經濟形勢好轉，讓國內煤炭產業在2017年迎來企穩的轉機，煤炭消費階段性回升，煤炭產量恢復增長，進入2018年后依然保持著供需兩旺態勢。這在一定程度上說明，在我國能源基礎中，煤炭依然是不可或缺的主體。我國煤炭儲量接近世界總儲量的五分之一，富煤、少氣、貧油的化石能源資源稟賦，決定了我國不可能完全“去煤化”，至少“去煤化”的速度不可能如部分人預期的那么快。
與此同時，經濟社會的快速發展、人民生活水平的日益提高、環保法律法規的日趨嚴格，對能源種類及潔凈度提出了新的、更高的要求，清潔燃料油、天然氣消費量穩步增加。對于煤炭，尤其是低階煤來說，實現清潔高效利用，成為亟待解決且不可回避的課題。為此，國家能源局發布的《煤炭深加工產業示范“十三五”規劃》中，提出了推廣煤制油、煤制天然氣、低階煤分質利用、煤制化學品、煤炭和石油綜合利用等五類煤炭利用模式。
其中，以中低溫熱解制氣、制油為主要產品路線的分質利用技術，因其可以實現對低階煤的經濟、高效、清潔利用，得到了學者的廣泛認可和政府部門的關注。
清潔與效益兼備
煤炭分質利用技術是近年來煤炭高效清潔利用、現代煤化工領域的熱點，因其具備反應條件緩和、工藝過程簡單、投資小、水資源消耗少等優勢，對改變我國煤炭利用及能源結構意義深遠，因此成為“十三五”現代煤化工主要發展方向之一。
廣義上而言，煤炭分質利用并不是一個新概念，早已在科學研究和生產實踐上得到應用，即根據煤炭的變質程度及工藝性質，將其化分為無煙煤、煙煤、褐煤等大類，各大類煤種又可以被劃分為不同的細分種類和牌號，然后按其種類、等級加以利用。
但近年來使用的“煤炭分質利用”術語，所指則有所不同。具體而言，一般是采用中低溫熱解技術對煤炭進行分質，獲得氣態、液態、固態產物，然后再根據各類熱解產物的組成、性質，有區別地加以利用，生產化工原料和各類化學品。按照這個定義，煤炭煉焦實際上就是分質利用的典型工藝。然而，目前說起煤炭分質利用的時候，并不包含煤炭焦化，因為這個術語還有幾個隱含的條件：煤炭特指褐煤、次煙煤等低階煤；熱解指的是中低溫熱解。
所謂低階煤，是指成煤晚、處于低變質階段的煤，它具有水分含量高、發熱量低、揮發份含量高、反應活性高以及易燃易碎等特點。如果直接燃燒或氣化，不僅效率低，而且污染嚴重。在我國10200億噸探明煤炭儲量中，55%以上為低階煤。而且目前開采的低階煤中，90%以上用作了發電、工業鍋爐和民用燃料直接燃燒，由此引發一系列嚴重的生態和環境污染問題。對潔凈能源的需求，催生了對我國豐富的低階煤資源進行高效潔凈利用技術的要求。
在這個背景下，依據低階煤組成與結構特征實現清潔高效利用的分質利用技術體系就應運而生了。低階煤分質轉化利用技術可通過熱解進行脫硫、脫氮、脫除熱解水，可以避免散煤以及干煤運輸的污染物排放，減少無效能耗，實現煤炭高效轉換、分級分質的清潔利用。
分質利用技術在實現最大化利用低階煤資源的同時，還能夠有效提升我國油氣自給能力、降低對外依存度，提高能源安全保障。低階煤中蘊藏著豐富的油、氣和化學品資源，如果按甲烷產率4.2%、熱解油產率7.1%估算，我國目前每年消費的19億噸低階煤中可制取液化天然氣0.81億噸、燃料油1.37億噸。根據中國煤炭工業協會公布的數據，截至2014年，我國已探明適于清潔高效梯級利用的低階煤儲量約8758億噸，其中蘊藏的油品、天然氣資源分別相當于我國已探明石油、天然氣可采儲量的20倍和11倍。
