“在結(jié)構(gòu)調(diào)整和節(jié)能減排的壓力下，煤炭工業(yè)要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，須轉(zhuǎn)變觀念，不再是將煤炭單純作為燃料，而是作為工業(yè)化利用的原料，這也將成為煤炭工業(yè)未來(lái)的發(fā)展方向。”國(guó)家能源局副局長(zhǎng)吳吟日前在接受采訪時(shí)表示。在煤炭工業(yè)多元化發(fā)展，煤炭清潔化利用的背景下，以煤炭為原料的煤基產(chǎn)品開(kāi)發(fā)日漸成為國(guó)內(nèi)外眾多企業(yè)爭(zhēng)相競(jìng)技的“賽場(chǎng)”，這其中除了涉及煤制氣、煤制油等煤化工領(lǐng)域之外，煤炭地下氣化(UCG)的技術(shù)和工藝也逐漸被提上日程，成為煤炭綜合開(kāi)發(fā)利用領(lǐng)域的新生力軍。

　　技術(shù)不斷突破商業(yè)化起步

　　據(jù)了解，目前為止，煤炭地下氣化爐已在我國(guó)不同煤層地質(zhì)條件下完成了工業(yè)性試驗(yàn)及初步的商業(yè)化推廣應(yīng)用，所生產(chǎn)的低熱值、中熱值的煤氣以及水煤氣已被開(kāi)發(fā)服務(wù)于民用、工業(yè)鍋爐及內(nèi)燃機(jī)組發(fā)電。

　　中國(guó)礦業(yè)大學(xué)教授余力對(duì)記者表示，上世紀(jì)八十年代中期，山東新汶礦業(yè)集團(tuán)完成了徐州馬莊礦地下氣化現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，目前，該集團(tuán)已建成六座地下氣化爐，所生產(chǎn)的煤氣主要用于民用及發(fā)電，形成了全國(guó)最大的煤炭地下氣化工業(yè)生產(chǎn)基地。進(jìn)入21世紀(jì)，國(guó)家科技部已將“煤炭地下氣化穩(wěn)定控制技術(shù)的研究”列入國(guó)家863高技術(shù)研究與發(fā)展計(jì)劃。

　　去年底，內(nèi)蒙古新奧煤炭地下氣化項(xiàng)目成功實(shí)現(xiàn)了煤炭地下氣化燃燒發(fā)電。目前該項(xiàng)目裝置已平穩(wěn)運(yùn)行300多天，累計(jì)氣化燃燒發(fā)電46.9萬(wàn)千瓦時(shí)。按照規(guī)劃，到2012年前，利用地下煤炭氣化技術(shù)還將建成年產(chǎn)2萬(wàn)噸優(yōu)質(zhì)甲醇生產(chǎn)線。

　　相關(guān)專家評(píng)價(jià)說(shuō)，該項(xiàng)目是我國(guó)首套無(wú)井式煤炭地下氣化試驗(yàn)系統(tǒng)和生產(chǎn)系統(tǒng)，為我國(guó)開(kāi)展無(wú)井式煤炭地下氣化技術(shù)研究提供了良好平臺(tái)。

　　發(fā)展史已逾百年

　　1868年，德國(guó)科學(xué)家威廉·西蒙斯首先提出了煤炭地下氣化(UCG)的概念。1933年，前蘇聯(lián)開(kāi)始進(jìn)行UCG現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。

　　在技術(shù)工藝方面，最早采用的一種地下UCG工藝，是按一定距離向煤層打垂直鉆孔，再使孔間煤層形成氣化通道。然后通過(guò)一個(gè)鉆孔把煤層點(diǎn)燃，注入空氣或氧/蒸汽，煤炭發(fā)生熱解、還原和氧化等氣化反應(yīng)。蒸汽提供反應(yīng)所需的氫，并降低反應(yīng)溫度，產(chǎn)生的煤氣從另一個(gè)鉆孔引出。煤氣的主要成分是氫氣、二氧化碳、一氧化碳、甲烷和蒸汽。

　　余力表示，早期的有井(筒)式工藝，需要開(kāi)鑿井筒、掘進(jìn)巷道，或利用老礦的井巷。這違背了地下氣化避免井下開(kāi)采作業(yè)的初衷，而且準(zhǔn)備工作量大，產(chǎn)氣量小。1935年以后，開(kāi)始采用無(wú)井(筒)式工藝，即從地面向煤層鉆孔。過(guò)去50年，國(guó)外所有UCG試驗(yàn)和可行性研究都采用無(wú)井(筒)式工藝。

　　大規(guī)模開(kāi)發(fā)需靠技術(shù)和政策推動(dòng)

　　余力表示，通用的煤炭地下氣化技術(shù)雖已被證實(shí)技術(shù)和工程可行性，但技術(shù)尚不成熟，主要是氣化過(guò)程很難控制；冒頂可能嚴(yán)重干擾氣化過(guò)程，地下水進(jìn)入氣化帶；煙煤加熱膨脹產(chǎn)生塑性變形，會(huì)阻塞氣化通道，煤氣中的固體顆粒和焦炭會(huì)堵塞和腐蝕管道。

　　對(duì)此，吳吟也指出，地下氣化的示范項(xiàng)目雖已啟動(dòng)，但一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題就是在制氣過(guò)程中對(duì)地下水的影響不容忽視。首先是氣化殘留物中的有害有機(jī)物和金屬污染地下水。其次是氣化區(qū)會(huì)產(chǎn)生地面塌陷，需采取復(fù)田等措施。最后是粗煤氣凈化系統(tǒng)的排放物對(duì)環(huán)境的影響必須加以處理。

　　余力認(rèn)為，煤炭地下氣化技術(shù)的商業(yè)化前景目前很難預(yù)測(cè)。“國(guó)外大多數(shù)專家仍把它看作長(zhǎng)期的目標(biāo)，關(guān)鍵在于能否和何時(shí)解決技術(shù)上存在的問(wèn)題(包括氣化工藝和環(huán)境損害防治)，以及何時(shí)能夠同石油天然氣相競(jìng)爭(zhēng)，政府的政策也是一個(gè)重要因素。”

　　近日，國(guó)家發(fā)改委、科技部、工信部等6部委聯(lián)合發(fā)布的《中國(guó)資源綜合利用技術(shù)政策大綱》中明確提出，“十二五”期間，國(guó)家將“推進(jìn)煤炭地下氣化(UCG)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，特別是加快具有井下無(wú)人、無(wú)設(shè)備，集建井、采煤、氣化三大工藝于一體，適用于煤礦大量的煤柱、建筑物下壓煤等呆滯煤量回收利用技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化”，這對(duì)于剛剛起步的UCG技術(shù)來(lái)說(shuō)，無(wú)疑是個(gè)利好消息。