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第九次全国煤炭科学技术大会主旨报告——刘峰
发布时间: 2021年10月12日
来源: 中国煤炭学会

立足新发展阶段  加强科技自立自强

中国煤炭工业协会副会长

刘 峰

 

<p style="margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; clear: both; min-height: 1em; font-family: -apple-system, BlinkMacSystemFont, " helvetica="" neue",="" "pingfang="" sc",="" "hiragino="" sans="" gb",="" "microsoft="" yahei="" ui",="" yahei",="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 17px;="" letter-spacing:="" 0.544px;="" text-align:="" center;="" box-sizing:="" border-box="" !important;="" overflow-wrap:="" break-word="" !important;"="">(2021年6月4日)

今天,在喜迎党的百年华诞之际,我们在北京隆重召开第九次全国煤炭工业科学技术大会,会议的主要内容是,全面贯彻党的十九大和十九届二中、三中、四中、五中全会精神,深入贯彻科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略和能源安全新战略,学习领会习近平总书记在中国科学院第二十次院士大会、中国工程院第十五次院士大会和中国科协第十次全国代表大会上的重要讲话精神;总结“十三五”煤炭科技成就,交流科技创新经验;分析当前煤炭科技发展面临的新环境、新挑战和新机遇,明确“十四五”煤炭科技的发展思路和目标任务;完成第四届煤炭工业技术委员会组织机构建设,构建煤炭行业新型智库,加强行业战略科技力量建设,发布《煤炭工业“十四五”高质量发展指导意见》。

5月28日上午,习近平总书记出席两院院士大会、中国科协第十次全国代表大会并发表重要讲话,为我们加快实现高水平科技自立自强指明了方向、提供了遵循。改革开放以来,全行业共召开八次全国煤炭科技大会。1979年7月,煤炭工业部在北京召开第一次全国煤炭科技工作会议,开启了煤炭科技引领煤炭工业发展的新征程。1983年7月,煤炭工业部在烟台召开第二次全国煤炭科技大会,确定了“生产建设必须依靠科技进步,科技工作必须面向生产建设”的发展方针。1985年5月,煤炭工业部在北京召开第三次全国煤炭科技大会,提出科技和教育是煤炭工业起飞的两翼。1995年6月,国家煤炭工业局在北京召开第四次全国煤炭科技大会,吹响“科教兴煤”的号角。2001年12月,中国煤炭工业协会在北京召开第五次全国煤炭科技大会,号召继续实施“科教兴煤”战略,促进煤炭工业现代化发展。2005年11月,中国煤炭工业协会在北京组织召开第六次全国煤炭科技大会,要求落实科学发展观,发展先进生产力,依靠科技进步促进煤炭工业健康发展。2012年7月,中国煤炭工业协会在北京召开第七次全国煤炭科技大会,提出坚持科学发展,加快自主创新,提高煤炭工业发展的科学化水平。2016年4月,中国煤炭工业协会在北京召开第八次全国煤炭科技大会,要求深入实施创新驱动发展战略,以科技创新带动全面创新,全面推进煤炭行业转型升级和持续健康发展。

今天,我们站在“两个一百年”的历史交汇点,召开第九次全国煤炭科技大会,立足新发展阶段,深刻认识高水平科技自立自强对行业高质量发展的重要战略意义,激发全行业的创造潜能和创新活力,持续深化煤炭供给侧结构性改革,加快构建煤炭产业发展新格局,全面推进煤炭行业转型升级和高质量发展。

一、充分认识“十三五”煤炭科技对行业发展的支撑引领作用

“十三五”以来,在习近平新时代中国特色社会主义思想指导下,在国家有关部门和主要产煤省区地方政府的领导和推动下,全行业深入推进供给侧结构性改革,持续化解过剩产能、淘汰落后产能、建设先进产能,煤炭供给质量显著提高。截至2020年底,累计退出煤矿5500处左右、退出落后煤炭产能10亿吨/年以上,安置职工100万人左右,超额完成《国务院关于煤炭行业化解过剩产能实现脱困发展的意见》(国发〔2016〕7号)提出的化解过剩产能奋斗目标。煤炭科技创新体系不断完善,创新能力显著增强,清洁低碳利用步伐不断加快,初步探索出一条安全、高效、绿色、智能的转型升级发展之路,为煤炭行业高质量发展奠定了坚实的基础。

(一)科技创新体系日益完备,大幅增强煤炭科技创新能力

“十三五”以来,煤炭行业健全完善了以企业为主体、市场为导向、产学研深度融合的科技创新体系,组建了以煤炭工业技术委员会为主的行业智库,建成了一批研发平台和从事知识产权、检验检测认证的专业化服务机构,培育了开放共享、创新活跃的行业“双创”新模式新业态。截至2020年底,全行业建成国家、省部和行业级研发机构170余个,其中国家科技部批准的国家重点实验室和国家工程技术研究中心23个,国家发改委批准的国家工程实验室和国家工程研究中心19个、国家企业技术中心30个,应急管理部批准的安全科技支撑平台7个,国家能源局批准的国家工程技术研究院1个、国家能源研发中心(重点实验室)11个,中国煤炭工业协会认定的煤炭行业工程研究中心56个;共建立国家级协同创新中心1个、行业级协同创新中心2个、省级协同创新中心21个;建成国家技能大师工作室20个、行业技能大师工作室348个。

“十三五”以来,煤炭行业涌现出一批科技创新领军人才和优秀青年人才,培养了一支高技能人才队伍。截至2020年底,行业两院院士达27人,31人入选科技部“创新人才推进计划”。五年来,2人荣获全国创新争先(个人)奖,3人荣获何梁何利基金奖,1人荣获科学探索奖,4人荣获中国青年科技奖,60人荣获孙越崎能源科学技术奖,14人荣获中华国际科学交流基金会杰出工程师奖,189人荣获全国煤炭青年科学技术奖,28人入选中国科协青年人才托举计划。

