煤炭清潔低碳高效開發(fā)利用技術(shù)實施方案

1、煤炭清潔低碳高效開發(fā)利用技術(shù)實施方案“十四五”是我國全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家新征程的第一個五年規(guī)劃期。進(jìn)入新時期新階段，要充分發(fā)揮科技創(chuàng)新引領(lǐng)能源發(fā)展第一動力作用，立足能源產(chǎn)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(chǔ)、突破關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，為推動能源技術(shù)革命，構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系提供堅強(qiáng)保障。煤炭清潔低碳高效開發(fā)利用技術(shù)煤炭綠色智能開采技術(shù)1、煤礦智能開采關(guān)鍵技術(shù)與裝備研制智能實時隨機(jī)超前探測技術(shù)，支撐“透明礦井”所要求的地質(zhì)保障體系建設(shè)；研發(fā)井筒機(jī)械破巖智能建設(shè)、綜采設(shè)備精準(zhǔn)定位與導(dǎo)航、綜采設(shè)備群智能自適應(yīng)協(xié)同推進(jìn)、井下智能網(wǎng)聯(lián)無軌輔助運輸?shù)汝P(guān)鍵技術(shù)裝備，開發(fā)適應(yīng)

2、煤礦各類巷道條件的智能化快速掘進(jìn)成套技術(shù)裝備，提高掘進(jìn)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(shù)研發(fā)采空沉陷動態(tài)監(jiān)測技術(shù)、矸石等固體廢棄物充填采煤技術(shù)、地表生態(tài)修復(fù)、煤水資源一體化利用技術(shù)，改善礦區(qū)生態(tài)環(huán)境；開展關(guān)閉礦井資源挖潛再利用、采空區(qū)封存CO2技術(shù)研究，實現(xiàn)關(guān)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(shù)，開展礦區(qū)典型大宗固廢資源化利用示范；建設(shè)煤礦地下水、低濃度瓦斯、井下廢熱等低位熱能利用技術(shù)示范工程；開展煤火區(qū)滅火、治理區(qū)綠色生態(tài)修復(fù)研究，開展地下煤火熱能利用與生態(tài)恢復(fù)綜合示范。3、煤礦重大災(zāi)害及粉塵智能監(jiān)控預(yù)警與防控技術(shù)研究工程擾動下深部原位巖石力學(xué)行

3、為，突破深部強(qiáng)采動大變形圍巖控制、沖擊地壓智能防控技術(shù)；開展深部工程結(jié)構(gòu)圍巖地層改性、深度高地應(yīng)力采場圍巖綜合控制等技術(shù)研究；研制井下極端復(fù)雜環(huán)境下多功能、高精度、低功耗智能感知設(shè)備，研發(fā)井下海量多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的高效分析處理與智能預(yù)測技術(shù)，實現(xiàn)重大災(zāi)害事故風(fēng)險識別、預(yù)測與預(yù)報預(yù)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(yù)警等關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)大容塵量和強(qiáng)耐濕性的送風(fēng)過濾式個體防護(hù)設(shè)備，實現(xiàn)粉塵高效防控。4、煤炭及共伴生資源綜合開發(fā)技術(shù)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(zhǔn)定量確定開發(fā)模式研究，實現(xiàn)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(jīng)濟(jì)高效利用技術(shù)研究，推進(jìn)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(zhuǎn)化技術(shù)5、煤炭精準(zhǔn)智能化洗選加工技術(shù)研發(fā)旋流場重介質(zhì)精準(zhǔn)分選、界面調(diào)控增強(qiáng)選擇性浮選、煤泥水高效固液分離等關(guān)鍵技術(shù)裝備，突破工藝參數(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量高精度在線檢測及預(yù)測技術(shù)，形成煤炭精確分選技術(shù)工藝及裝備；突破自適應(yīng)原煤性質(zhì)全流程智能控制、數(shù)字孿生運維等技術(shù)，構(gòu)建智能化選煤技術(shù)體系。6、新型柔性氣化和煤與有機(jī)廢棄物協(xié)同氣化技術(shù)開發(fā)適宜于油氣聯(lián)產(chǎn)的大型柔性氣化爐技術(shù)，提高甲烷產(chǎn)率、減少污水排放量，實現(xiàn)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(shù)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(shù)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(chǎn)品高端化技術(shù)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(guān)鍵技術(shù)，提高煤制油的過程能效、油品收率和油品品質(zhì)；研發(fā)百萬噸級煤油共加氫制芳烴、航空燃料等高品質(zhì)特種燃料油成套技術(shù)。優(yōu)化升級超百萬噸級大型煤炭間接液化成套技術(shù)裝備，進(jìn)一步開發(fā)汽油等超清潔液體燃料生產(chǎn)技術(shù)。8、低階煤分質(zhì)利用關(guān)鍵技術(shù)突破煤焦油深加工制取化工新材料技術(shù)。示范試驗開展百萬噸級低階煤熱解及產(chǎn)品深加工、萬噸級粉煤熱解與氣化耦合一體化等技術(shù)裝備工程示范，推進(jìn)低

