煤炭突围:从“烧火取暖”到“点石成金”的革命

2026-05-18
来源:煤周刊

2026年5月18日,平顶山/郑州——当许多人还在争论煤价涨跌时,一场静悄悄的产业革命正在中原腹地发生。在河南省平顶山市与郑州市的实验室里,煤炭正经历着一场从“燃料”到“原料”、“材料”乃至“高端化学品”的华丽蜕变。这不仅是技术的突围,更是对“煤炭即将被淘汰”论调的最强有力回击。


走进炼焦煤资源绿色开发全国重点实验室,眼前的景象颠覆了人们对煤矿“黑、脏、险”的传统认知。这里没有漫天煤尘,取而代之的是价值数千万的精密仪器;没有挥汗如雨的矿工,而是身着白大褂的科研人员在操作价值上千万的精密设备。作为稀缺的优质煤炭资源,炼焦煤正在这里被重新定义。


突破“三高”困局,深部开采的“硬核”科技


随着浅层资源的枯竭,我国炼焦煤开采正不断向地下千米甚至更深挺进。以平顶山矿区为代表的矿井,正面临着高瓦斯、高地应力、高地温的“三高”极端开采环境。如果不能解决这些问题,不仅效率低下,更将面临严重的安全隐患。


“我们锚定透明采掘、数智加工、绿色转化三大方向,构建深部复杂条件下的绿色安全开采体系。”实验室主任、中国平煤神马集团首席科学家张建国语气坚定。该实验室已承担多个国家重点研发计划,拥有586台(套)尖端仪器装备,在深部煤炭资源开发领域取得了突破性进展。


针对深部巷道围岩控制难题,实验室研发的“深井采掘作业空间模块化高效局部制冷降温系统”成功解决了热害治理痛点;自主研发的煤矿深部井巷开拓系统TBM(隧道掘进机),搭载超前钻机随钻测试系统,建立了智能预测模型,实现了掘进参数的实时监测与智能调控。这些技术的应用,使得矿井在极端环境下的开采效率与安全性大幅提升。


更令人瞩目的是其在洗选加工领域的颠覆性创新。针对深部炼焦煤“低品质化”、杂质含量高、微细粒难选的行业痛点,实验室研发了“多段锯齿圆盘涡轮强制剪切调浆技术与装备”。这项技术实现了药剂分散与细泥剥离的高效协同,打破了传统浮选回收率低的瓶颈。自2023年10月在七星选煤厂应用以来,浮选药剂消耗平均节省20%,精煤产率提高2个百分点以上,单厂年增利润超千万元。


“现在的市场只看吨煤利润是短视的。”一位不愿透露姓名的大型焦化企业采购负责人在接受采访时表示,“我们更看重精煤的稳定性与灰分指标。以前觉得洗煤就是简单的去矸,现在看来,通过高科技洗选出来的精煤,其结焦性能、反应后强度完全不一样。那些还在靠拼吨数、压价格的落后产能,迟早会被淘汰出局。”


点“煤”成金,副产物的高值化“魔法”


如果说开采与洗选是煤炭的“第一次生命”,那么绿色转化与副产物高值化利用则是其“第二次新生”。在郑州大学的实验场地,记者看到了另一番景象:焦炉煤气不再被白白烧掉,而是被转化为高纯氢、合成氨;煤焦油不再是废弃物,而是变成了针状焦、超高功率石墨电极;粗苯经过催化,变成了用于制造尼龙的环己酮。


“我们60%的工作聚焦于工业催化剂的设计。”实验室教授涂维峰指着一台价值不菲的“动态现场原位X射线光电子能谱仪”介绍道,“一种成熟的工业催化剂从研发到应用通常需要30年,我们通过原位谱学技术,将这个过程缩短,实现了催化剂的‘理性设计’。”


依托这一理念,实验室在煤基尼龙单体绿色合成、煤焦油分离利用等领域取得重大突破。例如,研发的苯选择性加氢催化剂及工艺技术,打破了国外垄断,生产成本大幅降低;一氧化碳、二氧化碳加氢制α-烯烃的高效工业催化剂,性能达到国际领先水平,并已开展百吨级工业示范。


这种“吃干榨尽”的循环经济模式,正在创造惊人的经济效益。实验室研发的TDS、TGS智能干选系统,在中国平煤神马集团11家原煤生产单位投用,累计年增收节支超3亿元。而焦化苯高效利用、煤沥青改性等技术的推广,更是将煤炭的价值链条延伸到了极致。


从“燃料”到“材料”,抢占产业制高点


当前,全球正面临塑料污染与碳排放的双重挑战,煤基生物可降解材料、高端碳材料成为了新的战略赛道。炼焦煤资源绿色开发全国重点实验室正敏锐地抓住这一机遇,推动煤炭向高附加值材料转型。


依托中科院山西煤化所等科研力量,实验室正加速推进低成本煤基石墨烯、煤基电容炭、多孔炭等新型碳材料的研发。这些材料在新能源、电子器件、环保等领域具有不可替代的作用。同时,积极响应国家“禁塑令”,利用煤化工尾气中的二氧化碳合成聚碳酸亚丙酯(PPC)等生物降解材料,不仅实现了“变废为宝”,更开辟了煤化工与环保产业融合发展的新路径。


“煤炭不再是简单的‘烧火取暖’,它是现代工业的‘粮食’。”张建国表示,“面向‘十五五’,我们将重点突破炼焦煤向优质原料、清洁燃料和高附加值材料的清洁高效转化技术。”


这不仅是实验室的口号,更是整个行业的行动纲领。从深部开采的智能化,到洗选加工的精细化,再到转化利用的高端化,煤炭行业正在经历一场深刻的供给侧改革。那些依然停留在“挖煤卖煤”思维定式中的人,终将被时代所抛弃;而那些勇于创新、敢于突围的企业,正站在新一轮产业革命的风口浪尖,领跑未来。


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