洁净煤技术:自主研发复合添加剂,采用先进干压成型工艺,生产高效改性洁净煤,与散煤相比,烟尘排放浓度降低95%以上,通过“煤炉匹配”实现高效燃烧,燃尽程度大于95%,民用炉具热效率由40%提高到75%以上,工业锅炉热效率由60%~65%提高到85%以上。工业燃煤锅炉超低排放技术:针对工业链条排炉和循环流化床燃煤锅炉,形成系列节能型脱硫脱硝除尘技术路线,不需昂贵复杂的烟气脱硫脱硝设施,不需对锅炉进行太大的改造,氮氧化物排放浓度降低30%以上,脱硫效率95%以上。
2.打造“三个基地”,构建洁净煤产业发展新格局。兖矿集团按照“合理布局、集约高效、协同互补”的思路,加快洁净煤技术产业化步伐。中试基地高端化,高标准建设燃煤改性及清洁利用关键技术开发与工程示范中试基地,产品在邹城市两个镇街6个村示范应用取得成功。生产基地集群化,建成100万吨/年洁净煤生产和配套50万吨/年高效复合添加剂生产线。根据政府推广要求,可实现快速复制建设、迅速达产达效。炉具制造智能化,对接《中国制造2025》,与哈工大特种机器人公司合作,建成具有国际先进水平的现代化智能炉具生产线。目前,已开发制造出不同规格、适应不同供热面积的环保节能解耦炉具,生产能力10万台/年。
3.培育“四大优势”,实现经济社会效益双丰收。兖矿洁净煤与工业锅炉超低排放成套技术,具有四个方面的显著优势。一是实现煤炭产品升级替代,促进了资源节约和高效利用。我国现有含硫量1%以上的煤炭占煤炭资源总量的40%以上,这部分煤炭直接燃烧,对大气污染严重。兖矿洁净煤技术可使高硫煤燃烧后SO2排放满足洁净排放要求,能够有效解决我国3亿吨民用散煤和9亿吨锅炉用煤污染治理问题,真正实现源头治理、清洁生产、绿色消费。二是实现清洁能源经济适用,产品成本比改油改气大幅降低。兖矿洁净煤产品生产实现坑口化、集中化、规模化,生产能力大,产品成本低。民用洁净煤与目前部分省市推广使用的无烟煤、兰炭相比,生产成本降低30%~40%,且有效减少了运输环节成本和污染,解决了我国优质无烟煤、兰炭资源稀缺的难题。工业锅炉超低排放配套技术,与煤改油、煤改气相比,产品成本大幅降低。以20吨工业锅炉为准测算,兖矿洁净煤燃料运行成本1446元/小时,为燃油锅炉的40.5%,为天然气炉的30.6%,经济实惠、技术可行,有效减少了基础设施投入和政府财政补贴的压力。三是实现低碳环保绿色消费,能够有效解决大气污染问题。运用兖矿煤炭高效清洁利用技术实施民用散煤和工业锅炉综合治理后,烟尘排放降低90%,二氧化硫排放减少68%,氮氧化物排放降低27%,能够显著改善大气环境,有效治理雾霾问题。四是实现商业模式集成创新,能够快速复制推广。兖矿洁净煤集技术研发、产品生产、设备制造、运营服务、金融支持于一体,民用炉具与工业锅炉综合配套,能够满足不同层次的客户需求。
兖矿“蓝天工程”得到国家有关部门和权威专家的高度评价。中科院院长白春礼率领院士考察团莅临兖矿洁净煤中试基地现场考察时指出:“兖矿生产的解耦燃煤炉和洁净煤,有效解决了氮氧化物、硫化物超标排放问题,是解决大气细粒子PM2.5二次生成的重要途径。”