以煤炭為主體能源的重大創(chuàng)新
廈門嘉申能源技術有限公司（以下簡稱廈門嘉申公司）利用福建地產(chǎn)劣質(zhì)粉煤資源，制作一種具有空腔結構的圓球狀型煤,，經(jīng)過4個工業(yè)燃煤場合應用實驗,，實現(xiàn)了潔凈,、節(jié)能的燃燒效果。2001年5月25日,，上�,？萍记閳笱芯克ㄟ^國內(nèi)、國際聯(lián)機檢索后出具《查新檢索報告》,，結論為：“國內(nèi)外未見和本項目相同的,、中間有空腔的圓球型煤”。2003年8月,，國家知識產(chǎn)權局授予發(fā)明專利,，空腔型煤技術擁有7項自主知識產(chǎn)權。2007年8月18日,，空腔型煤技術通過了中國民營科技促進會組織的專家評審,、鑒定。
2007年9月30日至10 月4日,，北京大學中國地方政府研究院組織國家發(fā)改委,、國家安全生產(chǎn)監(jiān)督總局、商務部,、中央編辦,、國務院新聞辦等單位的領導和專家，實地考察調(diào)研了廈門嘉申公司空腔型煤技術的利用價值與推廣前景,。調(diào)研組的同志在認真聽取當?shù)仡I導匯報,、召開專家和企業(yè)家座談會后認為，空腔型煤技術及其相應的成型工藝和設備屬于首創(chuàng),，填補了國內(nèi)外工業(yè)型煤技術的空白,。這項重大技術創(chuàng)新成果一旦在全國推廣，對推動節(jié)約發(fā)展,、清潔發(fā)展,、安全發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展將起到積極的作用,。
一,、空腔型煤能夠完全替代塊煤，實現(xiàn)潔凈、節(jié)能燃燒效果,，是一種具有高附加值的工業(yè)型煤制品,。
煤炭能否作為可持續(xù)發(fā)展的主要能源，取決于潔凈,、節(jié)能效果,。我國一直把支持潔凈煤技術的開發(fā)、應用作為一項重大戰(zhàn)略任務,，鼓勵創(chuàng)新發(fā)展,。2006年，空腔型煤技術獲得福建省和廈門市重點成果轉化扶持資金,。這項技術的創(chuàng)新點在于,，原料來自價格低廉的福建地產(chǎn)劣質(zhì)粉煤資源，經(jīng)過高溫高壓成型,，結構新穎,、燃燒性能優(yōu)越、潔凈節(jié)能效果明顯,，徹底解決了傳統(tǒng)實芯型煤和塊煤燃燒不充分,、殘余煤渣核問題。
傳統(tǒng)實芯型煤和塊煤的熱效利用率,，一般在80%至85%左右,，燃燒不充分又污染環(huán)境。為提高實芯型煤和塊煤的燃燒效率,，達到燃盡并消除煤渣核的效果,，國內(nèi)外都嘗試采用在粉煤原料中摻入一些可爆元素的方法，促使燃燒過程中發(fā)生爆碎或開裂,。但這種爆裂燃燒的使用場合相當有限,，而且工藝復雜、難于掌控,。廈門嘉申公司圍繞煤炭燃燒過程必須有科學合理的通風比表關系這個關鍵環(huán)節(jié),，進行了長達十多年的科研攻關，終于克服工藝和技術障礙,，在空腔型煤的物理與化學結構上實現(xiàn)了重大創(chuàng)新,。
2002年8月24日，蘇州鋼鐵廠用0.3噸空腔型煤,，在薄扳車間一號煤氣發(fā)生爐進行制氣應用實驗,； 2005年8月20日至29日，江蘇南天集團化肥公司用300噸空腔型煤進行化肥生產(chǎn)制氣應用實驗,； 2006年11月7日，廈門華達鑫工貿(mào)有限公司用30噸空腔型煤,，進行替代焦炭的應用實驗,；2006年12月28日,，大田盛和鑄冶有限公司用30噸空腔型煤，進行替代優(yōu)質(zhì)塊煤的應用實驗,。