此外，低階煤分質利用經濟競爭力強。以煤熱解為龍頭的分質利用技術具有極強的延展性和耦合性，能夠實現煤、油、氣、電、化多聯產一體化，其水耗和投資分別是傳統煤化工的1/7和1/3。基于一定的煤質指標和假設條件，對低階煤分質利用與低階煤直接發電的技術經濟指標進行測算的結果表明，低階煤分質利用的綜合能效、內部收益率分別比低階煤直接發電高大約11個和2個百分點。
期待更多工程實踐
與煤制油、煤制氣、煤基甲醇制烯烴、煤制乙二醇和煤制芳烴等五大新型煤化工技術路線相比，低階煤先分級提質、后開發利用的技術路線，具有顯著提升物質與能量轉化率、降低能耗與水耗、提高能效、減少污染的特點，適合在我國低階煤資源豐富、生態脆弱和水資源缺乏的地區開發利用。在《煤炭深加工產業示范“十三五”規劃》中，對低階煤分支利用到2020年的發展預期是產能達到1500萬噸/年。
其實，低階煤分質利用的思路早在上世紀90年代中期便已誕生。當時，由于國內油氣消費對外依存度逐年增大，有學者提出對較年輕的煤種采用快速熱解和快速冷凝的煤拔頭工藝，獲得較高的油品資源。煤拔頭工藝的提出，突破了傳統的煤炭利用方式，這與石油多層次加工、梯級轉化、分質利用的思想有異曲同工之妙。
進入21世紀，學術界對采用煤炭快速熱解的煤拔頭工藝開展了多方面的研究。2012年，中國科學院依據低階煤的組成與結構特征，提出低階煤清潔高效梯級利用的解決方案，即以高效熱解為先導，提取煤炭中存在的油氣資源，剩余的半焦用于燃燒發電或經氣化定向轉化為液體燃料和化學品，形成了“熱解—油氣提質—半焦燃燒—發電”“熱解—氣化—合成”和“熱解—氣化——費托合成——油品共處理”三條技術路線。為推動技術的研發和工業化，在中國科學院“還牽頭成立了“低階煤利用產學研協同創新聯盟”，聯合國內近30家大型企業、設計院開展技術攻關。不過，2012?2014年，受宏觀經濟形勢影響，低階煤分質利用技術的研究、開發和應用稍有遲滯。
直到2015年1月，國家能源局、環保部、工信部聯合下發《關于促進煤炭安全綠色開發和清潔高效利用的意見》，提出要鼓勵低階煤分質利用技術研發和示范，以提高煤炭利用附加值，不久之后出臺的《煤炭清潔高效利用行動計劃（2015-2020）》也對煤炭分質利用拋出了橄欖枝。其后，煤炭分質利用技術的研發與應用得以全面展開。比較突出的新技術有陜西煤業化工技術研究院與北京柯林斯達聯合開發的CGPS技術；工業應用的代表項目則有北大青鳥內蒙古青鳥蒙興化工有限公司規劃建設的1000萬噸/年低階煤分質清潔高效綜合利用示范項目。
低階煤分質利用技術的逐級分質、梯級利用特點，造就了分質利用技術天然的靈活性，基于煤質特性、以市場為導向，通過優化組合產品方案，可形成不同的多聯產系統，組成各種產業鏈。
不過，雖然在過去幾年中，研究機構、工業企業多方攻關，但是煤炭分質利用仍有多個關鍵技術或裝備尚未取得決定性突破，有些目前甚至還看不見勝利的曙光，比如，迄今為止，進入工業化應用、能較長周期穩定運行的低階煤熱解技術和設備，基本上是以塊煤、碎煤為原料，為了進一步提高油品產率和質量，降低原料煤的粒度、增大熱解升溫速度是主要的技術途徑，然而，受熱解流體產物與固體產物在線分離困難、熱解廢水難以處理等因素制約，粉煤熱解的工程化一直未得到有效突破。再如煤熱解定向制備油氣產品工藝運行的長期穩定性、熱解后化學品的分離方法與技術等等，都有待進一步的技術突破。
