На фоне переплетения целей «двойного углерода» и энергетической безопасности, Синьцзян, как регион Китая, богатый угольными ресурсами, проводит «зеленую» трансформацию в энергетической сфере.
На базе существующей Государственной ключевой лаборатории химии и использования углеродных энергоресурсов, совместно созданной провинцией и министерством при Синьцзянском университете, Синьцзян активно продвигает создание Национальной ключевой лаборатории химии и использования богатой маслом угольной ресурсной базы, стремясь создать «национальную команду» в области чистого и эффективного использования угля, превращая богатые ресурсы богатого маслом угля в таких районах, как Хами, в национальное стратегическое и экономическое преимущество.
Создание национальной лаборатории
«Богатый маслом уголь — это особый ресурсный вид угля, сочетающий свойства угля, нефти и газа, в основном распространенный в районах Турфан и Хами в Синьцзяне, Юйлинь в провинции Шэньси и Ордос во Внутренней Монголии, обладающий чрезвычайно высокой комплексной ценностью использования. Поэтому использование преимуществ ресурсного потенциала богатого маслом угля и повышение эффективности его комплексного использования имеет не только важную экономическую ценность, но и большое значение для строительства национальных энергетических баз и обеспечения энергетической безопасности страны», — пояснил Лю Тао, член ВК НПКСК, председатель Синьцзянского комитета Общества Цзюсань. «По оценкам экспертов, переработка и преобразование 100 миллионов тонн богатого маслом угля может дать около 30 миллионов тонн нефтегазового эквивалента, а в случае стратегической необходимости даже превратить «угольные месторождения» в «нефтегазовые», играя незаменимую роль «балласта» в снижении зависимости Китая от импорта нефти и газа».
В настоящее время Синьцзян всецело продвигает трансформацию угольной химической промышленности в сторону высокотехнологичности, диверсификации и низкоуглеродности. Синьцзянский университет продолжает использовать Государственную ключевую лабораторию химии и использования углеродных энергоресурсов, совместно созданную провинцией и министерством, в качестве платформы, сосредоточившись на химических основах богатого маслом угля, эффективном преобразовании, угольных тонких химикатах и новых материалах, активно проводя исследования фундаментальных теорий и ключевых технологий эффективного преобразования и высокоценного использования богатого маслом угля.
«Необходимо ускорить эффективное освоение и использование богатого маслом угля, продвигать развитие промышленности по производству нефти и газа из угля, чтобы внести больший вклад Синьцзяна в энергетическую безопасность страны и общую ситуацию экономического развития. Однако в настоящее время традиционные проекты угольной химии в основном сосредоточены на первичной переработке, существуют проблемы низкого выхода смолы, невысокой добавленной стоимости продукции, большого потребления воды и выбросов углерода, что требует системного прорыва от фундаментальных теорий до ключевых технологий», — заявил Лю Тао.
По словам Лю Тао, в настоящее время Государственная ключевая лаборатория химии и использования углеродных энергоресурсов, совместно созданная провинцией и министерством на базе двух докторских программ первой категории — химии и химической инженерии и технологий — Синьцзянского университета, уже сформировала значительные особенности и явные преимущества в области фундаментальных исследований химии угля, углеродных материалов на основе угля, каталитического преобразования угля и других аспектов. Лаборатория выдвинула предложения по принятию решений, касающихся эффективного использования богатых маслом угольных ресурсов Хами, провела несколько стратегических семинаров по эффективному использованию богатых маслом угольных ресурсов Хами, создала Исследовательский институт богатого маслом угля Хами и построила опытно-промышленную базу этого института.
В настоящее время лаборатория, сосредоточившись на эффективном комплексном использовании богатого маслом угля, имеет более сфокусированные направления исследований и более отчетливые исследовательские особенности, сформировав уникальную исследовательскую систему; продолжает продвигать внедрение и преобразование научно-исследовательских результатов, синергию инноваций в области науки, образования и производства и другие работы, постепенно проявляются соответствующие результаты, в области эффективного преобразования богатого маслом угля реализован ряд научно-исследовательских проектов высокого уровня и большого влияния, таких как национальные ключевые проекты НИОКР, крупные научно-технические проекты автономного района, постоянно усиливается способность научно-исследовательской поддержки.
