山西是國家重要的能源基地,肩負(fù)著能源革命綜合改革試點(diǎn)重大使命任務(wù)。在國家“四個革命、一個合作”能源安全新戰(zhàn)略中,提出要推動能源技術(shù)革命,帶動產(chǎn)業(yè)升級。
勇?lián)鷩沂姑涌炷茉锤锩C合改革試點(diǎn),我省明確提出要打造世界一流的煤基科技創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化基地,并將其作為“五大基地”建設(shè)內(nèi)容之一。
全省上下錨定目標(biāo),在煤機(jī)裝備、煤電、煤化工、氫能、煤層氣等重點(diǎn)領(lǐng)域持續(xù)發(fā)力,推動越來越多的煤基科技創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用、落地生“金”,不斷推動經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展,引領(lǐng)能源革命加速前進(jìn)。
走進(jìn)潞安化機(jī)集團(tuán),一個個身高約30米、體重500多噸、腰圍5米左右,名叫“晉華爐3.0”的大家伙惹人注目。這種“晉華爐”來歷不凡,它由潞安化機(jī)集團(tuán)與清華大學(xué)歷經(jīng)20余年持續(xù)研發(fā)。目前,已從1.0版、2.0版逐步迭代升級為3.0版,先后獲得國家專利153項(xiàng),近3年在國內(nèi)市場的占有率位居前列。
它們不挑食,高灰分、高灰熔點(diǎn)、高硫的煤都能消化,解決了煤氣化產(chǎn)業(yè)一直以來的痛難點(diǎn)。晉華爐在“水煤漿水冷壁廢鍋氣化爐”的低碳化、高效化、大型化等關(guān)鍵環(huán)節(jié)取得的重大突破,打破了國外對合成氣熱量回收技術(shù)的壟斷,實(shí)現(xiàn)了進(jìn)口技術(shù)的完全替代。
圍繞建設(shè)年產(chǎn)25臺晉華爐智能制造生產(chǎn)線,潞安化機(jī)集團(tuán)正加快建設(shè)國家級智能工廠、世界級燈塔工廠,努力打造國內(nèi)頂尖、國際領(lǐng)先的化工和新能源裝備制造綜合性平臺。
近年來,和潞安化機(jī)一樣,我省許多企業(yè)持續(xù)推進(jìn)關(guān)鍵核心技術(shù)構(gòu)建和技術(shù)成果轉(zhuǎn)化,緊盯關(guān)鍵問題帶頭攻關(guān),積極承擔(dān)國家及省部級重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目,加強(qiáng)項(xiàng)目銜接和動態(tài)監(jiān)測,整體推進(jìn)技術(shù)攻關(guān)進(jìn)程,取得了一次次重大突破。
同時,大力深化產(chǎn)學(xué)研用合作,通過與國內(nèi)知名大學(xué)共同組建研發(fā)平臺、承擔(dān)重大科技創(chuàng)新項(xiàng)目,積極推動煤氣化、氫能源、固廢協(xié)同處置等領(lǐng)域新技術(shù)、新產(chǎn)品研發(fā)及成果轉(zhuǎn)化,推動更多優(yōu)質(zhì)科技成果轉(zhuǎn)化為新質(zhì)生產(chǎn)力。
解碼黑色煤炭“綠色”基因,全力打造能源科技創(chuàng)新重要策源地,以系列碳纖維技術(shù)為代表的材料技術(shù)實(shí)現(xiàn)重大突破,汾西重工19兆瓦半直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)刷新全球最大單機(jī)容量紀(jì)錄,太鍋集團(tuán)循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)全球領(lǐng)先,程芳琴團(tuán)隊“分質(zhì)資源化利用——分類無害化填充”獲國家科技進(jìn)步二等獎……
一項(xiàng)項(xiàng)科技創(chuàng)新成果的涌現(xiàn),也充分彰顯了我省打造世界一流煤基科技創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化基地的堅定決心和鏗鏘步伐。
搭建創(chuàng)新平臺
