煤炭开采智能系统展区山西能源转型发展多元探路

山西煤炭曾经“点亮了全国一半的灯，烧热了华北一半的炕”。但是，“一煤独大”的经济结构影响了山西的生态环境和可持续发展。推动能源转型升级对山西来说至关重要。

近年来，山西提出不当煤老大，争当能源革命排头兵，推进煤炭清洁高效利用，做好煤电化热一体化应用，开展氢能、核能等新能源开发利用，推进能源产业融合发展和转型升级。

在此背景下，10月22日至24日，以“能源革命 国际合作”为主题的2019年太原能源低碳发展论坛(以下简称论坛)在山西太原举行。论坛从煤炭的清洁高效利用、非常规天然气开发应用、新能源发展、能源互联网的创新与发展等多个方向，讨论了山西能源转型发展的多种可能。

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煤炭清洁高效利用是能源转型的立足点

山西能源转型，避不开煤。

何为清洁能源?中国工程院院士谢克昌认为，能清洁高效利用的煤就是清洁能源。谢克昌认为，能源革命的目标是建立清洁低碳、安全高效的能源体系，关键是能源技术革命。对于煤炭而言，就要提高清洁高效利用水平。

“对于我国而言，煤炭是主体能源。如果没有煤，日子就过不下去。能源革命不是革煤炭的命。煤炭清洁高效利用是能源转型的立足点和首要任务。”谢克昌说。

如何实现煤炭清洁高效利用?石油和化学工业规划院副院长、教授级高级工程师李志坚认为，一要提高煤炭的利用效率，减少碳排放;二要提高企业的经济效益。

而在煤炭清洁高效利用时，不仅要关注煤炭的能源属性，还要关注其原材料属性。“不仅要将煤炭转化为清洁能源，还要关注将煤炭转化为材料的发展路径。煤炭高效、高价值转化是提升竞争力的重要途径。”李志坚说。

如今，山西煤炭清洁高效利用水平大幅提升，部分技术和装备处于世界领先水平，油化电热一体化示范项目成功走出了产业道路，实现了高硫煤变废为宝。

晋华炉已成为山西煤炭清洁利用的一张名片。今年4月，晋华炉又获得第47届日内瓦国际发明展金奖。该展览会被公认为是当今世界最重要的发明展览会之一。

专“吃”劣质煤的晋华炉由山西阳泉煤业集团联合清华大学历经17年自主研发而成，拥有自主知识产权。晋华炉稳定、可靠，煤种适应性好，适用于高灰分、高硫分、高灰熔点的“三高”煤气化，是煤炭清洁高效利用取得的重要突破，总体技术处于国际领先水平。近3年来，晋华炉累计新增销售额43.3亿元，累计新增利润6.98亿元。目前，晋华炉已出口海外，首次实现了中国自主煤气化技术在海外的商业化应用。

“通过和山西省合作，我们总结发现，技术需要在工程实践中不断完善和创新。在与阳煤集团的合作中，经过三代锅炉燃烧技术迭代，我们体会到学科交叉的重要性。借鉴其他领域经验是传统工业技术进步的一条‘捷径’。”中国工程院院士、清华大学教授岳光溪说。

山西非常规天然气资源丰富，累计探明地质储量2156亿立方米，煤层气资源富集程度高，开发潜力大。

山西晋城无烟煤矿业集团是我国最早从事“采煤采气一体化”和最大的煤与煤层气共采和综合开发利用的大型国有煤炭企业。经过20多年的探索，晋煤集团初步形成了煤矿区煤层气三区联动井上井下联合抽采模式，实现了采前抽、采动抽、采空抽全序列抽采。他们应用地面钻井技术，减少了井下巷道工程，实现了煤炭与煤层气两种资源的安全、高效、协调开发。2018年，晋煤集团寺河矿瓦斯抽采量达到8.07亿立方米，连续13年单井瓦斯抽采量全国第一。

目前，山西正深入推进非常规天然气勘探、抽采、利用方式变革，开展煤层气、页岩气、致密气综合开发，打造国家非常规天然气基地，力争2020年非常规天然气产量达到200亿立方米。

新能源为能源转型添动能

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除了煤炭等传统产业转型发展，风能、太阳能、生物质能、氢能、核能等新能源也为能源转型增添动能。

在中国建材集团展区，一片片可以发电的彩色玻璃吸人眼球。据了解，这些彩色玻璃的学名为碲化镉发电玻璃，是一种集材料与发电于一体的新型建筑材料。这种玻璃在两块普通玻璃间镀上一层光电功能材料，使玻璃从绝缘体变成导体，具有发电功能。该展区工作人员介绍，一块长1.6米、宽1.2米，面积为1.92平方米的发电玻璃的标准功率为250瓦，光电转化效率达13%，4小时的有效日照就能发1千瓦时电。也就是说，两三块碲化镉发电玻璃就能满足一个家庭的全年用电需求。

