一吨煤的绿色转型

一吨煤能做什么?

用来燃烧发电，一个普通家庭能用一年;经过化学加工，能变成高档润滑油、尼龙纤维等，不仅绿色低碳，而且身价翻倍，实现从论吨卖到论斤卖、论克买。

煤炭大省山西，年产煤炭超13亿吨，占中国近30%。每天，200万吨煤炭从这里输送到全国各地。

作为能源革命综合改革试点省，山西在保障煤炭供应安全的同时，加快建设煤炭绿色开发利用基地。

一吨煤如何绿色转型?近日，记者深入企业生产一线探访。

人控变数控，智能化开采，工作效率更高

一大早，天将将亮。太原古交市，山西焦煤西山煤电马兰矿早班矿工准备下井。

除了安全帽、头灯、自救器老几样，综采一队队长高帅还带上了新装备——5G防爆手机，“用它就能跟地面视频通话了。”说话间，高帅呼出团团白气。

高帅和工友坐上井下人车，20分钟后，到达10602智能化综采工作面。

“地面准备一键启动，井下人员是否到位?”

“人员已到位。”

中控室，工作人员轻点按钮，300米深井下，采煤机滚刀飞转，液压支架来回伸缩，一吨又一吨的乌金顺着煤壁倾泻而下，经过链板机、皮带机被运送至地面。

过去，完成这套流程需要5个人。支架工要在100多副支架间紧跟采煤机来回跑，不停收升护帮板、提拉支架，这样的动作，一个班次要重复上千次。

“智能化作业好处多啊，安全更有保障，也更省力了。”高帅井下工作13年，深有感触。

像这样的智能化综采工作面，马兰矿已建成9个。“设备自动化程度高了，生产效率随之提高，生产班成员减少四成。”高帅介绍。

马兰矿，一座30多年的老矿井，却是山西首批通过验收的中级智能化矿山，智能化场景无处不在。主斜井皮带全长1140米，过去人工巡检盲区多，现在有智能巡检机器人24小时无死角盯防。过去，通风机房、井下变电所需要三班倒，现在已实现无人值守。

减下来的人员去哪里了?

“煤矿用的智能化设备多了，需要的检修工也多了。把他们充实到检修班，做电工、钳工。”马兰矿机电部副部长张慧慧介绍，“现在煤矿需要更多技能人才，这两年招了不少计算机专业研究生。”

智能化矿井产生海量数据，安全生产如何管控?

走进马兰矿智能控制中心，显示屏占了三面墙，井下视频实时回传，海量数据时刻更新。

这个平台就像“中枢神经”一样，集成融合了人、机、物、产、供、运等各种信息。“以前数据分散，看数据得往机房跑，最远的在30公里外。现在所有系统的数据都集中在一个平台上，哪个环节有问题一目了然。”张慧慧介绍。

马兰矿智能控制中心以前叫集中控制中心，两字之差，折射煤炭开采方式大变革。山西累计建成200座智能化煤矿、30个绿色开采试点示范煤矿，煤炭先进产能占比近82%。

燃料变原料，精细化利用，煤炭从论吨卖到论克卖

走进潞安化工煤基清洁能源公司(以下简称“煤基清洁能源公司”)的产品展厅，记者眼前的桌子上放着两瓶油品，一瓶是石油基油品，呈黄色，一瓶是煤基油品，无色透明。点燃灯芯，只见石油基油品燃烧后飘出缕缕黑烟，而煤基油品只见火苗不见烟。

这是为何?

“石油基油品硫、氮、磷等杂质比较多。我们生产的煤基油品几乎没有这些杂质。”潞安清洁能源实验室主任张国富解释道。

透过展厅玻璃向外望去，只见塔器林立、管道纵横，126米高的4套气化炉一字排开。这是“潞安180万吨/年高硫煤清洁利用油化电热一体化示范项目”(以下简称“180项目”)，是国家“十二五”重点攻关项目，2017年底投产。气化炉“吃”的是煤，产的是油、费托蜡等精细化学品。

煤炭如何变成油?

