“在結構調整和節(jié)能減排的壓力下，煤炭工業(yè)要實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，須轉變觀念，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)未來的發(fā)展方向。”國家能源局副局長吳吟日前在接受采訪時表示。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品開發(fā)日漸成為國內外眾多企業(yè)爭相競技的“賽場”，這其中除了涉及煤制氣、煤制油等煤化工領域之外，煤炭地下氣化(UCG)的技術和工藝也逐漸被提上日程，成為煤炭綜合開發(fā)利用領域的新生力軍。

　　技術不斷突破商業(yè)化起步

　　據了解，目前為止，煤炭地下氣化爐已在我國不同煤層地質條件下完成了工業(yè)性試驗及初步的商業(yè)化推廣應用，所生產的低熱值、中熱值的煤氣以及水煤氣已被開發(fā)服務于民用、工業(yè)鍋爐及內燃機組發(fā)電。

　　中國礦業(yè)大學教授余力對記者表示，上世紀八十年代中期，山東新汶礦業(yè)集團完成了徐州馬莊礦地下氣化現(xiàn)場試驗，目前，該集團已建成六座地下氣化爐，所生產的煤氣主要用于民用及發(fā)電，形成了全國最大的煤炭地下氣化工業(yè)生產基地。進入21世紀，國家科技部已將“煤炭地下氣化穩(wěn)定控制技術的研究”列入國家863高技術研究與發(fā)展計劃。

　　去年底，內蒙古新奧煤炭地下氣化項目成功實現(xiàn)了煤炭地下氣化燃燒發(fā)電。目前該項目裝置已平穩(wěn)運行300多天，累計氣化燃燒發(fā)電46.9萬千瓦時。按照規(guī)劃，到2012年前，利用地下煤炭氣化技術還將建成年產2萬噸優(yōu)質甲醇生產線。

　　相關專家評價說，該項目是我國首套無井式煤炭地下氣化試驗系統(tǒng)和生產系統(tǒng)，為我國開展無井式煤炭地下氣化技術研究提供了良好平臺。

　　發(fā)展史已逾百年

　　1868年，德國科學家威廉·西蒙斯首先提出了煤炭地下氣化(UCG)的概念。1933年，前蘇聯(lián)開始進行UCG現(xiàn)場試驗。

　　在技術工藝方面，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。然后通過一個鉆孔把煤層點燃，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。蒸汽提供反應所需的氫，并降低反應溫度，產生的煤氣從另一個鉆孔引出。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，需要開鑿井筒、掘進巷道，或利用老礦的井巷。這違背了地下氣化避免井下開采作業(yè)的初衷，而且準備工作量大，產氣量小。1935年以后，開始采用無井(筒)式工藝，即從地面向煤層鉆孔。過去50年，國外所有UCG試驗和可行性研究都采用無井(筒)式工藝。

　　大規(guī)模開發(fā)需靠技術和政策推動

　　余力表示，通用的煤炭地下氣化技術雖已被證實技術和工程可行性，但技術尚不成熟，主要是氣化過程很難控制；冒頂可能嚴重干擾氣化過程，地下水進入氣化帶；煙煤加熱膨脹產生塑性變形，會阻塞氣化通道，煤氣中的固體顆粒和焦炭會堵塞和腐蝕管道。

　　對此，吳吟也指出，地下氣化的示范項目雖已啟動，但一個關鍵問題就是在制氣過程中對地下水的影響不容忽視。首先是氣化殘留物中的有害有機物和金屬污染地下水。其次是氣化區(qū)會產生地面塌陷，需采取復田等措施。最后是粗煤氣凈化系統(tǒng)的排放物對環(huán)境的影響必須加以處理。

　　余力認為，煤炭地下氣化技術的商業(yè)化前景目前很難預測。“國外大多數專家仍把它看作長期的目標，關鍵在于能否和何時解決技術上存在的問題(包括氣化工藝和環(huán)境損害防治)，以及何時能夠同石油天然氣相競爭，政府的政策也是一個重要因素。”

　　近日，國家發(fā)改委、科技部、工信部等6部委聯(lián)合發(fā)布的《中國資源綜合利用技術政策大綱》中明確提出，“十二五”期間，國家將“推進煤炭地下氣化(UCG)技術的產業(yè)化，特別是加快具有井下無人、無設備，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的研發(fā)和產業(yè)化”，這對于剛剛起步的UCG技術來說，無疑是個利好消息。