——統(tǒng)籌“國家隊”“山西隊”合力攻堅
在2023年8月省科技廳公布的我省煤基科技成果轉(zhuǎn)化示范基地中,晉能控股集團(tuán)煤與煤層氣共采全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室榜上有名,被認(rèn)定為“山西省煤層氣開采及綜合利用科技成果轉(zhuǎn)化示范基地”。
實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人李國富告訴記者,基地集聚了國內(nèi)外知名的煤炭與煤層氣(煤礦瓦斯)領(lǐng)域?qū)<液涂蒲袌F(tuán)隊,形成了跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的創(chuàng)新合作模式,貫穿了全周期管理,為科技研發(fā)和成果轉(zhuǎn)化提供了良好的軟硬件支持?;卦谌⊥菩忻旱V區(qū)煤層氣“四區(qū)聯(lián)動”井上下聯(lián)合抽采模式,有效實(shí)現(xiàn)了安全高效、科學(xué)有序地開采煤炭和煤層氣資源,達(dá)到“保障煤礦安全生產(chǎn)、補(bǔ)充綠色能源、實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排”三重功效。
以科技創(chuàng)新助推煤炭產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展,我省針對煤基產(chǎn)業(yè)分布特點(diǎn)和發(fā)展需求,全力建設(shè)高水平科技創(chuàng)新平臺。打造具有國際影響力的“煤基能谷”,培育建設(shè)高能級創(chuàng)新平臺,推動組建多元化新型研發(fā)機(jī)構(gòu)等,為煤基科技成果轉(zhuǎn)化提供優(yōu)質(zhì)的平臺支撐。加快推進(jìn)中試基地等配套設(shè)施建設(shè),有效降低科技成果轉(zhuǎn)化的風(fēng)險,提高轉(zhuǎn)化的成功率。
加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作平臺建設(shè),重點(diǎn)依托已正式入軌運(yùn)行的懷柔實(shí)驗(yàn)室山西研究院等創(chuàng)新平臺,聯(lián)合太原理工大學(xué)、中科院山西煤化所、清華大學(xué)山西清潔能源研究院等科研機(jī)構(gòu),加強(qiáng)能源關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和成果轉(zhuǎn)化。通過產(chǎn)學(xué)研合作,將高校和科研機(jī)構(gòu)的科研優(yōu)勢與企業(yè)的生產(chǎn)優(yōu)勢相結(jié)合,加速煤基科技成果的轉(zhuǎn)化。
同時,加大投入保障,多方式拓展投入渠道,探索構(gòu)建財政資金引導(dǎo),社會資本、金融資本共同參與的多元化投入保障機(jī)制,為煤基科技成果轉(zhuǎn)化提供資金支持。
出臺更多吸引人才的政策,推出人才服務(wù)綠卡,支持青年人才承擔(dān)科技項(xiàng)目,為煤基科技成果轉(zhuǎn)化提供人才保障。
在太原理工大學(xué)省部共建煤基能源清潔高效利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,煤分質(zhì)利用及污染物控制研究中心團(tuán)隊圍繞山西焦化產(chǎn)業(yè)特色和優(yōu)勢,基于煤質(zhì)大數(shù)據(jù)開發(fā)了煉焦煤選配一體化技術(shù),讓科技成果走出實(shí)驗(yàn)室、走上生產(chǎn)線,實(shí)現(xiàn)了工程應(yīng)用。
目前,我省率先在能源科技領(lǐng)域聚齊4支國家戰(zhàn)略科技力量。引進(jìn)華為礦山軍團(tuán)全球總部新建4個省校合作研發(fā)機(jī)構(gòu),新建5家山西省實(shí)驗(yàn)室。
統(tǒng)籌“國家隊”“山西隊”,我省著力打造煤基科技創(chuàng)新重要策源地,不斷實(shí)現(xiàn)能源科技水平的追趕和超越。
