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中国能源报 2018年08月20日 星期一

技术日趋成熟,土地、资源配置等问题尚待落实

煤炭地下气化能否破解商运难题?

■本报记者 姚金楠 《 中国能源报 》( 2018年08月20日   第 20 版)

  新疆国利衡公司煤炭地下气化一期前置工程现场
  姚金楠/摄

  “经过5年到10年的时间,期望煤炭地下气化技术在新疆再造一个与西气东输的天然气产量相当的煤炭地下气化工程。”在距离吐鲁番市鄯善县约110公里的戈壁深处,看着正在跃动的火苗,作为曾经的西气东输办公室主任,徐锭明对于新疆的煤炭地下气化寄予厚望。

  8月12日,新疆国利衡公司煤炭地下气化一期前置工程成功点火。深埋地下的煤炭借助先进的燃烧控制技术,正在以可燃气体的全新形式喷薄而出。

  瞄准深部资源

  “差不多三年前,我第一次来这里踏勘。以前在乌兰察布做项目的时候,觉得那里有点荒凉。来到这一看,以前的‘荒凉’根本不值一提。”说这话的时候,项目总工程师钱路新已近两个月没有离开过项目工地。

  此番和记者一起来到工程现场的还有钱路新的老师中国矿业大学(北京)教授梁杰。作为项目的首席科学家,梁杰深知“荒凉”背后的选址意义,虽然工程地点在行政上划属鄯善县,但梁杰却更习惯用精确的地理坐标去定义这个地点。“北纬42°38’42.58’’、东经91°06’13.81’’,这里其实已经属于无人区了。因为没有地下水源,所以对水利、交通没有任何影响。由于是完全地下气化生产,对地表生态也没有破坏。而且整个项目利用的是深部目前无法开发利用的煤炭资源。”

  数据显示,目前,新疆地区埋深1000-1500米的煤炭资源量为4171亿吨,埋深1500-2000米的资源量为3369亿吨。中国科学院院士宋振骐表示,以新疆为示范基地,利用煤炭地下气化技术可以实现传统采煤工艺无法实现的目的,尤其是深部煤炭资源地下气化技术的开发,将为深部煤炭资源的开采利用开创一条新的途径。

  除利用井工无法开采的1000米以下煤炭资源外,梁杰还十分看好项目“节约水耗”的技术优势。“新疆水资源不足,而且分布不均,高耗水的煤化工项目是很难大规模发展的。煤炭资源是‘高碳低氢’,但可燃气体却是‘高氢低碳’,所以这个转化过程一定要用水的。”

  一路驱车而来,司机跟记者聊起项目工地生活用水的不易。“现在天气热,3-4天就要送一次水,用车往上运,普通生活用水1700元一车,饮用水2000元一车,一车25吨。”如此缺水之地的地下气化,到底是如何“节约水耗”的呢?梁杰告诉记者,整个地下气化过程利用的是煤层含有的地下水,同时煤气带出的冷凝水,经过简单处理就可以作为气化剂回注利用,可以基本实现气化过程中的水平衡。“耗水仅为同类煤化工企业单位消耗的40-50%。”

  “复合地下气化炉”“连续油管后退注气(水)加压气化稳定控制”“循环开采”……谈起项目的技术优势,梁杰如数家珍。

  如何商业化运行

  在有效的技术支撑下,煤炭地下气化又该如何走向商业化运行的轨道呢?

  早在2007年4月,内蒙古乌兰察布就已开工建设气化采煤发电/甲醇甲烷联产工业性试验项目,并在当年10月实现点火和稳定出气。但据记者了解,由于当地煤炭热值不足、LNG价格一度下行等原因,目前乌兰察布项目已处于搁置状态。同样,中国科学院院士张铁岗表示,由于管网、装备等种种原因,近年来在平顶山、唐山等地的一些煤炭地下气化项目都没有成功。

  对于项目的商业化运行,新疆国利衡清洁能源科技有限公司董事长徐斌充满希望。“在和工程技术人员多次交流后,我们的煤炭地下气化项目也有了一个新的命名,叫新疆化石能源联合开采低碳循环利用产业化示范项目。”徐斌表示,之所以有这样的新叫法,是由于项目融合了煤炭地下气化和二氧化碳驱油两种技术,这也是实现商业化运作的重要基础。

  “新疆属于典型的煤、油共存区域,目前,二氧化碳驱油技术在我国已经比较成熟。煤炭地下气化产生的二氧化碳,在经过工业处理达到应用标准后,将二氧化碳注入油层驱油增产,可以大幅提升稠油开采效率。同时,约有50-60%的二氧化碳会被永久封存在地下,降低了碳排放。”梁杰表示,项目地选址邻近吐哈油田,产生的二氧化碳可以全部供给吐哈油田用于驱油。“如果按照一期日产混合煤气100万方的规模,每年可产出驱油用二氧化碳26.19万吨,这项收益就在6600万元左右。”此外,叠加产出的液化天然气和发电收益以及焦油、硫磺等副产品,年均税后利润将超过1亿元。“在这样的条件下,要想实现商业化运营,最基本的规模就应该在日产混合煤气100万方左右,所需投资约为5.5-6亿元,可以在5-6年实现投资回收。”

