为深入贯彻国家“双碳”战略,加快碳中和领域科技创新成果转化与应用推广,12月18日至20日,由中国节能协会主办的“2025第五届碳中和博鳌大会”在博鳌召开,经专委会组织行业专家进行多维度、专业化评审,首钢集团旗下山西福山资源集团(以下简称“福山资源”)与北京君发科技集团有限公司、安徽理工大学、山西君柳新能源科技有限公司、宁夏君丰新能源科技有限公司、山西君发瓦斯发电有限公司等联合申报的“煤矿低浓度瓦斯安全稳定燃烧技术”项目,成功入围中国节能协会创新奖节能减排科技进步奖(碳中和领域)一等奖。该项目曾获评北京市属国企ESG十佳案例。


“煤矿低浓度瓦斯安全稳定燃烧技术”填补了国际空白,将瓦斯资源利用率提升约36个百分点,为煤炭行业减排增效提供了创新路径。
这一创新实践不仅彰显了国企在攻克“卡脖子”技术中的引领作用,也为全球煤矿甲烷治理提供了中国方案。
煤矿瓦斯(主要成分为甲烷)兼具能源价值与安全风险,其温室效应是二氧化碳的21-28倍。长期以来,浓度3%~9%的低浓度瓦斯因易爆炸、利用技术不成熟,大多被直接排放,既浪费资源又加剧环境污染。
传统技术中,低浓度瓦斯需与高浓度瓦斯掺混或稀释后氧化利用,存在效率低、成本高、推广难等问题。首钢集团联合多方瞄准这一痛点,从燃烧机理研究到工程化应用全链条攻关,探索安全、经济、环保的解决方案。
项目团队从理论建模、实验验证到模拟优化三方面同步推进。安徽理工大学燃烧学专家团队率先构建数学模型,深入分析反应机理与爆炸临界条件,为技术研发奠定理论基础。
北京君发公司科研人员则依托山西煤矿实地参数,搭建安全点火试验系统,通过调节进气流速、预热温度等关键变量,确定防回火技术参数范围。
在防爆设计上,团队创新采用多毛细管阵列式前置处理器,通过毛细管阻火与火焰驻留体防脱火技术,杜绝回火风险。
此外,团队还通过单根毛细管回火特性试验验证技术可靠性,并利用数值模拟优化燃烧室抗爆性能,确保系统长期稳定运行。
在寨崖底煤矿的工业化应用中,该技术展现出显著效益。电站年利用瓦斯量达1200万立方米,相当于年碳减排量19.22万吨,有效缓解煤矿甲烷排放压力。该技术将我国抽采瓦斯利用率从41.5%提升至近80%,补全了甲烷全浓度利用链条,为行业绿色转型提供可复制样板。项目还入选国家重点实验室科研基地,推动技术标准制定与跨区域推广。
福山资源下属三座煤矿(寨崖底煤矿/金家庄煤矿/兴无煤矿)均积极响应国家推进碳达峰碳中和、全面推进美丽中国建设、促进经济社会发展全面绿色转型策略,实现全浓度瓦斯综合利用。2021年至2025年6月,瓦斯发电量2.08亿度,占总用电量的23%,二氧化碳减排193万吨。
未来福山资源将深化ESG理念与技术创新融合,扩大低浓度瓦斯发电技术在煤炭主产区的应用规模,同时探索与新能源、碳交易市场联动机制。通过输出技术标准、共建示范项目,带动装备制造、运维服务等产业链协同发展,为煤炭行业可持续新征程注入新动能。
来源:首钢新闻中心