“十三五”以来,煤炭行业自主创新能力大幅提升,实现了从跟踪、模仿到部分领域并跑、领跑的转变。全行业共荣获国家科技奖励22项,其中“煤制油品/烯烃大型现代煤化工成套技术开发及应用”项目获国家科技进步一等奖;荣获中国专利奖51项,其中金奖3项,银奖2项,优秀奖46项;中国煤炭工业协会科技奖励共授奖1491项,其中特等奖5项,一等奖162项,二等奖586项,三等奖738项,创新团队奖7项。科技进步对煤炭生产力总体水平的贡献显著提升,行业科技贡献率从“十二五”末的49.5%大幅提高到58.6%。大型矿井建设、特厚煤层综放开采、煤与瓦斯共采、燃煤超低排放发电、高效煤粉型和水煤浆浆体化工业锅炉、现代煤化工技术达到国际领先水平,主要煤机装备和大型粉煤气化技术实现了国产化,煤机装备制造水平位于世界先列,引领了国际煤炭智能化开采和清洁高效转化的发展方向。

(二)煤炭理论研究取得进展,有力支撑煤炭产业基础高级化

全行业持续加强对煤炭基础理论的研究,完善并形成了一系列技术体系。五年来,全行业共获批各类国家重大、重点项目50余项,包括国家重大专项及示范项目3项、国家重点研发计划项目37项、国家自然科学基金重大研发计划和重点项目13项。

煤炭资源勘查与开采方面,形成了具有中国特色的煤炭地质学新理论,发展出适合中国煤炭资源分布特点的煤炭资源综合勘查技术体系,将“煤田地质勘探”发展为以煤为主、包含煤层气、页岩气、致密砂岩气以及高岭土、铝土矿、“三稀(稀有、稀土、稀散金属)”等多能源矿产协同勘查,并涵盖煤炭勘查、矿井建设、安全生产、环境保护等的“煤炭资源综合勘查”;形成了以冻结、钻井、注浆为主的矿井建设理论与技术体系;完善了厚及特厚煤层开采、煤炭资源绿色开采、煤与瓦斯共采、煤与油型气共采等代表性理论,提出了安全智能精准开采、深部煤炭原位流态化开采等科学构想,形成了无煤柱开采切顶短臂梁、急倾斜厚煤层综放开采顶煤放出、西部浅埋地层隔水岩组隔水性判据和保水开采、遗留煤柱群链式失稳的关键柱等一系列理论成果,以及煤炭资源“采选充+X”绿色化开采、煤与油型气共生矿区安全智能开采等技术体系。

煤矿灾害防治方面,形成了以灾害预测和防控为核心的理论与技术体系,包括集中静载荷疏导的区域防冲理论与技术、冲击地压巷道防冲吸能支护理论及技术、多尺度强湍流瓦斯爆炸动态传播和湍流−火焰−超压多场耦合理论以及矿井瓦斯封闭抑爆与隔爆协同防控技术、不同顶板水害模式分类及防控技术、煤自燃阶段跃迁理论及预警决策技术、井上下联动防灭火技术等,界定了控制复合煤岩动力灾害的“主控地质体”概念,应用蝶形破坏理论解释了巷道冒顶、底鼓、非对称大变形、冲击地压、煤与瓦斯突出以及地震等动力灾害形成的机理。

煤炭转化利用方面,探索研究了煤热解的多相反应动力学及传热传质规律、煤炭液化催化原理和煤基新材料、燃煤烟气NOx脱除的化学反应、煤大规模高效清洁气化、中低阶煤分级转化联产低碳燃料和化学品、褐煤洁净高效转化、CO2地质存储等基础理论和方法。

(三)共性关键技术不断突破,加快推动煤炭产业链现代化

“十三五”以来,在地质探测、矿井建设、煤炭采掘、灾害防治、洗选加工、生态环保、现代煤化工等领域突破一批具有国际领先水平的技术,培育了一批具有核心竞争力和高附加值的科技产业。

地质探测方面,“地震主导、多手段联合、采前采中配合”的矿井地质保障技术成熟应用,可查明1000m深度以内落差3~5m以上的断层和直径20m以上的陷落柱;国产井下随钻测量定向钻进技术装备创造了井下深孔钻进3353m的新记录;矿井超深探测地质雷达实现了80m范围内的地质构造和灾害源的精细探测;矿井低频地质雷达实现了透射法300m 跨度工作面的地质构造和灾害源的精细探测;涌水量动态预测软件实现了工作面推采过程中采空区峰值涌水量、动态稳定涌水量及发生位置的精细预测。

矿井建设方面,攻克了深厚岩层中新型单层冻结井壁技术、深部冻土成套实验装置和冻结孔固管充填缓凝水泥浆液及施工技术,深立井建设最大主井井筒净直径达到9.6m;形成了盾构施工煤矿斜井的成套装备与技术体系,解决了煤矿长距离斜井深埋超长、连续下坡、富水高压、地层多变等重大技术难题;变革了竖井和斜井施工方法,研发了大直径反井钻井成套技术与装备。

煤炭采掘方面,研发了7.0m特厚硬煤层超大采高智能化综放、8.8m一次采全高智能综采成套技术装备,实现了厚及特厚煤层安全开采理念、技术和装备的重大突破;开发了柔性条带充填保水开采技术,建立了充填保水采煤技术体系;研发了无煤柱自成巷110工法和N00工法,实现了采(盘)区内无煤柱和无巷道掘进;发明了柔模支护无煤柱开采技术及配套装备,形成了锚杆与柔模混凝土碹相结合的巷道支护方法;研发了以掘锚一体机、锚杆转载机和柔性连续系统为主体的智能快速掘进成套装备,煤矿深井巷道全断面硬岩掘进机,掘进爆破新技术和液压凿岩控制的钻装锚一体机;创建了国际上唯一能测试井下锚杆支护系统复杂受力状态的综合试验平台;研发了新型NPR恒阻大变形锚杆/索,成功应用于巷道大变形控制与预测;研发了锚架充协同控制技术,实现了千米深井软岩大巷围岩大变形的有效控制。