上述4次應用實驗的結論為：1,、空腔型煤熱效利用率達98%以上，節(jié)煤率在18%以上,。2,、空腔型煤二氧化硫排放濃度降低41％、排放量減少43%,，煙塵排放濃度降低40%,、排放量減少42%。3,、采用福建地產(chǎn)劣質(zhì)粉煤生產(chǎn)的空腔型煤,，發(fā)氣量、氣體質(zhì)量與使用優(yōu)質(zhì)塊煤相當,，從而能夠改變我國化工生產(chǎn)必須使用優(yōu)質(zhì)塊煤的現(xiàn)狀,。江蘇南天集團化肥公司300噸空腔型煤應用實驗的結論表明，每噸合成氨可以降低成本90元以上,。
盡管應用實驗過程中空腔型煤數(shù)量少,，有的指標只能定性而不能得出定量的比較結論，但通過這些試驗可以判斷,，空腔型煤是一種具有高附加值的工業(yè)型煤制品,，作為一次能源應用時能使煤炭資源的利用效率幾乎達到極限；在其轉換為二次能源時則成為一種潔凈的工業(yè)燃燒氣,；當采用空腔型煤制取工業(yè)煤氣用作化工合成中間體時,，能大幅度降低終端產(chǎn)品成本。國內(nèi)外各種傳統(tǒng)實芯型煤或塊煤的燃燒效果,，無法與空腔型煤相比,。2005年10月，空腔型煤被列為福建省煤炭工業(yè)“十一五”發(fā)展規(guī)劃建設項目,。
福建省煤炭資源少,，煤質(zhì)差，四分之三的工業(yè)型煤需要從外省調(diào)進,�,？涨恍兔杭夹g可以提高福建省煤炭資源利用效率，變廢為寶,。據(jù)了解,，福建省 “十一五”期間年產(chǎn)煤炭1500萬噸，約600萬噸劣質(zhì)粉煤資源可供生產(chǎn)空腔型煤，基本能夠滿足全省工業(yè)型煤需求,。按建成年產(chǎn)600萬噸空腔型煤,、保守節(jié)煤率為15%計算，每年還可節(jié)煤90萬噸,。以塊煤每噸600元的市場價格,，每年僅節(jié)煤一項所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益為5.4億元。從污染減排,、改善大氣環(huán)境分析,，能夠減少40%以上的煙塵排放量和二氧化硫排放量，生態(tài)效益十分明顯,。
應當強調(diào)的是,，我國是以煤炭為主的能源生產(chǎn)大國和消費大國，減少污染排放,，是我們向國際社會應該承擔的責任,。但我國工業(yè)型煤制品至今尚無國家技術標準，管理難度很大,。長此以往,，資源支撐不住，環(huán)境容納不下,，社會承受不起,，經(jīng)濟發(fā)展難以為繼。2005年,，陜西省質(zhì)量技術監(jiān)督局和西安市環(huán)保局提出潔凈型煤技術標準,，報國家質(zhì)量技術監(jiān)督局備案，成為省級型煤技術標準,。但該標準由于產(chǎn)品本身缺陷,，不能適應工業(yè)型煤實際使用要求。廈門嘉申公司在研發(fā)實踐中探索的《空腔型煤企業(yè)技術標準》,，可以為制定工業(yè)型煤的國家標準提供參考和依據(jù),。
二、空腔型煤符合我國以煤炭為主體能源的基本國情,，對于建設資源節(jié)約型,、環(huán)境友好型社會具有戰(zhàn)略意義。
基于國家能源安全的戰(zhàn)略考慮,，我國將長期堅持能源供應基本立足國內(nèi)的方針,，把煤炭作為主體能源。但大量使用煤炭必然會產(chǎn)生兩個全球性的環(huán)境問題,，一是由于二氧化硫和氮氧化合物的排放形成酸雨,；二是由于二氧化碳的過量排放導致全球變暖,，形成溫室效應。因此,，煤炭作為主體能源的根本出路,，就是要把煤炭從一次能源轉換為二次能源。而煤氣化技術利用煤炭轉化成含有氫氣和一氧化碳的合成氣,，是煤炭轉換為二次能源最為先進的方式，可以顯著提高燃燒效率,，有效減少環(huán)境污染,。