全国工商联新能源商会专业副会长兼秘书长曾少军介绍，近年来，中国在风能、太阳能、生物质能、热能等新能源开发利用上发展快速很快，目前呈现出“风”头已过、阳“光”升起、“生”机勃勃、“热”气腾腾的新特点。未来，新能源将向分布式发展，应不断创新关键技术，做好煤炭减法、绿色加法、能效乘法，实现多能互补。

近年来，山西相继出台系列措施，推动新能源快速发展。截至2019年9月，山西省新能源和可再生能源装机容量达到2447万千瓦，其中风电装机1177万千瓦、光伏发电装机1001万千瓦。而火电机组灵活性、电网调峰能力以及储能发展还满足不了新能源消纳的需求。

针对这些问题，山西省能源局新能源和可再生能源处处长张秀荣介绍，未来山西将全面推进风光发电平价上网;优化风光发电项目管理，推动数字化共享，整合风光发电项目;大力发展储能和智能电网，提高可再生能源的消纳水平;大力推进地热能、生物质能等的开发利用;加快氢能产业发展速度，逐渐形成氢能全产业链发展格局。

以泛能源互联网促转型

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随着互联网技术与可再生能源结合得越来越紧密，能源开采、配送和利用逐渐从传统的集中式转变为智能化的分散式，全球电网逐渐变为能源共享网络。“能源互联网”也成为行业热词。

国家电网有限公司董事长寇伟表示，电网在新一轮能源革命中处于特殊而重要的位置。中国能源资源与能源需求呈逆向分布，比如山西煤炭储量占全国的17.3%，用电量却仅占全国的3.2%，需要通过电网进行远距离输电和大范围配置。此外，风电、光伏发电波动性很强，大规模、高比例并网后，会给电网系统安全稳定运行带来极大挑战，需要电网具备强大的灵活调节能力。

国家电网有限公司提出“泛在电力物联网”概念，围绕电力系统各环节，应用移动互联、人工智能等现代信息技术和通信技术，建立起状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活的智慧服务系统。

“新一轮能源革命对电网的技术、功能、形态提出了前所未有的要求，未来的电网将不再是单纯的输电载体，而将成为多能转换利用的枢纽和资源优化配置的平台，成为友好开放、共建共享的能源互联网。”寇伟说。

在电网建设方面，今年年初，国家电网有限公司在行业内率先提出了融合发展泛在电力物联网和坚强智能电网。他们将致力于打造具有枢纽型、平台型、共享型特征的世界一流能源互联网企业。

谢克昌表示，从整个能源结构优化的角度来说，要建立泛能源互联网，优化从能源生产到消费的整个链条，从一次能源、二次能源结构以及终端消费3个方面进行综合优化。

“综合优化就是要建立泛能源互联网。决策和判断都需要大量数据，能源的生产、运输、转换以及消费数据互联互通，这样利用大数据、人工智能等技术手段，就可以实现能源的综合优化，驱动产业转型，实现虚拟和现实的共同发展。”谢克昌说。

用技术革命引领能源革命

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事实上，以互联网技术为代表的新技术正逐渐成为能源革命的引擎。谢克昌表示，要用技术革命引领能源革命。

在具体做法上，谢克昌建议，首先要节能提效;统筹优化发电、电网负荷、电力储备、用电等;严格控制煤和油的用量，实现煤油清洁利用;突破技术瓶颈，加快提升非化石能源占比;加快能源技术创新与革命，应用推广一批成熟技术，释放试验一批有待检验的技术，集中攻关一批重大前沿技术，用技术革命引领能源革命;抓住互联网、大数据、人工智能等技术快速发展的机遇，实现能源与信息技术深度融合。

能源行业也在利用机器人等新技术，提高生产效率和职工作业安全系数。

在国家电网有限公司展区，一个蓝白相间的机器人在高压电塔架模型下挥动着双臂。这就是特高压线上的智能“舞者”——我国首个完全自主研发的人工智能配网带电作业机器人。

展区工作人员介绍，该机器人配备了多传感器融合的定位系统，可实现对导线的毫米级识别定位，运用人工智能技术，双臂配合，可实现全过程“一键操作”，作业效率提升一倍。该机器人可替代传统人工带电作业，降低作业人员的安全风险。

气候变化则是国际专家对于能源转型的关注重点。“为了抑制气候变化带来的灾难性影响，必须提出更加有效的策略，例如开发新技术，推行更高效的交通方式，培养节约能源的意识，最大程度减少浪费，优化能源需求结构。”意大利曼托瓦省省长贝尼米诺·莫塞利建议。

同时，能源转型也与人们的日常生活息息相关。在能源革命展区内，《中国煤炭报》记者看到，LED深紫外便携式消毒器、可将太阳能转化为电能的多功能伞等新产品。能源转型已悄悄地走进大众的生活。