煤与瓦斯共采方面,研发了碎软低渗煤层顶板岩层水平井分段压裂成套技术工艺、矿用履带式高压旋转水射流破煤钻扩造穴一体化技术、脉动水力压裂裂缝导向高效致裂增透技术、可控冲击波煤层增透技术,以及水平井与千米钻孔对接抽采、大孔径裂隙带定向长钻孔抽采、厚煤层沿空留巷及留巷钻孔抽采、双向立体交错抽采、大直径水平钻孔桥接抽采、双管柱筛管完井与洗井增产等系列瓦斯增产技术。

矿井灾害防治方面,开发了以诱发冲击启动的载荷源为中心、分源监测与防治的局部冲击地压防治技术,冲击地压危险多尺度多元融合预警技术,发明了系列巷道防冲吸能支护装备及能量释放与吸收监测装备。针对瓦斯灾害防治,发展了基于瓦斯含量法预测煤与瓦斯突出的瓦斯含量临界值,发明了全过程监测、多元信息融合的突出预警方法。矿井水害防治方面,创建了射流孔含水层改造技术,开发了烧变岩帷幕墙注浆保水技术。煤层自燃与火灾防治方面,研发了火区范围初探与高温点精探相结合的火源探测技术、易燃复杂采空区下开采的风压自动调节技术,以及非间隔连续拖管注氮防火灭工艺与装备等。粉尘防治方面,发明了射流汽化吸液及低阻高效产泡、综掘面高效小型风雾双幕协同除尘等装备。

洗选加工方面,千万吨级湿法全重介选煤技术、大型复合干法和块煤干法分选技术、大型井下选煤排矸技术和新一代空气重介干法选煤技术成功应用;发明了大型复合式干法分选技术和干法重介质流化床分选技术,开发了世界上首套模块式高效干法选煤工艺系统。

煤炭提质及污染物控制方面,高效煤粉工业锅炉、水煤浆浆体化CFB锅炉、民用固硫抑尘型煤、烟煤解耦新型炉具、大型低阶煤热解分质分级利用等取得突破;研发出神华脱硝催化剂再生技术,实现了兰炭粉无助燃稳定运行,攻克了粒径小于30mm、产量占低阶煤总产量80%以上的混煤热解系列关键技术难题,突破了煤焦油分质转化高性能油品及高附加值产品的瓶颈。

生态环保方面,提出了采煤沉陷区城市服务功能开发理念,创建了采煤沉陷区中高层建筑群建设技术体系;构建了矿区生态环境与地质灾害时空信息多尺度监测技术体系;发明了煤矸石山自燃污染物控制与生态修复关键技术;研发了采煤沉陷区土壤重构、植被恢复和区域尺度农业景观再塑技术;开展了集瓦斯治理、抽采、发电、制冷、热害治理为一体的瓦斯综合治理与循环利用技术研发与示范;发明了瓦斯自适应混配和自回热蓄热氧化技术、低浓度瓦斯蓄热氧化井筒加热技术和焦化厂荒煤气高温余热回收技术。

现代煤化工方面,在煤制油、煤制天然气、煤制烯烃、煤制乙二醇等方面都取得了较大突破,生产工艺、关键大型装备和特殊催化剂等领域逐步实现了国产化,传统煤化工的大型合成氨和甲醇行业正全面升级换代为气流床气化技术;攻克了大型、超大型水煤浆气化和干煤粉气流床高压气化成套技术与装备,研发了多喷嘴对置式水煤浆气流床加压气化、航天干煤粉气流床加压气化、水煤浆水冷壁废锅流程气流床加压气化(晋华炉)、“神宁炉”干煤粉气流床加压气化、“东方炉”干煤粉气流床加压气化等技术,建成单炉日处理3000吨级、4000吨级煤气化示范工程;开发出气化煤浆粒控提浓系列工艺及装备;航天炉气化技术成功气化褐煤并实现工业化应用。

全行业非常重视高价值专利的培育与保护。截至“十三五”末,中国煤炭工业协会会员单位拥有授权发明专利9000余件、实用新型专利近20000件、PCT631件,累计申请专利总量达3.8万件。中国专利奖设奖以来,煤炭行业共获得中国专利奖97项,其中,金奖7项,银奖2项,优秀奖88项。行业5家企业入选国家知识产权示范企业,22家企业入选国家知识产权优势企业。

(四)科技成果示范成效显著,持续引领煤炭生产力发展方向

“十三五”以来,在国家有关部委的支持下,煤炭行业重点在煤矿智能化、绿色矿山建设、煤炭清洁转化、碳减排、“一带一路”建设等领域进行了科技成果示范,对于构建安全、经济、清洁、低碳的现代煤炭工业体系发挥了强大的支撑引领作用。

煤矿智能化方面,初步形成以采掘(剥)运主要系统减人提效、生产辅助系统无人值守、生产经营全面管控为主要特征的智能矿山运行模式。构建了基于记忆截割的“有人巡视、无人操作”井工矿智能开采新模式,探索了基于透明地质的智能开采方法;初步验证了全断面岩巷掘进、智能快掘、掘锚一体、综掘远控等智能掘进新模式;试验了露天矿无人驾驶、井工矿电机车无人驾驶等新技术;建立煤矿机器人分类体系,研发并初步应用20余种煤矿机器人;积极探索数字孪生、5G通信、工业互联网等新一代信息技术的融合应用。目前,我国智能化煤矿建设仍处于示范培育阶段,全国已建成一批智能化采掘工作面,形成薄、中厚、厚、特厚煤层的智能化开采应用示范体系。

