煤炭清潔低碳高效開發(fā)利用技術實施方案

1、煤炭清潔低碳高效開發(fā)利用技術實施方案“十四五”是我國全面建設社會主義現代化國家新征程的第一個五年規(guī)劃期。進入新時期新階段，要充分發(fā)揮科技創(chuàng)新引領能源發(fā)展第一動力作用，立足能源產業(yè)需求，著眼能源發(fā)展未來，健全科技創(chuàng)新體系、夯實科技創(chuàng)新基礎、突破關鍵技術瓶頸，為推動能源技術革命，構建清潔低碳、安全高效的能源體系提供堅強保障。煤炭清潔低碳高效開發(fā)利用技術煤炭綠色智能開采技術1、煤礦智能開采關鍵技術與裝備研制智能實時隨機超前探測技術，支撐“透明礦井”所要求的地質保障體系建設；研發(fā)井筒機械破巖智能建設、綜采設備精準定位與導航、綜采設備群智能自適應協(xié)同推進、井下智能網聯(lián)無軌輔助運輸等關鍵技術裝備，開發(fā)適應

2、煤礦各類巷道條件的智能化快速掘進成套技術裝備，提高掘進效率，減少作業(yè)人員。2、煤炭綠色開采和廢棄物資源化利用技術研發(fā)采空沉陷動態(tài)監(jiān)測技術、矸石等固體廢棄物充填采煤技術、地表生態(tài)修復、煤水資源一體化利用技術，改善礦區(qū)生態(tài)環(huán)境；開展關閉礦井資源挖潛再利用、采空區(qū)封存CO2技術研究，實現關閉礦井資源的深度開發(fā)。研發(fā)煤矸石、煤泥、粉煤灰高效利用技術，開展礦區(qū)典型大宗固廢資源化利用示范；建設煤礦地下水、低濃度瓦斯、井下廢熱等低位熱能利用技術示范工程；開展煤火區(qū)滅火、治理區(qū)綠色生態(tài)修復研究，開展地下煤火熱能利用與生態(tài)恢復綜合示范。3、煤礦重大災害及粉塵智能監(jiān)控預警與防控技術研究工程擾動下深部原位巖石力學行

3、為，突破深部強采動大變形圍巖控制、沖擊地壓智能防控技術；開展深部工程結構圍巖地層改性、深度高地應力采場圍巖綜合控制等技術研究；研制井下極端復雜環(huán)境下多功能、高精度、低功耗智能感知設備，研發(fā)井下海量多源異構數據的高效分析處理與智能預測技術，實現重大災害事故風險識別、預測與預報預警；突破采掘面粉塵控制與凈化、呼吸性粉塵濃度連續(xù)在線監(jiān)測、粉塵危害精確預警等關鍵技術，開發(fā)大容塵量和強耐濕性的送風過濾式個體防護設備，實現粉塵高效防控。4、煤炭及共伴生資源綜合開發(fā)技術開展精確探明煤系地層的煤、油、非常規(guī)天然氣、稀有金屬、水等疊置資源賦存條件，精準定量確定開發(fā)模式研究，實現煤炭及共伴生資源的有效開發(fā)。開展煤

4、系“三氣”（煤層氣、頁巖氣、致密砂巖氣）綜合開發(fā)、礦區(qū)煤層氣分布式經濟高效利用技術研究，推進煤礦區(qū)煤層氣開發(fā)與瓦斯治理協(xié)同示范。煤炭清潔高效轉化技術5、煤炭精準智能化洗選加工技術研發(fā)旋流場重介質精準分選、界面調控增強選擇性浮選、煤泥水高效固液分離等關鍵技術裝備，突破工藝參數和產品質量高精度在線檢測及預測技術，形成煤炭精確分選技術工藝及裝備；突破自適應原煤性質全流程智能控制、數字孿生運維等技術，構建智能化選煤技術體系。6、新型柔性氣化和煤與有機廢棄物協(xié)同氣化技術開發(fā)適宜于油氣聯(lián)產的大型柔性氣化爐技術，提高甲烷產率、減少污水排放量，實現低階煤的清潔高效利用。開展水煤（焦）漿與煉廠廢棄物共氣化技術研

5、發(fā)與示范，協(xié)同處理煉廠含油污泥、廢油漿等廢棄物；開展3000噸/天粉煤加壓氣化技術研發(fā)與示范，解決高灰分、高灰熔點煤清潔高效氣化難題。7、煤制油工藝升級及產品高端化技術突破煤炭分級液化的溫和加氫液化、殘渣熱解、固體殘渣-廢水共氣化等關鍵技術，提高煤制油的過程能效、油品收率和油品品質；研發(fā)百萬噸級煤油共加氫制芳烴、航空燃料等高品質特種燃料油成套技術。優(yōu)化升級超百萬噸級大型煤炭間接液化成套技術裝備，進一步開發(fā)汽油等超清潔液體燃料生產技術。8、低階煤分質利用關鍵技術突破煤焦油深加工制取化工新材料技術。示范試驗開展百萬噸級低階煤熱解及產品深加工、萬噸級粉煤熱解與氣化耦合一體化等技術裝備工程示范，推進低

