“在结构调整和节能减排的压力下，煤炭工业要实现可持续发展，须转变观念，不再是将煤炭单纯作为燃料，而是作为工业化利用的原料，这也将成为煤炭工业未来的发展方向。”国家能源局副局长吴吟日前在接受采访时表示。在煤炭工业多元化发展，煤炭清洁化利用的背景下，以煤炭为原料的煤基产品开发日渐成为国内外众多企业争相竞技的“赛场”，这其中除了涉及煤制气、煤制油等煤化工领域之外，煤炭地下气化(UCG)的技术和工艺也逐渐被提上日程，成为煤炭综合开发利用领域的新生力军。
技术不断突破商业化起步
据了解，目前为止，煤炭地下气化炉已在我国不同煤层地质条件下完成了工业性试验及初步的商业化推广应用，所生产的低热值、中热值的煤气以及水煤气已被开发服务于民用、工业锅炉及内燃机组发电。
中国矿业大学教授余力对记者表示，上世纪八十年代中期，山东新汶矿业集团完成了徐州马庄矿地下气化现场试验，目前，该集团已建成六座地下气化炉，所生产的煤气主要用于民用及发电，形成了全国最大的煤炭地下气化工业生产基地。进入21世纪，国家科技部已将“煤炭地下气化稳定控制技术的研究”列入国家863高技术研究与发展计划。
去年底，内蒙古新奥煤炭地下气化项目成功实现了煤炭地下气化燃烧发电。目前该项目装置已平稳运行300多天，累计气化燃烧发电46.9万千瓦时。按照规划，到2012年前，利用地下煤炭气化技术还将建成年产2万吨优质甲醇生产线。
相关专家评价说，该项目是我国首套无井式煤炭地下气化试验系统和生产系统，为我国开展无井式煤炭地下气化技术研究提供了良好平台。
发展史已逾百年
1868年，德国科学家威廉·西蒙斯首先提出了煤炭地下气化(UCG)的概念。1933年，前苏联开始进行UCG现场试验。
在技术工艺方面，最早采用的一种地下UCG工艺，是按一定距离向煤层打垂直钻孔，再使孔间煤层形成气化通道。然后通过一个钻孔把煤层点燃，注入空气或氧/蒸汽，煤炭发生热解、还原和氧化等气化反应。蒸汽提供反应所需的氢，并降低反应温度，产生的煤气从另一个钻孔引出。煤气的主要成分是氢气、二氧化碳、一氧化碳、甲烷和蒸汽。
余力表示，早期的有井(筒)式工艺，需要开凿井筒、掘进巷道，或利用老矿的井巷。这违背了地下气化避免井下开采作业的初衷，而且准备工作量大，产气量小。1935年以后，开始采用无井(筒)式工艺，即从地面向煤层钻孔。过去50年，国外所有UCG试验和可行性研究都采用无井(筒)式工艺。
大规模开发需靠技术和政策推动
余力表示，通用的煤炭地下气化技术虽已被证实技术和工程可行性，但技术尚不成熟，主要是气化过程很难控制；冒顶可能严重干扰气化过程，地下水进入气化带；烟煤加热膨胀产生塑性变形，会阻塞气化通道，煤气中的固体颗粒和焦炭会堵塞和腐蚀管道。
对此，吴吟也指出，地下气化的示范项目虽已启动，但一个关键问题就是在制气过程中对地下水的影响不容忽视。首先是气化残留物中的有害有机物和金属污染地下水。其次是气化区会产生地面塌陷，需采取复田等措施。最后是粗煤气净化系统的排放物对环境的影响必须加以处理。
余力认为，煤炭地下气化技术的商业化前景目前很难预测。“国外大多数专家仍把它看作长期的目标，关键在于能否和何时解决技术上存在的问题(包括气化工艺和环境损害防治)，以及何时能够同石油天然气相竞争，政府的政策也是一个重要因素。”
近日，国家发改委、科技部、工信部等6部委联合发布的《中国资源综合利用技术政策大纲》中明确提出，“十二五”期间，国家将“推进煤炭地下气化(UCG)技术的产业化，特别是加快具有井下无人、无设备，集建井、采煤、气化三大工艺于一体，适用于煤矿大量的煤柱、建筑物下压煤等呆滞煤量回收利用技术的研发和产业化”，这对于刚刚起步的UCG技术来说，无疑是个利好消息。