绿色矿山方面,建设了一批国家级和省级绿色矿山,共入选国家自然资源部绿色矿山名录库煤矿282处、省(区、市)地方绿色矿山名录库煤矿463处;建成徐州贾汪潘安湖湿地公园、淮北国家矿山公园、开滦国家矿山公园等一批矿区生态文明示范基地。国家能源神东煤炭集团大柳塔矿实现了生态脆弱矿区高强度开采地下水资源保护利用和地表生态修复;山东能源新汶矿业集团龙固煤矿实现了煤矸石、粉煤灰、矿井水等资源利用和沉陷土地100%生态复垦的目标。

煤炭清洁转化方面,以低温浆态床F-T合成技术为核心的400万吨煤间接液化示范项目成功投产,高温费托合成取得成功。大型煤制油、煤制天然气、煤制烯烃、煤制甲醇制汽油和高含氧燃油添加剂、大型煤焦油加氢制油等示范和升级示范项目全面取得成功,现代煤化工项目已大多实现安稳长满优商业化运行。

碳减排方面,煤炭行业主动作为,首创了煤化工CO2捕集、咸水层封存与监测成套技术,建成了世界首个10万吨级煤化工CCS示范工程;开发了低渗咸水层多地层分类改造与多组同注、多维度监测与安全预警等成套CO2封存关键技术;开发和示范了多个CO2资源化利用技术,特别是CO2制取甲醇已取得重大进展。

“一带一路”建设方面,徐矿集团构建了特厚煤层多灾源安全开采模式,形成了中国—孟加拉国煤电联营模式;中国煤炭科工集团向乌克兰、俄罗斯、乌兹别克斯坦出口6套国产化成套薄、中厚及厚煤层综采装备;中煤装备公司“三机一架工作面”成套装备成功出口印度、俄罗斯、越南等国家,为推进“一带一路”建设做出重大贡献。

全行业高度重视科技成果向技术标准转化工作。“十三五”期间,行业主要在煤矿安全与重大灾害防治、煤炭资源评价与清洁利用、节能减排、绿色开采、重大装备国产化、信息化、职业健康、应急救援与紧急避险等重点领域开展了标准制修订工作,共发布标准144项、下达制修订项目计划577项。《煤中有害元素含量分级》和《商品煤质量评价与控制技术指南》两项标准被分别评为中国标准创新贡献奖二等奖和、三等奖;《固体生物质燃料检验方法标准体系》等31项标准项目获得中国煤炭工业协会科学技术奖。

回顾“十三五”,煤炭科技工作成绩显著,煤炭科技进步振奋人心。这些成绩和进步的取得,是党中央国务院高度重视和关怀的结果,是国家和地方政府相关政策措施支持的结果,是各科研院所、高等院校、煤炭企业的科技专家和煤矿一线工程技术人员不懈努力的结果。在此,向第三届、第四届煤炭工业技术委员会委员,向煤矿科研和生产战线的广大工作人员表示诚挚的问候和崇高的敬意!向长期关心和支持煤炭科技事业的专家和学者们表示衷心的感谢!

二、客观分析当前煤炭科技发展面临的新环境、新挑战和新机遇

客观认识煤炭行业所处的历史发展阶段,是我们明确煤炭科技未来发展主要任务、制定发展路线的根本依据。当前和今后一个时期,我国仍然处于重要战略机遇期,但机遇和挑战都有新的发展变化。从国际看,世界正经历百年未有之大变局,国内外发展环境更加错综复杂,新冠肺炎疫情加快世界经济格局演变,世界经济陷入低迷期,全球产业链分工格局加速调整,能源供需版图深刻变革。从国内看,我国已转向高质量发展阶段,经济长期向好,发展韧性强劲,能源需求继续保持增长,但油气对外采购率仍然较高,能源安全保障面临着诸多挑战。可以预见,在未来相当长的一段时期内,煤炭仍是我国能源安全的稳定器和压舱石,因此要高度重视煤炭的清洁高效利用,发挥好煤炭的兜底保障作用。

(一)面对碳达峰要求,处理好发展和减排、整体和局部、短期和中长期的关系

3月15日,习近平总书记主持召开中央财经委员会第九次会议并发表重要讲话强调,实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革,要把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局,拿出抓铁有痕的劲头,如期实现2030年前碳达峰、2060年前碳中和的目标。这是习近平主席继2020年9月在第七十五届联合国大会一般性辩论上作出碳减排庄严宣誓,12月在气候雄心峰会上宣布国家自主贡献新举措之后,进一步向全社会提出的新要求。

面对碳达峰碳中和目标,煤炭作为我国的基础能源和重要工业原料,行业转型任务异常艰巨。全行业应充分认识到:坚持绿色低碳发展、促进人与自然和谐共生、形成绿色生产生活方式,不仅是我国2050年建成社会主义现代化强国的发展要求,更是推动构建人类命运共同体的责任担当;碳中和意味着经济发展和碳排放必须在很大程度上脱钩,但推动经济增长模式的绿色低碳转型不会一蹴而就,煤炭工业实现绿色低碳转型既面临着严峻挑战,也迎来难得的发展机遇。

4月22日,习近平主席应邀出席“领导人气候峰会上”时指出,中国将严控煤电项目,“十四五”时期严控煤炭消费增长、“十五五”时期逐步减少。这对煤炭行业转型提出了系统性、革命性的要求,因此,全行业必须处理好发展和减排、整体和局部、短期和中长期的关系,将“碳减排”和“增汇”路径,有机融入到转型升级与高质量发展过程中。广大煤炭科技工作者应主动担当、及早谋划、积极作为,研究揭示矿区生态系统碳汇格局和增汇潜力,阐明深地或关闭矿井的碳封存机制、原理、能力、风险与模式,剖析碳中和下煤炭与其他能源耦合发展、煤炭产业与区域发展协同、矿区环境协同治理等管理与政策问题,提出服务国家碳中和战略的行业解决方案。