實驗室研究永遠代替不了實踐探索，低階煤分支利用技術發展當前存在的難題與瓶頸，只能在接下來的工程實踐中逐步解決。
與此同時，經濟社會的快速發展、人民生活水平的日益提高、環保法律法規的日趨嚴格，對能源種類及潔凈度提出了新的、更高的要求，清潔燃料油、天然氣消費量穩步增加。對于煤炭，尤其是低階煤來說，實現清潔高效利用，成為亟待解決且不可回避的課題。為此，國家能源局發布的《煤炭深加工產業示范“十三五”規劃》中，提出了推廣煤制油、煤制天然氣、低階煤分質利用、煤制化學品、煤炭和石油綜合利用等五類煤炭利用模式。
其中，以中低溫熱解制氣、制油為主要產品路線的分質利用技術，因其可以實現對低階煤的經濟、高效、清潔利用，得到了學者的廣泛認可和政府部門的關注。
清潔與效益兼備
煤炭分質利用技術是近年來煤炭高效清潔利用、現代煤化工領域的熱點，因其具備反應條件緩和、工藝過程簡單、投資小、水資源消耗少等優勢，對改變我國煤炭利用及能源結構意義深遠，因此成為“十三五”現代煤化工主要發展方向之一。
廣義上而言，煤炭分質利用并不是一個新概念，早已在科學研究和生產實踐上得到應用，即根據煤炭的變質程度及工藝性質，將其化分為無煙煤、煙煤、褐煤等大類，各大類煤種又可以被劃分為不同的細分種類和牌號，然后按其種類、等級加以利用。
但近年來使用的“煤炭分質利用”術語，所指則有所不同。具體而言，一般是采用中低溫熱解技術對煤炭進行分質，獲得氣態、液態、固態產物，然后再根據各類熱解產物的組成、性質，有區別地加以利用，生產化工原料和各類化學品。按照這個定義，煤炭煉焦實際上就是分質利用的典型工藝。然而，目前說起煤炭分質利用的時候，并不包含煤炭焦化，因為這個術語還有幾個隱含的條件：煤炭特指褐煤、次煙煤等低階煤；熱解指的是中低溫熱解。
所謂低階煤，是指成煤晚、處于低變質階段的煤，它具有水分含量高、發熱量低、揮發份含量高、反應活性高以及易燃易碎等特點。如果直接燃燒或氣化，不僅效率低，而且污染嚴重。在我國10200億噸探明煤炭儲量中，55%以上為低階煤。而且目前開采的低階煤中，90%以上用作了發電、工業鍋爐和民用燃料直接燃燒，由此引發一系列嚴重的生態和環境污染問題。對潔凈能源的需求，催生了對我國豐富的低階煤資源進行高效潔凈利用技術的要求。
在這個背景下，依據低階煤組成與結構特征實現清潔高效利用的分質利用技術體系就應運而生了。低階煤分質轉化利用技術可通過熱解進行脫硫、脫氮、脫除熱解水，可以避免散煤以及干煤運輸的污染物排放，減少無效能耗，實現煤炭高效轉換、分級分質的清潔利用。
分質利用技術在實現最大化利用低階煤資源的同時，還能夠有效提升我國油氣自給能力、降低對外依存度，提高能源安全保障。低階煤中蘊藏著豐富的油、氣和化學品資源，如果按甲烷產率4.2%、熱解油產率7.1%估算，我國目前每年消費的19億噸低階煤中可制取液化天然氣0.81億噸、燃料油1.37億噸。根據中國煤炭工業協會公布的數據，截至2014年，我國已探明適于清潔高效梯級利用的低階煤儲量約8758億噸，其中蘊藏的油品、天然氣資源分別相當于我國已探明石油、天然氣可采儲量的20倍和11倍。