在大力推進(jìn)煤基科技創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化基地建設(shè)的生動實(shí)踐中,不乏省屬企業(yè)探路領(lǐng)跑的矯健身影。
華陽新材無煙煤基快充型石墨負(fù)極材料中試技術(shù)取得階段性成果,建成100噸/年無煙煤基快充型鋰電負(fù)極材料中試示范線,中試實(shí)驗(yàn)基本解決了無煙煤制備負(fù)極材料中原料來源不穩(wěn)定、性能差異大等問題。全省各地市也積極謀劃與實(shí)踐,太原、呂梁發(fā)力建設(shè)國家能源技術(shù)革命策源地,打造具有國際影響力的“煤基能谷”“氫都”,圍繞煤炭清潔高效利用、高端裝備制造等開展技術(shù)攻關(guān),培育科技型企業(yè),全面提升綠色低碳發(fā)展水平。
山西焦煤集團(tuán)與太原理工大學(xué)、山西能源學(xué)院合作申報共建的礦山巖層控制及災(zāi)害防控山西省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,正式獲批建設(shè);與懷柔實(shí)驗(yàn)室山西研究院、山西大學(xué)合作開展的《CO2-固廢混合注漿回填固碳關(guān)鍵技術(shù)與示范》項(xiàng)目,積極爭取專項(xiàng)資金支持。在由科技部等5部委共同組織的兩年一次的國家企業(yè)技術(shù)中心評價中,山西焦煤國家企業(yè)技術(shù)中心在2023年最新一期全國評價中蟬聯(lián)全國煤炭行業(yè)首位。
民營企業(yè)不甘落后。作為山西省氫能產(chǎn)業(yè)鏈“鏈主”企業(yè)及氫能產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟理事長單位的鵬飛集團(tuán),在氫能安全提升效率、工藝技術(shù)改良催生科技成果轉(zhuǎn)化方面積極探索,為國內(nèi)外氫能相關(guān)產(chǎn)業(yè)的研發(fā)項(xiàng)目提供中試平臺,協(xié)同推進(jìn)成果轉(zhuǎn)化,取得一系列耀眼成績。
持續(xù)推動煤炭由單一燃料向燃料和原料并重轉(zhuǎn)變,我省加大鋼鐵、焦化整合力度,有力促進(jìn)了煤炭清潔利用企業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整優(yōu)化及焦化企業(yè)的節(jié)能降耗。鼓勵龍頭企業(yè)通過兼并重組、戰(zhàn)略合作等方式,整合產(chǎn)業(yè)鏈資源,帶動上下游企業(yè)共同發(fā)展形成煤基科技產(chǎn)業(yè)集群,有力推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級。
在拓展國內(nèi)市場方面,我省大力加強(qiáng)煤基科技成果的宣傳和推廣,組織企業(yè)參加各類科技成果展示會、交易會等活動,提高山西煤基科技成果的知名度和影響力。積極與國內(nèi)其他地區(qū)開展合作,拓展煤基科技成果的應(yīng)用市場,推動煤基科技成果的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
以太原能源低碳發(fā)展論壇為牽引,我省積極開展國際科技合作與交流,引進(jìn)國外先進(jìn)的煤基科技成果和技術(shù),提高煤基科技的水平。同時,鼓勵企業(yè)與國外企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)開展合作,共同開展煤基科技項(xiàng)目研發(fā)和成果轉(zhuǎn)化,推動山西煤基科技成果走向國際市場。
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在晉能控股集團(tuán),寺河礦東五盤區(qū)原本是典型的高瓦斯礦井。2005年至2007年,根據(jù)該盤區(qū)煤層地質(zhì)條件,技術(shù)人員采用“清水鉆進(jìn)、活性水壓裂、定壓排采”等技術(shù),在該盤區(qū)共布置141口煤層氣井進(jìn)行地面超前預(yù)抽,經(jīng)過15年的連續(xù)抽采,該盤區(qū)瓦斯含量降幅超60%,由高瓦斯區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)榈屯咚箙^(qū)。