就世界范圍來看，煤氣化技術采用的氣化爐主要分為固定床,、流化床和氣流床三種類型,。其中，氣流床氣化爐是目前清潔環(huán)保,、效率較高的煤氣化類型,。但氣流床煤氣化基地投資巨大，作為工業(yè)配套需要用戶相對集中,。不同國家的資源條件,，決定了能源技術的個性特點。我國大量使用的是固定床氣化爐以及工業(yè)型煤燃燒,、氣化設施,，在冶金、化肥,、有色,、機械、陶瓷,、玻璃等工業(yè)領域有著廣泛用途,。
但困擾在于，固定床氣化爐對燃用塊煤的粒度大小,、不同批次煤質(zhì)穩(wěn)定性均有較高要求,，如果粒度分級不均勻、煤質(zhì)性能指標不穩(wěn)定,，不僅給用戶篩分塊煤燃料帶來操作麻煩,，而且直接影響氣化爐的產(chǎn)氣效果和產(chǎn)氣質(zhì)量�,？涨恍兔菏且粋�技術創(chuàng)新產(chǎn)品,，用于固定床氣化爐制作工業(yè)煤氣，經(jīng)應用實驗證明是行之有效的,。從長遠考慮,，空腔型煤有完全自主知識產(chǎn)權,，在國內(nèi)外工業(yè)型煤市場無同類產(chǎn)品可比，技術上具有獨占,、壟斷性,，符合我國相當長一個時期的基本國情，應當從貫徹落實科學發(fā)展觀,、走新型工業(yè)化道路和國家能源安全戰(zhàn)略層面給予高度重視,。
我國煤炭產(chǎn)量逐年增長，但塊煤供應日趨緊張,，價格居高不下,。塊煤短缺的重要原因，是隨著機械化程度的提高,，煤炭采掘的塊煤率僅為20%,。據(jù)不完全統(tǒng)計，全國每年積壓粉煤資源總量達數(shù)億噸,。除部分粗放使用外,，均未能有效利用。通過空腔型煤技術進行加工成型,，對這些“閑置”粉煤資源充分開發(fā)利用,，可以用于燃料型煤（工業(yè)鍋爐、蒸汽機車,、工業(yè)窯爐,、鍛造爐、鑄造爐,、軋鋼加熱爐）,、氣用型煤（化肥造氣型煤、燃料氣造氣型煤）,、焦用型煤（包括冷壓,、熱壓，供冶煉和鑄造用）,、煉焦配用型煤,，從而有效緩解塊煤短缺狀況，創(chuàng)造巨大的物質(zhì)財富,，實現(xiàn)全面,、協(xié)調(diào)和可持續(xù)發(fā)展。
需要指出的是,，《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006—2020年）》把“工業(yè)節(jié)能”和“煤的清潔高效開發(fā)利用”列為重點領域,。其中，在第77項煤炭的高效安全生產(chǎn),、開發(fā)與加工利用中列出了“型煤加工及利用設備”,；在第82項高能耗工業(yè)生產(chǎn)節(jié)能與建筑節(jié)能中列出了“高效燃燒工業(yè)節(jié)能爐窯”,。國家發(fā)改委、科技部,、財政部,、環(huán)保總局等八部門組織編制的《“十一五”十大重點節(jié)能工程實施意見》,，第一條內(nèi)容就是 “燃煤工業(yè)鍋爐（窯爐）改造工程：更新改造低效工業(yè)鍋爐,，建設區(qū)域鍋爐專用煤集中配送加工中心；淘汰落后工業(yè)窯爐,，對現(xiàn)有工業(yè)窯爐進行綜合節(jié)能改造”,。空腔型煤完全符合國家產(chǎn)業(yè)政策要求,，對于建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會具有重要的經(jīng)濟意義和社會意義,。
