双碳目标下煤炭深部流态化开采及前景

为积极应对全球气候变化,我国提出2030年前达到碳达峰、2060年实现碳中和的双碳目标。我国能源结构决定了煤炭是我国主体消费能源且短期内不会发生变化。为实现双碳目标,煤炭行业需从技术与理论2方面进行创新。为此,围绕煤炭地下气化思路,综述了煤炭深部流态化生产的3种方式:气化、热解以及生物溶解。其中,主要综述了煤炭地下气化技术,包括国内外部分典型煤炭地下气化项目的发展历程、气化工艺及气化稳定性影响因素,并简要分析煤炭地下气化技术仍有待进一步形成工业化生产的原因。同时,将石油行业中的多级压裂水平井同井缝间注采技术引入煤炭深部流态化开采,该技术通过注入气化剂和增加加热装置实现煤炭地下深部流态化开采。基于水平井同井缝间注采技术,探讨了一种新井型在煤炭地下气化、地下热解和地下生物溶解开采中的应用前景及适用范围。相比传统地下气化工艺,水平井同井缝间注采技术具有节约开采成本、提高经济效益、增大气化反应面积和提高波及范围等优势,此外,还可利用新能源技术发电加热,在一定程度上减少碳排放,推动双碳目标实现。最后,结合深部煤炭流态化发展现状,分析当前存在的问题,为我国未来深部煤炭地下气化工业发展提出了建议。