(二)立足新发展阶段,面临着生产安全、生态保护、数字转型等一系列挑战

党的十九届五中全会提出,全面建成小康社会、实现第一个百年奋斗目标之后,我们要乘势而上开启全面建设社会主义现代化国家新征程、向第二个百年奋斗目标进军,这标志着我国进入了一个新发展阶段。新发展阶段是社会主义初级阶段中的一个发展阶段,是以高质量发展为主题、现代化建设更高要求和标准的阶段。为满足人民日益增长的美好生活需要,我国的能源需求还将继续保持增长。2020年,我国能源消费总量49.8亿吨标准煤,其中,煤炭消费量占能源消费总量的56.8%,天然气、水电、核电、风电等清洁能源消费量占24.3%。到2030年,非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右。

煤炭行业高质量发展正面临着生产安全、生态保护、数字转型等一系列新挑战。我国现存的4000多处煤矿中有840处高瓦斯、700余处煤与瓦斯突出、100余处冲击地压煤矿,有960余处30万吨/年以下的小煤矿。随着开采深度的不断增加,部分煤矿由低瓦斯向高突矿井演变、无冲击地压危险向弱冲击或强冲击演变,水文地质类型由简单向复杂或极复杂演变,灾害防控难度不断加大。其次,我国存在着富煤集中区煤炭资源大规模开发与生态保护的突出矛盾。14个大型煤炭基地中,陕北、晋北、晋中、晋东、黄陇、神东、宁东、鲁西、河南9个基地分布在黄河流域,黄河流域生态保护和高质量发展战略对该区域煤炭资源开发提出了更高的标准和要求。

习近平总书记指出:“世界正在进入以信息产业为主导的经济发展时期。我们要把握数字化、网络化、智能化融合发展的契机,以信息化、智能化为杠杆培育新动能。”数字转型本质上是一场新的工业革命和产业变革,是指由新一代信息技术驱动,实现生产、运营、管理、销售和服务等全面数字化,从而推动业务模式重构、管理模式变革、商业模式创新与核心能力提升。煤炭行业数字转型是推动煤炭产业链上中下游、大中小企业融通创新,全面塑造发展新优势的全局性、战略性任务。作为传统的工业领域,煤炭行业数字化基础相对薄弱,数字化转型的难度也很大,离不开5G、工业互联网、大数据等新一代信息技术的有力支撑和牵引。

(三)贯彻新发展理念,坚持走生态优先、绿色低碳、安全智能的高质量发展道路

全行业要完整、准确、全面贯彻新发展理念,精准把握新发展阶段的特征和要求,以推动行业高质量发展为主题,使创新成为行业发展第一动力、协调成为行业发展内生特点、绿色成为行业发展普遍形态、开放成为行业发展必由之路、共享成为行业发展根本目的。从供给端看,高质量发展要求煤炭生产组织方式实现网络化和智能化,能够提供高质量的产品和服务。从需求端看,高质量发展要求不断提供高端化、定制化的产品,满足下游个性化、多样化以及不断升级的需求。

碳达峰碳中和并不是简单的“去煤化”。2020年我国能源消费CO2排放约为100亿吨,其中煤炭消费CO2排放占75%左右。煤炭是我国能源绿色低碳化转型的重要桥梁,煤炭清洁高效利用仍为我国能源转型提供了立足点,将在向新能源为主体的能源结构转变中发挥重要的支撑作用。因此,面对碳达峰碳中和目标,煤炭行业在发挥好兜底保障作用的同时,必须坚持走生态优先、绿色低碳、安全智能的高质量发展道路,实现高碳能源低碳利用。

我们应充分认识到碳达峰对行业转型升级的倒逼和促进作用,加强理念创新、体制创新和技术创新,建立统一的系统平台,开展能源安全保障定位、行业生态文明建设、新型标准体系、新型储备能力建设、煤炭原料化材料化、行业数字化转型、与新能源协同、全产业链智能化、碳排放核算与交易、煤矿退出保障等十大重点领域研究,攻关煤基功能材料、煤基化工原材料、煤制乙醇、煤制特种燃料、利废建筑材料、全产业链节能、氢能制备、煤炭与新能源耦合、CCUS产业化、现代煤化工碳中和技术等关键技术,完善煤基新材料技术体系,加快推进煤炭由单一燃料向燃料和原料并重转变。

(四)支撑新发展格局,把握住能源安全保障、现代能源体系建设、数字化发展、绿色发展的重大机遇

加快构建以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局,是关系我国发展全局的重大战略任务。构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系,提高能源供给保障能力仍是当前我国能源革命的主要任务。2020年,我国一次能源生产总量40.8亿吨标准煤,其中原煤产量39亿吨,原油产量19476.9万吨,天然气产量1925亿立方米,石油外采量占比达73%,天然气外采量占比达42%。煤炭行业必须立足加快贯通生产、流通、消费等环节,形成需求牵引供给、供给创造需求的能源生产消费更高水平动态平衡。

《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》(以下简称“《纲要》”)提出,切实维护国家粮食安全、生态安全、能源安全和边疆安全,与动力源地区共同打造高质量发展的动力系统;增强能源持续稳定供应和风险管控能力,实现煤炭供应安全兜底、油气核心需求依靠自保、电力供应稳定可靠;做好煤制油气战略基地规划布局和管控;要加强煤炭储备能力建设。能源安全作为国家经济安全的重要组成部分,煤炭尤其要发挥好能源兜底保障作用,必须加强新型储备能力建设,既要加强煤炭资源精准勘查,提升煤炭资源储备,也要加强煤炭相关技术研发,提升煤炭开发能力储备,更要合理建设煤炭仓储设施,提升煤量储备能力。

《纲要》提出,构建现代能源体系,推进能源革命,建设清洁低碳、安全高效的能源体系;推动煤炭生产向资源富集地区集中,合理控制煤电建设规模和发展节奏,推进以电代煤;完善煤炭跨区域运输通道和集疏运体系。目前我国14个大型煤炭生产基地产量占全国总产量的96.6%;晋陕蒙三省(区)原煤产量27.9亿吨,占全国的71.5%,煤炭资源开发布局持续优化,生产重心向中西部转移,因此必须高度重视富煤集中区资源开发与黄河流域生态保护的协调,贯通煤炭生产、运输、消费,完善煤炭资源的远距离统筹调配。 