三,、空腔型煤是具有長期投資價值的資源與環(huán)境產(chǎn)業(yè)項目，建議首先在福建試點,，然后逐步在沿海煤炭轉駁港口擇點推廣,。
空腔型煤是一個潛力大、應用面廣的重大技術創(chuàng)新成果,，應當作為調(diào)整經(jīng)濟結構,、轉變增長方式的突破口和重要抓手，積極推動以廈門嘉申公司為主體,、產(chǎn)學研相結合的技術成果轉化,。在具體應用推廣方面有三個地區(qū)可以優(yōu)先考慮：（一）具有原煤資源的地區(qū)；（二）沿海煤炭中轉駁運港口,；（三）工業(yè)煤氣發(fā)生爐用戶相對集中的地區(qū),。從可操作性考慮，應當首先完善廈門嘉申公司產(chǎn)業(yè)化示范基地,，產(chǎn)生規(guī)模經(jīng)濟效益并取得經(jīng)驗,，爭取結束福建從外省調(diào)進工業(yè)型煤的歷史。在此基礎上,，可以通過成套生產(chǎn)技術有償轉讓,，逐步在沿海煤炭轉駁港口擇點推廣。
我國重要工業(yè)基地主要分布在沿海地區(qū),，塊煤是不可缺少的能源資源,，需求缺口很大。但這些地區(qū)所用塊煤,、特別是造氣塊煤,，大多從山西等地調(diào)運并通過沿海港口轉駁,，才能進入終端用煤設備燃燒或氣化。在這一轉駁過程中,，有大量塊煤被撞擊變成碎煤,、煤屑、煤粉,，不得不降價,、降級處理，不僅造成優(yōu)質(zhì)煤炭資源浪費,，而且直接導致終端用戶GDP能耗成本增加,。這種情況表明，在節(jié)約使用煤炭資源工作中存在著認識不到位,，責任不明確,、措施不配套、政策不完善,、投入不落實,、協(xié)調(diào)不得力等問題，應當及時加以扭轉,。
空腔型煤技術實質(zhì)上是一種塊煤再生技術,，通過集中回收塊煤流轉過程中的碎煤、煤屑,、煤粉,，再加工成可以完全替代塊煤的工業(yè)型煤，既不占國家煤炭計劃運輸指標,，所用原料就地取材,，屬于煤炭運輸流轉過程中散失資源的回收開發(fā)利用，又有助于緩解塊煤的需求緊張狀況,，實現(xiàn)塊煤資源的循環(huán)利用,。如果能在沿海幾個主要煤炭轉駁港口進行散失煤炭回收，可再生利用的塊煤資源相當于建一座年產(chǎn)500萬噸的中型煤礦,，所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益和社會效益是顯而易見的,。
我們建議國家能源領導小組辦公室牽頭，組織國家發(fā)改委,、科技部,、財政部、商務部,、環(huán)�,？偩帧⒅R產(chǎn)權局等相關部門,，跟蹤了解廈門嘉申公司空腔型煤技術的進展狀況,，給予必要的政策和資金扶持,，組建國家重點實驗室，推動技術攻關和產(chǎn)業(yè)化,，增強企業(yè)自主創(chuàng)新能力,。同時，我們建議考慮選擇秦皇島,、連云港等港口建立國家煤炭回收儲備基地,。沿海港口散失煤炭的回收方式，可以通過當?shù)卣雠_相關政策進行引導,，鼓勵使用塊煤的企業(yè)做好對碎煤,、煤屑、煤粉的收存,。煤炭回收儲備基地根據(jù)這些企業(yè)接受的比價進行回收,，同時置換相應價格一定重量、或相應重量一定價格的空腔型煤,，不另收取加工費,。這種置換方式的優(yōu)點是手續(xù)非常簡便，運輸車輛往返不空駛,。由于空腔型煤的燃燒效率超過塊煤，企業(yè)在不增加支出的前提下,，可以有效降低用煤成本,，提高資源利用效率。（北京大學中國地方政府研究院院長 彭真懷）