6、階煤分質(zhì)利用。9、煤轉(zhuǎn)化過程中多種污染物協(xié)同控制技術(shù)突破低成本炭基催化劑制備、新型脫硫脫硝反應(yīng)器及原位再生等關(guān)鍵技術(shù)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(shù)；突破煤化工高鹽、高濃、難降解有機(jī)廢水深度處理工藝技術(shù)，形成煤化工轉(zhuǎn)化過程中廢水協(xié)同凈化技術(shù)。先進(jìn)燃煤發(fā)電技術(shù)10、先進(jìn)高參數(shù)超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)開展700等級高溫合金材料及關(guān)鍵高溫部件的制造、加工、焊接、檢驗等關(guān)鍵技術(shù)研究。研發(fā)650等級蒸汽參數(shù)的超超臨界機(jī)組高溫材料生產(chǎn)及關(guān)鍵高溫部件的制造技術(shù)，開展關(guān)鍵高溫部件損傷機(jī)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(jī)高壓轉(zhuǎn)子等高溫部件產(chǎn)業(yè)化制造技術(shù)，突破高溫部件應(yīng)用的同種/

7、異種焊接、冷熱加工和熱處理等關(guān)鍵技術(shù)，開展650等級超超臨界燃煤發(fā)電機(jī)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(shù)開展循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)石灰石深度脫硫以及NOx超低排放機(jī)理基礎(chǔ)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(fēng)、受熱面壁溫偏差控制以及受熱面布置等設(shè)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(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)鍋爐爐膛出口NOx、SO2基本達(dá)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(shù)開展S-CO2基礎(chǔ)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(guān)鍵技術(shù)研究，掌握適配不同熱源的S-CO2

8、發(fā)電系統(tǒng)及關(guān)鍵設(shè)備設(shè)計制造技術(shù)。研制S-CO2（閉式）燃煤鍋爐、透平、壓縮機(jī)、高效換熱器等關(guān)鍵設(shè)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?xì)饴?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(shù)研究提升IGCC聯(lián)產(chǎn)制氫、靈活性發(fā)電等技術(shù)；研發(fā)IGFC系統(tǒng)高溫?fù)Q熱器、高溫風(fēng)機(jī)、純氧燃燒器等關(guān)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(guān)鍵技術(shù)研究，開發(fā)優(yōu)化尾氣純氧燃燒及CO2捕集技術(shù)，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(shù)研發(fā)新一代高效、低能耗的CO2捕集技術(shù)和裝置，提高碳捕集系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)

9、性；開展CO2驅(qū)油驅(qū)氣、CO2合成碳酸脂、聚碳等資源化、能源化利用技術(shù)研究；突破CO2封存監(jiān)測、泄漏預(yù)警等核心技術(shù)；研發(fā)碳捕集轉(zhuǎn)化利用系統(tǒng)與各種新型發(fā)電系統(tǒng)耦合集成技術(shù)。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(jī)組延壽及靈活高效改造技術(shù)建立臨近設(shè)計壽命的燃煤機(jī)組運行狀態(tài)、機(jī)組系統(tǒng)和主輔設(shè)備性能、主要金屬部件壽命等評估方法體系，結(jié)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(shù)，建立煤電機(jī)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(shù)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(zhì)發(fā)電等改造

10、技術(shù)推廣先進(jìn)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(shù)；因地制宜推廣低壓缸零出力、加裝蓄熱裝置、火-儲聯(lián)合調(diào)頻等火電靈活性提升改造技術(shù)；因地制宜推廣燃煤耦合農(nóng)林廢棄物、市政污泥、生活垃圾等發(fā)電技術(shù)，進(jìn)一步提高現(xiàn)役燃煤電廠耦合生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)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(chǎn)國、消費國和碳排放國。社會主義現(xiàn)代化強(qiáng)國建設(shè)的深入推進(jìn)對能源供給、消費提出更高要求。在“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)、生態(tài)文明建設(shè)和“六穩(wěn)六?！钡瓤傮w要求下，我國能源產(chǎn)業(yè)面臨保安全、轉(zhuǎn)方式、調(diào)結(jié)構(gòu)、補(bǔ)短板等嚴(yán)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(jīng)過前兩個五年規(guī)劃期

