2021.1.21
国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上指出,中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争2030 年前达到峰值,努力争取2060 年前实现碳中和。这为我国应对气候变化、绿色低碳发展提供了方向指引、擘画了宏伟蓝图。
从我国能源领域碳排放发展情况分析,我国碳排放主要集中在电力、交通和工业三大行业,碳排放占比分别约为41%、28%和31%。据相关报告数据测算,我国由化石能源消费产生的碳排放总量为100亿t左右。其中,煤炭消费产生的二氧化碳排放量占75%左右,其次为石油和天然气,占比分别为14%和7%。不容置疑,煤炭作为高碳能源,控制煤炭消费总量、降低煤炭消费强度,是碳减排的重中之重。在今后较长时期内,煤炭作为我国兜底保障能源的地位和作用难以改变。做好煤炭这篇大文章,构建煤炭产业链、供应链发展新格局,从煤炭全生命周期研究碳排放总量、排放结构和减排实施路径尤为关键。
(一)推动数字化建设,构建数字经济与煤炭经济深度融合发展新格局
目前,我国数字矿山和煤矿可视化技术得到了快速发展,煤矿矿区(井田)地质综合勘探成果数字化、煤矿设计与系统布局数字化,煤矿地测、采煤、掘进、开拓、机电、运输、通风、排水实现了信息化和部分智能化,为煤炭行业数字化建设奠定了坚实基础。
推进煤炭产业数字化建设,既要实现煤矿各生产系统、企业管理系统各个环节数字化,形成大数据支持中心;还要实现数字技术与煤炭生产、安全、市场、管理有机融合,实现煤炭实体经济运行过程中的每一个节点、每一个行动、每一个变化和每一单市场交易都与数字经济密切关联并形成互动,将数字技术贯通于煤炭产业链、供应链全过程,以数字经济为统领,促进煤炭现代化经济体系建设,为我国煤炭智能化生产、专业化服务、定制化营销、集群化建设、绿色化发展和煤炭经济高质量发展提供有力支撑。
(二)推动智能化建设,构建煤炭产业现代化发展新格局
从目前我国煤矿智能化建设的实践来看,多数煤矿仍处于采煤工作面实现智能化,距离真正实现智能化煤层厚度监测、智能化切割控制、智能化生产系统与安全、通风、运输协同控制等还有大量工作要做,如煤矿巷道智能化掘进刚刚起步,矿压、通风、矿井水隐患监测预警与应急处置的智能化还需要关键技术、先进零部件、工业软件和成套装备等的研发和攻关。
推动煤炭智能化发展,要以智能装备和机器人研发为基础,围绕矿井感知、数据处理、装备系统、智能控制等,着力突破煤矿智能化共性关键技术;通过不断健全煤矿智能化标准体系,加快建设一批高质量的智能化示范煤矿;系统梳理适合我国煤矿布局特点的前瞻性、关键性、基础性重大理论、核心技术和“卡脖子”难题,在智能化示范煤矿建设中优先布局,开展专项攻关,全面提升我国煤矿智能化建设水平,构建煤炭产业现代化发展新格局。
(三)推动专业化发展,构建煤炭行业“生产+服务”发展新格局
专业化是工业系统先进的组织形式。2016 年以来,煤矿数量大幅减少,老矿区关闭退出一大批煤矿,煤矿现代化水平大幅提高,为专业化发展奠定了基础。推动专业化发展,要依托老矿区关闭退出煤矿成建制的煤矿生产经营与工程技术人员队伍,组建煤矿开采、掘进、瓦斯治理、水害防治等专业化生产服务公司,以市场化方式开展煤矿建设生产服务工作;鼓励科研与技术服务企业、装备制造企业发挥人才与技术优势,以技术支撑、工程总承包、设备租赁+生产服务等模式,转变煤炭行业长期以来传统的煤矿建设投资、招工、生产直到资源枯竭,煤矿关闭退出、安置职工、再就业的运行模式,构建煤炭行业专业化、社会化的“生产+服务”发展新格局。
(四)推动定制化生产,构建煤炭产业链、供应链创新发展新格局
煤炭作为大宗散货物资,产品特点、产品质量等在很大程度上取决于资源赋存条件,但随着煤炭消费总量达峰、碳减排压力增大,生态环保约束与污染物排放控制,煤炭产品质量要求将越来越高,市场竞争将越来越激烈。