  梁杰表示,根据我国资源蕴藏的特点,胜利、长庆等很多油田都属于煤、油共存,如果新疆项目能够成功,将具备很强的推广意义。“甚至可以说再造一个油田。”

  用地、资源量问题仍待解决

  徐斌表示,按照公司规划,一期项目的日产混合煤气规模在100万方,二期达到1000万/天,三期日产将达到1亿方。然而目前涉及规划、土地、环保等多个部门,项目用地和资源配置问题仍为彻底落定。

  “一方面,我们需要1平方公里左右的工程用地,主要用于地面基础设施建设。”徐斌表示,更为急迫的是,立足未来发展,公司还急需500万吨地下深部的煤炭资源。

  对此,新疆发改委方面提出,项目所在的库木塔格煤炭矿区总体规划环评报告已上报国家生态环境部,但生态环境部反馈意见提出报告书中“环境合理性论证不够充分,未针对区域水资源极度匮乏且生态极为脆弱的资源环境条件,按照‘以水定产’的原则优化规划的规模和结构”,须重新论证规划实施的环境合理性。受规划环评未能取得国家生态环境部批复的影响,库木塔格煤炭矿区总体规划无法上报国家发展改革委审批。而国利衡煤炭地下气化项目作为工业试验项目申请部分试验用煤炭资源问题,因矿区总体规划未批复,自治区层面难以协调落实。

  就在采访结束当天晚上,徐斌把刚刚收到的一条微信转给了记者,自治区发改委已经以红头文件的形式向国家能源局提出申请批准同意该项目为工业化示范项目,涉及到的土地、资源配置等问题也一并列入申请文件当中。徐斌兴奋地告诉记者:“现在项目已经点火成功,还需要运行观察一段时间,收集相关数据。待稳定运行后,如果用地和资源配置问题能够解决,会马上推进下一步工程实施。”

  

  记者手记

  从鄯善县城到项目工地,中间要走过当地独具特色的“煤炭公路”,不同地区牌照的大货车经由这条公路,将新疆的煤炭运往全国各地。“当年煤炭生意好的时候,这条路上可是热闹得很啊。”一路随行的国利衡员工小杨跟记者攀谈起来,“现在不比前几年了,不过以后我们把煤在地下就变成气了,就更见不到大货车了。”

  当天的天气预报显示,鄯善县城的最高气温已经达到42℃。“一会儿进到戈壁滩里面,50℃都不止。没事,别开窗,我把空调调低一点。”项目工地距离县城约110公里,驶过煤炭公路后,就开始进入戈壁滩。“看戈壁就像看海一样,一眼看不到头,直接接到天边上。”戈壁行车困难,小杨一直把车速压得很低,这时小杨的手机响了——前车玻璃被滚落的小石子震碎。“人没事吧,后面有救护车。”直到这时,记者才发现,原来一直有一辆救护车跟在整个车队后面。所幸只是玻璃震碎,并无大碍。然而随后不久,由于高温,后车又遭遇爆胎。“还好人都没事,工地有备用车。天太热,路上也怕出状况,所以备了救护车。”

  经过2个多小时车程,终于抵达项目工地。为了庆祝项目点火成功,当天的午餐是清炖羊肉加烤馕。“这是我教他们做的,我做饭特好吃,我奖励一线工人的方式就是到这来给他们做饭。”徐斌边吃边给记者讲着炖羊肉的诀窍。

  小杨告诉记者,在项目进场前,这里几乎是一片无人区,不仅寸草不生,而且连蚊子、苍蝇都没有。“啥都没有,肉啊、馕啊还有蔬菜什么的都是开车运进来的,夏天运得勤,四五天一趟。这里交通不方便,工人、技术人员在这里一待就是两三个月,才有机会进趟县城。”点火仪式当天,公司特意在现场搭了舞台,还有简单的音响设施。“我们昨天晚上用这台子开了演唱会。”午饭间,有员工开心地聊起了前一晚的欢歌。

  午饭过后,钱路新带记者参观了项目。在地面温度已经超过70℃的现场,穿着防护服装,钱路新不断地擦汗。“有时候想想,自己在这么偏远荒凉的地方工作,到底是为了什么?”钱路新若有所思,并没有继续说下去。“看,看那个影子,白天看不到火焰,那个流动的影子就是我们产出的可燃气在燃烧。”看到地面攒动的阴影,钱路新兴奋异常。“一会给你看晚上拍的视频,火焰点起来,特别好看。”

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