《纲要》提出,加快建设数字经济、数字社会、数字政府,以数字化转型整体驱动生产方式、生活方式和治理方式变革;加快推进产业数字化和数字产业化;构建基于5G的应用场景和产业生态,在智能交通、智慧物流、智慧能源、智慧医疗等重点领域开展试点示范;推动煤矿、油气田、电厂等智能化升级。煤矿智能化是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑,目前正由点面突破向系统延伸,加快推动勘查、设计、建设、开采、洗选、运输、利用全产业链的智能化,实现煤炭开发利用上下游精准智能联动,大幅提高能源利用效率。

《纲要》提出,推动能源清洁低碳安全高效利用;坚持节能优先方针,深化工业、建筑、交通等领域和公共机构节能;提高矿产资源开发保护水平,发展绿色矿业,建设绿色矿山。我们要深挖内部潜力,大力推进煤炭清洁生产,开发高品质的低碳产品,加强废弃矿井资源利用和矿山生态修复,构建矿区山水林田湖草沙一体化的生态系统,推动形成矿区“产业生态化、生态产业化”的绿色发展模式。

三、科学确定“十四五”煤炭科技的发展思路、目标方向和主要任务

面对能源革命新形势和行业高质量发展新要求,煤炭行业现在比过去任何时候都更加需要科技创新,需要用系统思维来谋划、从多个方面来统筹未来煤炭科技创新发展。从发展历程看,共和国成立70年来煤炭工业的发展,尤其是改革开放以来的跨越式发展离不开煤炭科技的有力支撑;从现实角度看,煤炭行业面临绿色低碳转型和高质量发展要求,更需要科技创新提供发展动力;从未来角度看,要顺应能源革命趋势,推动煤炭从传统能源向清洁能源转变;从地理角度看,要充分考虑我国煤炭资源地理空间分布特点,推动解决煤炭供给和消费不平衡的矛盾;从国际角度看,要抓住世界经济和能源格局调整带来的机遇与挑战。

(一)“十四五”煤炭科技创新发展的总体思路

“十四五”时期是煤炭工业应对新一轮工业革命的机遇和挑战、实现高质量发展的关键时期。我们要以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,贯彻落实党的十九大和十九届二中、三中、四中、五中全会精神,深入贯彻科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略和能源安全新战略,践行新发展理念,加强科技自立自强,大力提升自主创新能力,强化煤炭基础理论研究,加快新一代信息技术与煤炭开发利用深度融合,聚焦“31110”科技创新重点任务,突破煤炭安全绿色智能化开发和清洁高效低碳化利用关键核心技术,强化重大技术创新示范引领,推广先进适用技术,培养科技创新人才队伍,构建开放合作创新生态,支撑引领煤炭工业转型升级和高质量发展。

(二)“十四五”煤炭科技创新发展的基本原则

一是自主创新、安全可控。坚持自主创新支撑引领行业发展,加大煤炭基础理论研究,聚焦完善现代化煤炭开发利用技术体系,在重点领域开展核心技术攻关,突破带动作用强的关键技术,实现关键技术与装备的安全可控。

二是企业主体、开放合作。坚持企业为技术创新主体,联合科研院所和高等院校,完善产学研深度融合和协同创新机制,构建开放合作的创新生态,集聚各类创新要素和社会资源,形成合力推动行业科技创新。

三是立足当前、着眼长远。加快新一代信息技术与煤炭开发利用深度融合,开展重大技术创新示范,持续提升煤炭产业基础能力,遵循能源发展规律,探索煤炭资源绿色低碳循环发展新路径,顺应全球能源低碳发展新趋势。

四是健全机制、人才保障。创新行业科技管理与服务模式,积极培育新技术、新工艺、新装备、新材料,引导企业加快科技成果规模化推广应用,完善人才培育机制,优化科技人才结构,加强人才队伍建设,提升人才效能。

(三)“十四五”煤炭科技创新发展的目标方向

到2025年,行业自主创新能力大幅提升,煤炭产业重点领域关键技术装备实现自主可控,现代化煤炭开发利用理论与技术体系明显完善,科技人才队伍建设取得显著成效,建成特色鲜明、产学研深度融合的行业科技创新体系,推动一批煤炭企业成为高新技术企业,支撑行业转型升级和高质量发展。

一是行业科技贡献率达到65%左右,规模以上企业研究与试验发展(R&D)经费支出占主营收入比重达到2.5%;积极培育建设国家实验室,优化科研平台和技术创新基地布局,开展行业联合重点实验室建设,形成开放合作创新生态。

二是煤炭绿色智能开采、煤矿重大灾害防控、煤炭清洁高效转化基础理论研究取得突破,完善形成安全绿色开采技术体系、煤矿智能化技术体系、煤炭清洁高效转化技术体系、节能减排与低碳利用技术体系、矿区生态建设技术体系。

三是煤矿智能化与机器人关键技术取得突破,因地制宜、有序推进智能化煤矿建设。大型煤矿和灾害严重煤矿基本实现智能化,实现井下重点岗位机器人作业,露天煤矿智能连续作业和无人化运输;建立煤矿智能化技术规范与标准体系。

四是煤矿安全管理和技术装备水平大幅提高。顶板、火灾、冲击地压、水害、煤与瓦斯突出等灾害防治能力进一步提升,煤矿作业人员安全防护与职业健康保障更加完备,矿山应急救援体系与技术更加完善。

五是大型煤机装备、露天开采装备、煤炭洗选装备与煤化工装备的智能化和可靠性水平大幅提升,关键零部件、核心元器件、控制系统与工业软件实现自主化。

六是现代煤化工实现高效、环保、低耗发展。突破煤油共转化制清洁燃料与化学品、煤制芳烃、煤制乙醇等关键工艺技术;煤转化有机固废和污废水、矿井水低成本资源化利用技术,千万吨级煤炭分质分级利用技术取得积极进展。