“当前，国内有4家煤制油基地，采用两种技术路线，一种是直接液化，煤在高温高压下直接液化成油。”张国富向记者介绍，“我们采用的是另一种技术——间接液化。煤炭不完全燃烧产生粗煤气，净化杂质后只剩下一氧化碳和氢气，经过催化合成油品，纯度高，产品均价每吨7000元左右。”

煤制油附加值高，成本也高。先不说前期建设投入，单说买煤，山西煤矿均为高灰熔点煤，不适用传统煤气化技术。一开始，“180项目”得去陕蒙地区买煤，或者外地煤掺烧本地煤。

这几年，外地煤价格走高。“我们用煤量大，”张国富说，“运输成本每年要有数亿元，对企业来说是一笔不小的开支。”

企业“越烧越亏”，还有将近2000号员工要养活，这么下去扭亏脱困几乎不可能。

研发一种助熔剂，让气化炉能烧本地煤，成为问题关键。但也有不少人反对，一套气化炉系统十几亿元，烧出问题了谁负责?

“试，有可能成功，不试，只有死路一条。”煤基清洁能源公司首席师张国华和团队顶着压力，精选几十种材料，历经上千次试验，克服一系列难题，终于研发出新一代助熔剂。

2021年底，4台气化炉全部单烧本地煤，原料加运费，一年省下数亿元。同时，团队不断优化助熔剂配比，吨煤助熔剂成本降了近八成。

“180项目”持续稳产，开发出50余种煤基合成产品，今年产量预计达到100万吨。产业链也在延长，已培育出6家下游企业。

其中，专精特新“小巨人”企业太行润滑科技股份有限公司以煤制基础油为原料，生产高端润滑油产品。“高端制造、新能源、军工装备等领域都用上了我们的润滑油，不断填补国内空白。”公司总经理助理、市场研发部部长张晓军颇有成就感。

论吨卖的煤炭、焦炭，变成了论斤卖、论克卖的精细化工材料。山西正着力打造10条煤化工重点产业链，计划到2030年，建成国内重要的现代煤化工示范基地。

废气变资源，清洁化生产，氢能重卡运煤1万公里减碳12吨

大雪过后，晋南沁水盆地气温骤降，晋城市沁水县李庄村村民王小曲家里暖意融融。墙上壁挂炉显示，出水温度38摄氏度。“取暖做饭用上了煤层气，不用掏煤灰了，村里环境也干净了不少。”王小曲说。

煤层气俗称“瓦斯”，是产自煤层、以甲烷为主要成分的非常规天然气。山西煤层气资源总量约占全国的三分之一。

山西蓝焰煤层气公司总工程师郭盛强介绍，公司上世纪90年代在沁水县寺河矿区开展地面瓦斯抽采试验，目前已形成从钻井、压裂、排采到集输的系列技术工艺体系。

近年来，山西探索出一条“先采气后采煤、采气采煤一体化”的煤矿瓦斯治理利用模式，煤层气规模化开发迈上新台阶。

“前10个月全省煤层气总产量达到113.8亿立方米，占全国同期产量八成以上，创历史新高，已超过去年全年产量。”山西省能源局油气处处长康义介绍。

在吕梁孝义市北姚加氢综合能源岛，一台台氢能重卡正在排队加氢，10分钟便可注入35公斤氢气。

“加满能跑300公里，一天够用了，行驶中只排水不排尾气，污染少。”鹏飞集团卡车司机吴治明说。

这些氢气从哪里来?

几公里外的鹏湾氢港制氢工厂，焦炉煤气通过净化装置、增压设备、脱硫、脱碳转化等装置，转化成氢气。

“以前，煤炭炼焦产生的焦炉煤气，一半以上点了‘天灯’，破坏环境又浪费资源。”鹏飞集团董事局主席兼总裁郑鹏介绍。

氢能是公认的清洁能源。山西是煤炭大省，工业副产焦炉煤气丰富，加上物流重卡需求高，运用场景有优势，2019年就开始布局氢能全产业链。主阵地吕梁市成立三位副市长领衔的工作专班，设立每年1亿元的专项资金，支持氢能产业发展。

鹏飞集团是“链主”企业之一。“我们在氢能研发上下功夫，省级氢能中试基地已获批，协同推进成果转化。”郑鹏介绍。

今年5月，20辆氢能重卡从孝义市出发，将煤炭送到天津港，再装满货物返回。发运里程1500余公里，沿途使用三个加氢站补能，现已实现常态化运行，每行驶1万公里减碳12吨。

天津港是山西优质煤焦走向全国、远洋国际的重要码头，7年前停止接收公路煤炭运输。如今，一支氢能重卡车队，叩开天津港大门。

目前，山西高纯氢年产能3.1万吨，建成加氢站22座，推广氢能汽车1000余辆，初步形成“制-储-运-加-用”全产业链。