此外，低階煤分質利用經濟競爭力強。以煤熱解為龍頭的分質利用技術具有極強的延展性和耦合性，能夠實現煤、油、氣、電、化多聯產一體化，其水耗和投資分別是傳統煤化工的1/7和1/3。基于一定的煤質指標和假設條件，對低階煤分質利用與低階煤直接發電的技術經濟指標進行測算的結果表明，低階煤分質利用的綜合能效、內部收益率分別比低階煤直接發電高大約11個和2個百分點。
期待更多工程實踐
與煤制油、煤制氣、煤基甲醇制烯烴、煤制乙二醇和煤制芳烴等五大新型煤化工技術路線相比，低階煤先分級提質、后開發利用的技術路線，具有顯著提升物質與能量轉化率、降低能耗與水耗、提高能效、減少污染的特點，適合在我國低階煤資源豐富、生態脆弱和水資源缺乏的地區開發利用。在《煤炭深加工產業示范“十三五”規劃》中，對低階煤分支利用到2020年的發展預期是產能達到1500萬噸/年。
其實，低階煤分質利用的思路早在上世紀90年代中期便已誕生。當時，由于國內油氣消費對外依存度逐年增大，有學者提出對較年輕的煤種采用快速熱解和快速冷凝的煤拔頭工藝，獲得較高的油品資源。煤拔頭工藝的提出，突破了傳統的煤炭利用方式，這與石油多層次加工、梯級轉化、分質利用的思想有異曲同工之妙。
進入21世紀，學術界對采用煤炭快速熱解的煤拔頭工藝開展了多方面的研究。2012年，中國科學院依據低階煤的組成與結構特征，提出低階煤清潔高效梯級利用的解決方案，即以高效熱解為先導，提取煤炭中存在的油氣資源，剩余的半焦用于燃燒發電或經氣化定向轉化為液體燃料和化學品，形成了“熱解—油氣提質—半焦燃燒—發電”“熱解—氣化—合成”和“熱解—氣化——費托合成——油品共處理”三條技術路線。為推動技術的研發和工業化，在中國科學院“還牽頭成立了“低階煤利用產學研協同創新聯盟”，聯合國內近30家大型企業、設計院開展技術攻關。不過，2012?2014年，受宏觀經濟形勢影響，低階煤分質利用技術的研究、開發和應用稍有遲滯。
直到2015年1月，國家能源局、環保部、工信部聯合下發《關于促進煤炭安全綠色開發和清潔高效利用的意見》，提出要鼓勵低階煤分質利用技術研發和示范，以提高煤炭利用附加值，不久之后出臺的《煤炭清潔高效利用行動計劃（2015-2020）》也對煤炭分質利用拋出了橄欖枝。其后，煤炭分質利用技術的研發與應用得以全面展開。比較突出的新技術有陜西煤業化工技術研究院與北京柯林斯達聯合開發的CGPS技術；工業應用的代表項目則有北大青鳥內蒙古青鳥蒙興化工有限公司規劃建設的1000萬噸/年低階煤分質清潔高效綜合利用示范項目。
低階煤分質利用技術的逐級分質、梯級利用特點，造就了分質利用技術天然的靈活性，基于煤質特性、以市場為導向，通過優化組合產品方案，可形成不同的多聯產系統，組成各種產業鏈。
不過，雖然在過去幾年中，研究機構、工業企業多方攻關，但是煤炭分質利用仍有多個關鍵技術或裝備尚未取得決定性突破，有些目前甚至還看不見勝利的曙光，比如，迄今為止，進入工業化應用、能較長周期穩定運行的低階煤熱解技術和設備，基本上是以塊煤、碎煤為原料，為了進一步提高油品產率和質量，降低原料煤的粒度、增大熱解升溫速度是主要的技術途徑，然而，受熱解流體產物與固體產物在線分離困難、熱解廢水難以處理等因素制約，粉煤熱解的工程化一直未得到有效突破。再如煤熱解定向制備油氣產品工藝運行的長期穩定性、熱解后化學品的分離方法與技術等等，都有待進一步的技術突破。
實驗室研究永遠代替不了實踐探索，低階煤分支利用技術發展當前存在的難題與瓶頸，只能在接下來的工程實踐中逐步解決。