七是矿区生态环境显著改善。采煤沉陷区土体整治与生态修复技术不断完善,矿区大宗固废资源利用取得明显成效,减碳减量可行先进技术取得突破,实现矿区生态与碳汇减排协同发展。

八是节能减排与低碳利用格局形成。深地或关闭矿井的碳封存、全产业链节能、氢能制备、煤基功能材料、煤炭与新能源耦合、现代煤化工碳中和等技术取得重大进展,煤炭作为原料的消费利用空间进一步拓展。

(四)“十四五”煤炭科技创新发展的主要任务

煤炭行业将组织开展“31110”科技创新主要任务,主要包括三大基础理论研究,十大重点领域核心技术攻关,十项重大技术创新示范和百项先进适用技术推广应用。

第一,重点在煤炭绿色智能开采、煤矿重大灾害防控、煤炭清洁高效转化等领域开展基础理论研究,为我国煤炭资源的安全绿色智能开发和清洁高效低碳利用提供基础支撑。

第二,重点对煤炭资源勘查与地质保障、大型现代化矿井建设、煤炭与共伴生资源协调开采、煤矿灾害防治、煤矿智能化与机器人、煤炭清洁高效加工、煤炭低碳转化利用、煤矿职业健康保障、煤矿应急救援、矿区资源利用与生态保护10个重点领域的核心技术进行攻关。

第三,积极培育技术创新示范企业,重点推进煤矿井巷全断面快速掘进、复杂地质条件煤层智能综采、智能化煤矿建设、智能精细高效洗选、煤炭分质利用、煤炭液化及高端化工品制备、废弃矿井地下空间资源综合利用、矿区大宗固废资源利用、大型矿区生态修复、煤炭产品质量精准调控等10项重大技术创新示范。

第四,大力加强先进适用技术推广,促进科技成果规模化转化应用。煤矿地质保障方面,重点推广高精度高密度全数字三维地震勘探、复杂地质构造槽波地震探测、地理信息系统与遥感遥测资源勘测、掘进巷道超前定向长钻孔探查等先进适用技术;现代矿井建设方面,重点推广“一扩成井”软岩地层钻井法凿井、导井竖井掘进机凿井、定向控斜大直径反井钻井、多圈孔深厚冲积层控制冻结等先进适用技术;煤炭绿色高效开采方面,重点推广掘支运一体化全断面岩巷掘进、无煤柱自成巷110/N00工法、直角拐弯大功率重型刮板输送机、矿用新能源防爆无轨胶轮运输等先进适用技术;煤层气开发利用方面,重点推广煤层气抽采地面远距离自动钻进、煤矿井下大功率定向钻进、煤矿井下水力压裂增透、低浓度瓦斯发电等先进适用技术;煤矿安全方面,重点推广煤矿水害区域地面超前注浆加固、矿井通风智能决策与远程控制、煤层可变径造穴卸压增透一体化、露天煤矿边坡合成孔径雷达监测预警等先进适用技术;煤炭加工与清洁利用方面,重点推广干法矿物高效分离、高硫煤矸石高密度重介分选硫精砂、煤泥循环流化床洁净燃烧利用、工业和民用兰炭清洁替代等先进适用技术;资源综合利用与生态保护方面,重点推广采煤沉陷区土地复垦与农业生态再塑、西部煤矿区土地微生物修复、矿井水深度处理、矿井乏风源和矿井水源余热综合利用等先进适用技术;煤矿智能化与机器人方面,重点推广智能无人综采工作面、井下智能巡检机器人、智能煤矸分选机器人、井下精确定位等先进适用技术。

四、加强煤炭科技自立自强,营造开放合作创新生态

党的十九届五中全会提出,“坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位,把科技自立自强作为国家发展的战略支撑”。广大煤炭科技工作者要面向世界科技前沿、面向现代能源体系、面向行业重大需求、面向矿工健康幸福,健全科技创新体制,攻关核心关键技术,破解行业发展难题,构建现代化煤炭开发利用技术体系,支撑引领行业转型升级和高质量发展。

(一)面向世界科技前沿,大幅增强煤炭科技创新的自信心和紧迫感

习近平总书记指出:构建新发展格局最本质的特征是实现高水平的自立自强。当今世界,新一轮科技革命和产业变革深入发展,各国抢占新一轮科技制高点的竞争日趋激烈。科技创新呈现出学科深度交叉、领域不断延伸、新技术广泛渗透、群体性技术革命涌现的典型特征。能源革命方兴未艾,能源技术不断突破。非常规油气勘探开发取得突破性进展,成为全球油气生产的重要组成部分。百万千瓦超超临界二次再热机组和60万千瓦超临界循环流化床发电机组投入应用。第三代核电技术成为世界新建机组主流,太阳能晶硅电池、薄膜电池转换效率不断提升,海上风电技术逐渐成熟,多种储能技术开展工程示范,大容量远距离输电技术成熟应用。

我国在煤炭开采、利用和转化方面已经形成一大批世界一流的技术创新成果,一些基础理论和关键技术领域跻身世界先进行列,整体技术水平处于从量的增长向质的提升的跃升期。煤炭科技创新取得的这些辉煌成就,充分展现了广大煤炭科技工作者无穷的创造力,坚定了我们支撑引领行业高质量发展的信心和决心。我们必须紧跟世界科技发展趋势,加强煤炭深地资源开采、煤矿智能化、煤炭转化等基础研究和原始创新能力建设,勇于探索前沿“无人区”,敢于提出新理论、开辟新方向,不断加深对煤炭属性的认知,实现更多“从0到1”的原创突破,把发展的主动权牢牢地握在自己手中,为煤炭工业高质量发展提供持久丰沛的源泉动力。