Опираясь на эти проекты, лаборатория добилась нескольких прорывов в ключевых технологических звеньях направленного преобразования и чистого использования богатого маслом угля, создала базу данных по химическим основам угля Синьцзяна, построила систему стандартов «классификация, сортировка и эффективное использование богатого маслом угля», разработала технологию интеграции пиролиза и газификации богатого маслом угля, новую технологию производства ароматических углеводородов из каменноугольной смолы и технологию получения твердого углерода на основе каменноугольного пеке. Часть технологий уже готова к опытно-промышленному преобразованию, закладывая прочную техническую основу для модернизации отрасли.
Роль лаборатории в поддержке и обслуживании Синьцзяна для создания национальной стратегической базы обеспечения энергоресурсами, развития характерных и преимущественных отраслей, таких как уголь, новая энергетика, новые материалы, начинает проявляться, имея потенциал для дальнейшего повышения эффективности обслуживания и содействия высококачественному развитию отрасли.
«Несмотря на широкие перспективы и прочную основу, создание национальной ключевой лаборатории по-прежнему сталкивается с рядом серьезных проблем. Именно в этом и заключается срочность данного этапа модернизации и строительства», — заявил Лю Тао.
Необходима поддержка на уровне высшего проектирования
По словам Лю Тао, в настоящее время создание национальной лаборатории сталкивается с двойными барьерами: научного понимания и ключевых технологий. С одной стороны, понимание сложной молекулярной структуры богатого маслом угля еще недостаточно глубокое, что затрудняет точное руководство направленным преобразованием. С другой стороны, существующие технологии использования также имеют «болевые точки»: традиционные процессы пиролиза имеют низкий выход смолы, высокое содержание пыли, низкое качество; явное тепло горячего полукокса тратится впустую, потребление воды велико; технология прямой гидрогенизации требует жестких условий реакции и имеет высокую стоимость.
Как разработать технологию мягкой гидрогенизации, повысить выход смолы и реализовать высокоценное использование — это технологический «разрыв», который необходимо преодолеть.
Кроме того, реальные ограничения инженерного преобразования и ресурсно-экологической среды также являются серьезной проблемой. Индустриализация особых угольных ресурсов Синьцзяна сталкивается с тремя основными вызовами: недостаточная точность разведки, узкие места в инженерной реализации ключевых технологий и экологические ограничения. Для масштабирования результатов лабораторных испытаний («малых испытаний») до стабильных и надежных промышленных демонстрационных установок, решения таких технических проблем, как сопряжение пиролиза и газификации горячего полукокса, необходима мощная поддержка опытно-промышленной платформы.
В то же время, Синьцзян относительно беден водными ресурсами, и то, как в условиях ограничений «двойного углерода» реализовать сопряжение с зеленым водородом, снизить энергопотребление процесса и выбросы углерода, также является эпохальной задачей, на которую лаборатория должна дать ответ.
В связи с вышеуказанными проблемами Лю Тао выдвинул два предложения.
Во-первых, предложить государству учредить специальную программу по характерным ресурсам западных регионов, реализовать «целевое взращивание». Поскольку научно-исследовательская база западных регионов относительно слабее по сравнению с восточными провинциями, предлагается учредить специальную программу инновационных платформ для характерных ресурсов западных регионов, открыть канал «целевой поддержки» для таких преимущественных областей, как богатый маслом уголь, принять механизм «сначала взращивание, затем утверждение», чтобы помочь им быстро вырасти в национальную стратегическую научно-техническую силу.
Во-вторых, усилить ориентированность на национальные задачи, наклонное распределение научно-технических ресурсов. Предлагается в рамках планирования крупных научно-технических задач, таких как национальные ключевые проекты НИОКР, региональные объединенные фонды и другие, добавить направление эффективного преобразования и использования богатого маслом угля, направлять больше национальных проектов в Синьцзян, чтобы задачи стимулировали развитие дисциплин, а проекты способствовали развитию.