6、階煤分質利用。9、煤轉化過程中多種污染物協(xié)同控制技術突破低成本炭基催化劑制備、新型脫硫脫硝反應器及原位再生等關鍵技術裝備，形成適于工業(yè)爐窯煙氣多種污染物協(xié)同凈化成套技術；突破煤化工高鹽、高濃、難降解有機廢水深度處理工藝技術，形成煤化工轉化過程中廢水協(xié)同凈化技術。先進燃煤發(fā)電技術10、先進高參數超超臨界燃煤發(fā)電技術開展700等級高溫合金材料及關鍵高溫部件的制造、加工、焊接、檢驗等關鍵技術研究。研發(fā)650等級蒸汽參數的超超臨界機組高溫材料生產及關鍵高溫部件的制造技術，開展關鍵高溫部件損傷機理研究，開發(fā)高溫段鍋爐管道及集箱、主蒸汽管道和汽輪機高壓轉子等高溫部件產業(yè)化制造技術，突破高溫部件應用的同種/

7、異種焊接、冷熱加工和熱處理等關鍵技術，開展650等級超超臨界燃煤發(fā)電機組工程示范。11、高效超低排放循環(huán)流化床鍋爐發(fā)電技術開展循環(huán)流化床鍋爐爐內石灰石深度脫硫以及NOx超低排放機理基礎研究，優(yōu)化大型循環(huán)流化床鍋爐的物料流態(tài)、水動力和傳熱、均勻布風、受熱面壁溫偏差控制以及受熱面布置等設計，突破高效、低成本的超低排放循環(huán)流化床鍋爐發(fā)電關鍵技術，實現鍋爐爐膛出口NOx、SO2基本達到超低排放限值要求，大幅降低循環(huán)流化床鍋爐的污染物控制成本，適時開展工程示范。12、超臨界CO2（S-CO2）發(fā)電技術開展S-CO2基礎物性研究、閉式熱力循環(huán)以及發(fā)電系統(tǒng)集成優(yōu)化等關鍵技術研究，掌握適配不同熱源的S-CO2

8、發(fā)電系統(tǒng)及關鍵設備設計制造技術。研制S-CO2（閉式）燃煤鍋爐、透平、壓縮機、高效換熱器等關鍵設備，開展1050MW級S-CO2發(fā)電工程示范及驗證。13、整體煤氣化蒸汽燃氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電（IGCC）及燃料電池發(fā)電（IGFC）系統(tǒng)集成優(yōu)化技術研究提升IGCC聯(lián)產制氫、靈活性發(fā)電等技術；研發(fā)IGFC系統(tǒng)高溫換熱器、高溫風機、純氧燃燒器等關鍵裝備，開展系統(tǒng)集成優(yōu)化、系統(tǒng)動態(tài)特性、發(fā)電系統(tǒng)控制及連鎖控制策略等關鍵技術研究，開發(fā)優(yōu)化尾氣純氧燃燒及CO2捕集技術，適時開展工程示范及驗證。14、高效低成本的CO2捕集、利用與封存（CCUS）技術研發(fā)新一代高效、低能耗的CO2捕集技術和裝置，提高碳捕集系統(tǒng)的經濟

9、性；開展CO2驅油驅氣、CO2合成碳酸脂、聚碳等資源化、能源化利用技術研究；突破CO2封存監(jiān)測、泄漏預警等核心技術；研發(fā)碳捕集轉化利用系統(tǒng)與各種新型發(fā)電系統(tǒng)耦合集成技術。開展百萬噸級燃燒后CO2捕集、利用與封存全流程示范。15、老舊煤電機組延壽及靈活高效改造技術建立臨近設計壽命的燃煤機組運行狀態(tài)、機組系統(tǒng)和主輔設備性能、主要金屬部件壽命等評估方法體系，結合節(jié)能提效和靈活性提升等需求，研究延壽改造與節(jié)能提效改造、靈活性提升改造等集成的綜合改造技術，建立煤電機組延壽運行期間主要金屬部件服役狀態(tài)診斷、監(jiān)測與壽命管理技術體系，開展工程示范及驗證。16、燃煤電廠節(jié)能環(huán)保、靈活性提升及耦合生物質發(fā)電等改造

10、技術推廣先進成熟的節(jié)能提效、超低排放、深度節(jié)水、廢水零排放、固廢減量及綜合利用技術；因地制宜推廣低壓缸零出力、加裝蓄熱裝置、火-儲聯(lián)合調頻等火電靈活性提升改造技術；因地制宜推廣燃煤耦合農林廢棄物、市政污泥、生活垃圾等發(fā)電技術，進一步提高現役燃煤電廠耦合生物質發(fā)電技術水平。我國能源科技發(fā)展形勢我國已連續(xù)多年成為世界上最大的能源生產國、消費國和碳排放國。社會主義現代化強國建設的深入推進對能源供給、消費提出更高要求。在“碳達峰、碳中和”目標、生態(tài)文明建設和“六穩(wěn)六?！钡瓤傮w要求下，我國能源產業(yè)面臨保安全、轉方式、調結構、補短板等嚴峻挑戰(zhàn)，對科技創(chuàng)新的需求比以往任何階段都更為迫切。經過前兩個五年規(guī)劃期