(二)面向现代能源体系,持续提升煤炭科技创新体系的整体效能

习近平总书记指出:“甲醇制烯烃技术持续创新带动了我国煤制烯烃产业快速发展”,“煤炭清洁高效燃烧、钢铁多污染物超低排放控制等多项关键技术推广应用,促进了空气质量改善”。煤炭的清洁利用和高效转化为构建现代能源体系发挥了重要支撑。随着“十四五”煤炭消费峰值的到来,煤炭行业要“准确识变、科学应变、主动求变”,积极布局发展新能源、新材料、新业态,推进煤、电、热、气、氢等多能协同耦合发展,推动构建多元互补的能源供给新体系;应继续提高煤炭利用效率和转化率,加快推进煤炭由单一燃料向燃料和原料并重转变;应大力加强煤基新材料和新产品开发,形成更多新的增长点;应以煤矿智能化为突破口,推动强链补链,提升产业基础能力和产业链现代化水平,带动行业数字化智能化新模式新业态蓬勃发展。

目前,煤炭科技创新体系整体效能不高,存在低水平研究重复、研发资源分散等突出问题。因此,我们要协同科研院所、高等院校、企业研发机构等创新资源,优化完善科技创新体系。一是完善“目标牵引、任务带动、能力支撑”的科技创新组织模式,形成行业重大需求为导向、重大产出为目标、责权利清晰的科技资源优化配置模式;二是构建企业牵头、高校院所支撑、优势创新资源集聚的创新平台或联合体,形成行业共性技术供给体系;三是有力有序推进创新攻关的“揭榜挂帅”机制,加强创新链和产业链对接;四是加强知识分享和跨界交流,激发各类创新主体的活力潜力,加速科技成果转移转化;五是打通堵点,补齐短板,畅通需求、研发、应用、推广等环节,提升高质量科技供给能力,为煤炭高水平科技自立自强提供有力支撑。

(三)面向行业重大需求,不断激发各类人才的创造性和创新活力

煤炭行业实现转型升级,必须在碳减排、生态环保、智能化、地质保障、灾害防治、清洁转化、多能源耦合等领域取得突破。目前,行业一些关键核心技术仍受制于人,部分关键元器件、零部件、原材料仍依赖进口。我们要强化底线思维和领跑思维,在实现关键领域自主可控、保障产业链供应链安全稳定的同时,加强原创导向,在煤炭新技术领域加大布局,在构建新兴技术体系和技术轨道中抢抓先机、换道超车,构筑发展新优势。只有实现高水平科技自立自强,才能破除目前行业存在的低端技术装备供给过剩与高端技术装备供给不足的矛盾,才能在煤炭生产、转化利用等主要领域实现自主可控、突破颠覆性创新,推动行业科技创新整体能力和水平实现质的跃升。

习近平总书记指出,“人才是第一资源”、“国家科技创新力的根本源泉在于人”。我们要把人才作为科技创新的第一要素,妥善解决评价制度不合理、用人机制不科学、分配机制不健全等影响人才队伍建设的问题,强化创新价值、能力和贡献的评价导向;要以企业为创新主体引进高质量人才和智力、用好用活各类科技人才,让每位人才都能施展才干、脱颖而出;要以市场为导向优化人才创新创业环境,营造风清气正、安心致研的优良创新风气,不断完善科技人员能够集中精力搞科研的保障机制;要加快构筑优秀人才集聚的行业科研高地,大力弘扬科学家精神,尤其注重培养一线科技创新人才和青年科技人才,建设一支富有科学精神、具有创新能力、勇于承担风险的科技人才队伍。

(四)面向矿工健康幸福,加快形成矿区绿色低碳智能生产方式

习近平主席在“领导人气候峰会”上呼吁国际社会以前所未有的雄心和行动,应对当前全球环境治理挑战,共同构建人与自然生命共同体。探索资源环境和谐发展之路是广大煤炭从业者的应有责任。全行业要全面贯彻落实习近平生态文明思想,牢固树立绿水青山就是金山银山的理念,积极推进矿区生态环境治理,让绿色成为发展的底色,以2030碳达峰倒逼行业绿色低碳转型和生态环境质量协同改善;要加快形成矿区绿色低碳智能生产模式,将矿工从危险环境和繁重劳动中解放出来,改变传统的煤炭生产模式和形象;要让发展成效看得见、摸得着,让更多发展成果惠及广大矿工,不断提升矿工的获得感和幸福感。

厚植创新土壤、营造创新生态,促进创新要素的自由高效流动,已成为推动技术进步的重要动力。我们要充分发挥世界煤炭协会技术委员会的作用,主动融合国际创新资源,加强开放务实的国际科技交流合作,提升科技合作的层次和水平,共创开放合作创新生态;要将绿色、清洁、低碳、智能贯穿于煤炭开采、加工、利用、转化、综合循环等全产业链,以科技赋能工艺装备升级,不断提高能源转化效率、降低能耗;要立足源头治理减少碳排放,加快拓展延伸产业链条,促进绿色低碳循环,从而打造出全系统安全、全产业高效、全过程低碳的新型煤炭工业发展模式。

当前,我国煤炭工业正处在转型升级和高质量发展的关键时期。加强煤炭科技自立自强是行业立足新发展阶段、应对各种新挑战的必然选择,是行业贯彻新发展理念、构建产业新格局的内在要求,对于煤炭工业高质量发展具有重大意义。“根深则叶茂,本固则枝荣”。让我们更加紧密地团结在以习近平同志为核心的党中央周围,自觉担负起高水平科技自立自强的时代使命,将习近平总书记重要讲话精神转化为具体行动,凝心聚力,锐意进取,筑牢科技根基,夯实发展基础,以优异成绩庆祝建党100周年,奋力完成煤炭科技“十四五”发展目标和任务,为建成富强民主文明和谐美丽的社会主义现代化强国、实现中华民族伟大复兴提供充足的能源资源保障! 

我们相信,在各位领导、各位专家和与会代表的共同努力下,在新一届煤炭工业技术委员会的智库支持和战略引领下,煤炭行业必将走出一条更高质量、更有效率、更加安全、更为清洁、更可持续的发展道路。

谢谢大家!