11、，我國初步建立了重大技術(shù)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(guān)一批、示范試驗一批、應(yīng)用推廣一批“三個一批”的路徑，推動能源技術(shù)革命取得重要階段性進(jìn)展，有力支撐了重大能源工程建設(shè)，對保障能源安全、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級發(fā)揮了重要作用。高比例可再生能源系統(tǒng)技術(shù)方面。風(fēng)電、光伏技術(shù)總體處于國際先進(jìn)水平，有力支撐我國風(fēng)機(jī)、光伏電池產(chǎn)量和裝機(jī)規(guī)模世界第一。10兆瓦級海上風(fēng)電機(jī)組完成吊裝。晶硅電池、薄膜電池最高轉(zhuǎn)換效率多次創(chuàng)造世界紀(jì)錄，量產(chǎn)單多晶電池平均轉(zhuǎn)換效率分別達(dá)到22.8%和20.8%。太陽能熱發(fā)電技術(shù)進(jìn)入商業(yè)化示范階段。水電工程建設(shè)能力和百萬千瓦級水電

12、機(jī)組成套設(shè)計制造能力領(lǐng)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(shù)。柔性直流輸電技術(shù)占領(lǐng)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(wǎng)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(chǎn)送電。油氣安全供應(yīng)技術(shù)方面。常規(guī)油氣勘探開采技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)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(shù)取得較大進(jìn)步，建成一批國家級頁巖氣開發(fā)示范區(qū)，頁巖氣年產(chǎn)量超過200億方，支撐我國成為北美之外首個實現(xiàn)頁巖氣規(guī)模化商業(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(chǎn)儲油平臺“深海一號”投運。油氣長輸管線技術(shù)取得重大突破，電驅(qū)壓

13、縮機(jī)組、燃驅(qū)壓縮機(jī)組、大型球閥和高等級管線鋼等核心裝備和材料實現(xiàn)自主化，有力保障了西氣東輸、中俄東線等長輸管線建設(shè)。千萬噸級LNG項目、千萬噸級煉油工程成套設(shè)備已實現(xiàn)自主化。核電技術(shù)方面。形成了較完備的大型壓水堆核電裝備產(chǎn)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(shù)和安全性能指標(biāo)達(dá)到世界先進(jìn)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(chǎn)發(fā)電，快中子堆示范項目已開工建設(shè)。模塊化小型堆、海洋核動力平臺等先進(jìn)核反應(yīng)堆技術(shù)正在抓緊攻關(guān)和示范?；茉辞鍧嵏咝ч_發(fā)利用技術(shù)方面。年產(chǎn)1000萬噸以上特厚煤層綜采與綜采放頂煤開采裝備、重介質(zhì)選煤技術(shù)等煤炭開發(fā)利用技術(shù)裝備實

14、現(xiàn)規(guī)模應(yīng)用。煤礦瓦斯治理、災(zāi)害防治技術(shù)水平顯著提升，百萬噸死亡率持續(xù)下降。具有自主知識產(chǎn)權(quán)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(chǎn)。國際首創(chuàng)的135萬千瓦高低位布置超超臨界二次再熱機(jī)組投入運行，煤電超低排放水平進(jìn)入世界領(lǐng)先行列。具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的50MW燃?xì)廨啓C(jī)已實現(xiàn)滿負(fù)荷穩(wěn)定運行。能源新技術(shù)、新模式、新業(yè)態(tài)方面。主流儲能技術(shù)總體達(dá)到世界先進(jìn)水平，電化學(xué)儲能、壓縮空氣儲能技術(shù)進(jìn)入商業(yè)化示范階段。氫能及燃料電池技術(shù)迭代升級持續(xù)加速，推動氫能產(chǎn)業(yè)從模式探索向多元示范邁進(jìn)。能源基礎(chǔ)設(shè)施智能化、能源大數(shù)據(jù)、多能互補(bǔ)、儲能和電動汽車應(yīng)用、智慧用能與增值服務(wù)等領(lǐng)域創(chuàng)新十分活躍，各類新技術(shù)、新模式、新業(yè)態(tài)持續(xù)涌現(xiàn)，對能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。然而，與世界能源科技強(qiáng)國相比，與引領(lǐng)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(xiàn)為：一是部分能源技術(shù)裝備尚存短板。關(guān)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(shù)裝備長板優(yōu)勢不明顯。能源領(lǐng)域原創(chuàng)性、引領(lǐng)性、顛覆性技術(shù)偏少，綠色低碳技術(shù)發(fā)展難以有效支撐能源綠色低碳轉(zhuǎn)型。三是推動能源科技創(chuàng)新的政策機(jī)制有待完