11、，我國初步建立了重大技術研發(fā)、重大裝備研制、重大示范工程、科技創(chuàng)新平臺“四位一體”的能源科技創(chuàng)新體系，按照集中攻關一批、示范試驗一批、應用推廣一批“三個一批”的路徑，推動能源技術革命取得重要階段性進展，有力支撐了重大能源工程建設，對保障能源安全、促進產業(yè)轉型升級發(fā)揮了重要作用。高比例可再生能源系統(tǒng)技術方面。風電、光伏技術總體處于國際先進水平，有力支撐我國風機、光伏電池產量和裝機規(guī)模世界第一。10兆瓦級海上風電機組完成吊裝。晶硅電池、薄膜電池最高轉換效率多次創(chuàng)造世界紀錄，量產單多晶電池平均轉換效率分別達到22.8%和20.8%。太陽能熱發(fā)電技術進入商業(yè)化示范階段。水電工程建設能力和百萬千瓦級水電

12、機組成套設計制造能力領跑全球。全面掌握1000千伏交流、1100千伏直流及以下等級的輸電技術。柔性直流輸電技術占領世界制高點，全球電壓等級最高的張北500千伏柔性直流電網示范工程、烏東德水電送出800千伏特高壓多端直流示范工程已投產送電。油氣安全供應技術方面。常規(guī)油氣勘探開采技術達到國際先進水平，在國際油氣資源開發(fā)中具有明顯比較優(yōu)勢。非常規(guī)和深海油氣勘探開發(fā)技術取得較大進步，建成一批國家級頁巖氣開發(fā)示范區(qū)，頁巖氣年產量超過200億方，支撐我國成為北美之外首個實現頁巖氣規(guī)?；虡I(yè)開發(fā)的國家，自主研發(fā)建造的全球首座十萬噸級深水半潛式生產儲油平臺“深海一號”投運。油氣長輸管線技術取得重大突破，電驅壓

13、縮機組、燃驅壓縮機組、大型球閥和高等級管線鋼等核心裝備和材料實現自主化，有力保障了西氣東輸、中俄東線等長輸管線建設。千萬噸級LNG項目、千萬噸級煉油工程成套設備已實現自主化。核電技術方面。形成了較完備的大型壓水堆核電裝備產業(yè)體系。自主研發(fā)“華龍一號”和“國和一號”百萬千瓦級三代核電，主要技術和安全性能指標達到世界先進水平。自主研發(fā)的具有四代特征的高溫氣冷堆商業(yè)示范堆已投產發(fā)電，快中子堆示范項目已開工建設。模塊化小型堆、海洋核動力平臺等先進核反應堆技術正在抓緊攻關和示范?；茉辞鍧嵏咝ч_發(fā)利用技術方面。年產1000萬噸以上特厚煤層綜采與綜采放頂煤開采裝備、重介質選煤技術等煤炭開發(fā)利用技術裝備實

14、現規(guī)模應用。煤礦瓦斯治理、災害防治技術水平顯著提升，百萬噸死亡率持續(xù)下降。具有自主知識產權的神華寧煤400萬噸/年煤炭間接液化等一批煤炭深加工重大示范工程建成投產。國際首創(chuàng)的135萬千瓦高低位布置超超臨界二次再熱機組投入運行，煤電超低排放水平進入世界領先行列。具有完全自主知識產權的50MW燃氣輪機已實現滿負荷穩(wěn)定運行。能源新技術、新模式、新業(yè)態(tài)方面。主流儲能技術總體達到世界先進水平，電化學儲能、壓縮空氣儲能技術進入商業(yè)化示范階段。氫能及燃料電池技術迭代升級持續(xù)加速，推動氫能產業(yè)從模式探索向多元示范邁進。能源基礎設施智能化、能源大數據、多能互補、儲能和電動汽車應用、智慧用能與增值服務等領域創(chuàng)新十分活躍，各類新技術、新模式、新業(yè)態(tài)持續(xù)涌現，對能源產業(yè)發(fā)展產生深遠影響。然而，與世界能源科技強國相比，與引領能源革命的要求相比，我國能源科技創(chuàng)新還存在明顯差距，突出表現為：一是部分能源技術裝備尚存短板。關鍵零部件、專用軟件、核心材料等大量依賴國外。二是能源技術裝備長板優(yōu)勢不明顯。能源領域原創(chuàng)性、引領性、顛覆性技術偏少，綠色低碳技術發(fā)展難以有效支撐能源綠色低碳轉型。三是推動能源科技創(chuàng)新的政策機制有待完