通過長期實(shí)施地面超前預(yù)抽、井上下聯(lián)合抽采、井下區(qū)域遞進(jìn)式精準(zhǔn)抽采,寺河礦東五盤區(qū)實(shí)現(xiàn)了地面和井下相結(jié)合的“兩條腿走路”的煤與瓦斯共采模式。近年來,該礦每年井下抽采的煤礦瓦斯均保持在8億立方米的水平,相當(dāng)于每年減排二氧化碳1200萬噸,為高瓦斯礦區(qū)煤炭生產(chǎn)行業(yè)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)提供了綠色開發(fā)路徑。
“規(guī)劃區(qū)地面預(yù)抽全域快降,準(zhǔn)備區(qū)聯(lián)合抽采高產(chǎn)高效,生產(chǎn)區(qū)井下抽采精準(zhǔn)達(dá)標(biāo),采空區(qū)地面鉆采消患減排?!倍嗄陙?,晉能控股集團(tuán)應(yīng)用這種煤礦區(qū)煤層氣“四區(qū)聯(lián)動”井上下聯(lián)合抽采模式,在示范礦井實(shí)現(xiàn)了煤炭和煤層氣資源安全高效、科學(xué)有序開采,達(dá)到了“保障煤礦安全生產(chǎn)、補(bǔ)充綠色能源、實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排”三重功效。
規(guī)劃區(qū),是指煤炭資源在5—10年甚至更長時間以后才進(jìn)行采掘作業(yè)的區(qū)域,留有充分的煤層氣預(yù)抽時間。寺河礦采用的便是這種規(guī)劃區(qū)地面超前預(yù)抽模式,礦井瓦斯超限次數(shù)由最高年份的28次,降低到近些年的零超限。
準(zhǔn)備區(qū),是煤炭生產(chǎn)近期(一般為3—5年)即將進(jìn)行回采的區(qū)域。準(zhǔn)備區(qū)煤層氣井上下聯(lián)合抽采技術(shù)主要是通過井下定向長鉆孔與地面井壓裂影響區(qū)溝通,實(shí)現(xiàn)了井上下聯(lián)合抽采高產(chǎn)高效。該技術(shù)已在晉能控股集團(tuán)趙莊礦、成莊礦、寺河礦等礦得到應(yīng)用,單孔抽采量提高了5倍以上,掘進(jìn)面預(yù)抽達(dá)標(biāo)時間縮短了57%,有效緩解了抽掘采接替緊張,解放了生產(chǎn)力,促進(jìn)了礦井的高產(chǎn)高效。
生產(chǎn)區(qū),是指煤炭生產(chǎn)礦井現(xiàn)有的生產(chǎn)區(qū)域?;诓删蚧顒觿×液途鹿こ倘_放特點(diǎn),采用區(qū)域遞進(jìn)式順層鉆孔、穿層鉆孔、高位定向長鉆孔等精準(zhǔn)均衡抽采技術(shù),抽采工作面的煤層氣,有效解決了常規(guī)鉆孔軌跡不可控、易形成抽采盲區(qū)、抽采效果差等難題,實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)區(qū)井下抽采精準(zhǔn)達(dá)標(biāo),確保萬無一失。
采空區(qū),是指在煤礦作業(yè)過程中,將地下煤炭開采掏空后留下的空間。采空區(qū)瓦斯抽采傳統(tǒng)采用井下埋管方法,抽采效果較差。通過對采空區(qū)煤層氣賦存狀態(tài)與抽采效果研究,研發(fā)了地面鉆井至裂隙帶抽采技術(shù),實(shí)現(xiàn)了地面鉆采消患減排。
正是應(yīng)用這種“四區(qū)聯(lián)動”井上下聯(lián)合抽采系列技術(shù),晉能控股集團(tuán)成莊礦成為全國唯一的煤與瓦斯共采綠色開采示范礦井,基本實(shí)現(xiàn)了“采前抽”“采中抽”“采后抽”全系列抽采,瓦斯抽采量達(dá)1.3億立方米/年,瓦斯抽采率達(dá)84%以上,實(shí)現(xiàn)了高瓦斯礦區(qū)低瓦斯采煤,為全國煤炭生產(chǎn)行業(yè)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)提供了可推廣、可復(fù)制的經(jīng)驗(yàn)。
來源:山西日報