雙碳目標下 如何破解煤炭減與保兩難問題

文章來源:經(jīng)濟日報碳交易網(wǎng)2022-08-15 13:42

我國在煤炭安全高效清潔生產(chǎn)方面取得哪些成果?未來煤礦建設趨勢如何?

 
  任世華(煤炭科學研究總院科技支持中心主任):安全綠色高效開發(fā)是煤炭穩(wěn)定供應的基礎,近年來取得跨越式發(fā)展。我國煤炭科技創(chuàng)新由跟蹤、模仿逐步升級到并跑、領跑,大型礦井建設、特厚煤層綜放開采、煤礦智能化開采等技術已達到國際先進甚至領先水平,推動了我國煤炭安全高效清潔開采。
 
  煤礦安全根本性好轉。我國煤炭資源普遍埋藏較深,煤炭開采以井工煤礦為主。井下環(huán)境復雜,災害風險因素較多,煤礦安全生產(chǎn)面臨巨大挑戰(zhàn)。煤炭安全生產(chǎn)水平通常用原煤生產(chǎn)百萬噸死亡率表示,即平均每生產(chǎn)100萬噸原煤因事故死亡的人數(shù)。該指標2000年高達5.77,2010年仍為0.749。隨著煤礦瓦斯、沖擊地壓、水害、火災等防治體系不斷完善,先進技術裝備取得重大突破并大規(guī)模推廣應用,2021年我國原煤生產(chǎn)百萬噸死亡率下降到0.044,較2010年下降94.1%,年均下降超22%。一些現(xiàn)代化大型煤礦安全生產(chǎn)水平已基本與發(fā)達國家同等開采條件煤礦持平。
 
  生產(chǎn)效率大幅提高。煤炭生產(chǎn)效率也稱生產(chǎn)工效,即平均一個工作人員工作一天的煤炭產(chǎn)量。技術進步推動我國煤礦機械化水平、單井產(chǎn)量規(guī)模逐步提高,帶動煤炭生產(chǎn)工效快速提升。2021年,大型煤炭企業(yè)采煤機械化程度提高到98.95%,煤礦單井產(chǎn)量規(guī)模提高到約92萬噸/年,大型煤炭企業(yè)原煤生產(chǎn)工效提高到8.79噸/工,較2012年6.43噸/工提高了36.7%。一些現(xiàn)代化大型煤礦,如國家能源集團神東煤炭補連塔煤礦,煤炭生產(chǎn)工效達到國際同類條件煤礦領先水平。
 
  清潔生產(chǎn)水平顯著提升。隨著煤礦機械化、信息化、智能化水平持續(xù)提高,煤礦生產(chǎn)能耗逐年降低,加上煤礦“電代煤”“氣代煤”等改造升級,用能結構發(fā)生較大變化,煤炭生產(chǎn)用能逐年降低。2021年,我國大型煤礦原煤生產(chǎn)綜合能耗、綜合電耗分別下降到10.4千克標煤/噸、20.7千瓦時/噸。同時,由于煤礦瓦斯抽采利用率逐步提高,煤炭開發(fā)過程排放到空氣中的甲烷大幅度減少,煤炭開發(fā)過程溫室氣體排放呈下降趨勢。據(jù)測算,從2010年到2020年,平均生產(chǎn)1噸煤炭的溫室氣體排放量由226.7千克下降到151.1千克,10內年下降了三分之一。
 
  技術進步、從業(yè)人員減少、生態(tài)環(huán)境保護等因素,決定了煤炭開發(fā)不能延續(xù)高勞動強度、高生態(tài)損害的傳統(tǒng)方式,走智能綠色之路是必然要求。近年來,在各級政府部門、煤炭企業(yè)等高度重視和快速推進下,煤炭智能化、綠色化開采取得初步成效。
 
  在煤炭智能化開采方面,自2014年建成首個智能化開采工作面以來,智能地質保障系統(tǒng)、智能掘進系統(tǒng)、智能采煤系統(tǒng)、智能主運輸系統(tǒng)等10多個環(huán)節(jié)關鍵核心系統(tǒng)取得突破,形成智能化煤礦一體化解決方案,探索出適合不同區(qū)域、不同煤層條件的煤礦智能化建設模式。截至2021年年底,400多處煤礦開展智能化建設,建成813個智能化采掘工作面,一些煤礦實現(xiàn)“有人巡視、無人操作”智能化開采。當前,煤礦智能化逐步由試點示范轉向大范圍推廣應用。
 
  在煤炭綠色化開采方面,煤炭行業(yè)持續(xù)推進綠色礦山建設。保水開采、充填開采等煤炭開采與生態(tài)環(huán)境保護相融合的技術取得突破并實現(xiàn)推廣應用,有效降低煤炭開采對地下水的影響,減少了煤礦區(qū)地表沉陷。2021年煤礦區(qū)土地復墾率達57%,礦區(qū)生態(tài)環(huán)境質量穩(wěn)定向好。截至2021年年底,納入全國綠色礦山名錄的煤炭企業(yè)共284家。一些煤礦實現(xiàn)了礦區(qū)生態(tài)環(huán)境正效益,不僅沒有破壞環(huán)境,而且優(yōu)化了環(huán)境。
 
  適應新時代發(fā)揮能源兜底保障作用的新定位、碳達峰碳中和等新要求,我國煤炭行業(yè)將呈現(xiàn)以下趨勢。
 
  一方面,智能柔性礦井將成為煤礦建設新形式。“雙碳”目標下,風、光等可再生能源發(fā)電并網(wǎng)比例將逐步增高,電力調峰需求增加,加大了煤炭需求波動。同時,油氣對外依存度持續(xù)攀升且地緣政治復雜多變,我國油氣供應安全面臨嚴峻挑戰(zhàn),將進一步加大煤炭需求波動。長期看,煤炭生產(chǎn)不是越多越好,而是需要時可快速啟動生產(chǎn),不需要時可低成本保持生產(chǎn)能力,實現(xiàn)柔性供應,產(chǎn)能可低成本寬負荷調節(jié)的智能柔性礦井將替代當前高產(chǎn)高效礦井成為未來煤礦建設新形式。
 
  另一方面,煤礦區(qū)將發(fā)展成為碳封存基地。煤礦區(qū)不僅有煤炭資源,還有充足的地下空間和土地資源,具有巨大的儲碳能力。有關研究表明,500米深的煤礦地下空間儲存二氧化碳具有較好的穩(wěn)定性。同時,煤礦地下空間的殘煤、巖層和地下水對二氧化碳有一定的吸附、溶解和運移作用,經(jīng)過長時間物理化學反應和地質變遷,可生成碳酸鹽礦,固化二氧化碳。利用礦區(qū)土地,種植具有利用價值的快速生長植物,可以形成碳匯。煤礦開采出煤炭,地下空間將煤炭利用產(chǎn)生的二氧化碳封存,地表植被形成碳匯,煤礦區(qū)有潛力實現(xiàn)碳自循環(huán)。
 
  技術創(chuàng)新促煤電節(jié)能減排
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