煤炭行业必须从需求牵引供给主动向供给创造需求转变,树立产销协同思想,加强需求侧管理,建立用户大数据系统,根据用户需求数量、质量、结构、时间,结合煤矿资源条件、煤质特征、生产和洗选加工能力,科学组织生产、加工、掺配和储运,开展定制化生产服务,满足用户的个性化需求。
推动煤炭产品定制化,要逐渐转变煤炭产品散货物流方式,实现产品标准化、运输规格化、质量参数化和密闭式储运,实现煤矿到用户之间点对点直接供应,稳定市场、提高效率、保障供应,真正构建煤炭上下游行业企业一体化、互利共赢长期战略合作与平稳运行的发展新格局。
(五)推动产业集群化,构建煤炭全产业链、全要素协同发展新格局
煤炭产业是资源开发型产业,位于产业链的上游,向下逐渐延伸至煤电、煤焦、煤化工、新材料等,产业链延伸越长,其附加值越高。由于我国煤炭资源“西多东少、北多南少”的赋存特点,而且与经济社会发展呈逆向分布,形成了“西煤东运、北煤南调”格局。
随着东北、华东、中南、西南矿区资源逐渐枯竭,煤矿关闭、产量下降,晋陕内蒙古等西部地区煤炭产量比重越来越高。同时,西部地区一大批煤炭转化项目的大多数产品为化工原料,仍需要运输到东部地区加工成工业制品,随后部分工业制品再转运至西部地区,如汽车、飞机零部件等。
推动产业集群化发展,就要紧密结合西部地区经济社会发展与航空航天、汽车等制造业发展实际,突破煤炭产业边界,构建上下游产业集群发展模式,实现以煤炭资源开发为源头,煤电、煤化工、煤基新材料等上下游产业链集聚融合,打造生产、加工、转化、新材料、新产品相互连接的产业体系,形成区域经济各要素优势得到最大发挥的产业集群,构建煤炭全产业链、全要素协同发展新格局。
(六)推动绿色化发展,构建煤炭全生命周期低碳无害化发展新格局
牢固树立“绿水青山就是金山银山”理念。坚持顶层设计,统筹煤炭资源开发、煤矿生产、洗选加工与煤炭转化、利用全过程,推动清洁生产、控制污染物排放,提高煤炭利用率,将煤炭资源开发利用对环境的扰动降到最小程度,加大生态环境修复治理,恢复或提高矿区生态功能。重点是推动煤炭资源综合评价、与煤共伴生资源综合开发和科学利用,推行原煤全部入选(洗),严格商品煤标准和产品定制化服务,支持煤炭开发开采加工利用全产业链清洁生产和矿区生态修复,推动黄河流域煤炭资源开发与生态环境保护系统性规划、科学布局。继续推动燃煤发电超低排放和节能技术改造,支持煤焦化和冶金行业余热综合利用,鼓励煤化工园区化和产业集群化发展,提高废弃物集中处理和综合循环利用,努力构建煤炭全生命周期低碳无害化发展新格局。
深入贯彻落实能源安全新战略,煤炭行业既要坚定不移承担国家能源安全稳定供应的兜底保障责任,又要坚定不移地落实碳减排达峰、碳中和行动计划,还要准确把握我国煤炭产业链、供应链创新发展趋势,统筹考虑以煤为主的能源结构特点和能源利用效率偏低、消费方式粗放等因素及能源科技创新能力不断增强,新能源可再生能源快速发展等优势,把节能与控制煤耗放在首位;着力推动煤炭清洁高效利用;大力发展新能源可再生能源,提高煤炭替代能力;开展碳循环理论和关键技术攻关;支持碳捕获、封存技术、森林碳汇和碳交易,为力争2030 年碳排放达峰、2060 年碳中和提供有力支撑。
(一)大力发展节能技术,提高煤炭利用效率,降低煤炭消费总量
从我国能源消费需求与能源结构优化调整方向分析来看,“十四五”时期,煤炭在一次能源消费结构中的比重还将继续回落,但煤炭消费总量还将在40~42亿t的峰值区间波动。
目前,我国电力与供热、冶金、建材、化工四大行业煤耗量依然占全国煤炭消费总量的90%左右。其中,电力和供热耗煤量占全国煤消费总量的60%左右,其他散烧煤量占10%左右。
2010-2019 年,我国以煤炭消费年均增长1.7%左右支撑了国民经济年均7%的增长,万元国内生产总值煤炭消费量由2010 年的0.85t 下降到0.45t。可以看出,通过节能降低煤耗,控制煤炭消费总量,既具有较大潜力,又是碳减排的最重要的途径之一。
推动碳减排尽快达峰,就要把燃煤发电和供热节能、降低煤耗放在首位,推动煤电供给侧结构性改革,持续开展燃煤发电超低排放与节能技术改造,降低燃煤发电单耗,鼓励煤电热汽冷一体化;加大力度淘汰高煤耗的落后供热锅炉,推广应用高效煤粉型工业锅炉,提高燃煤效率,最大限度降低煤耗,持续推动煤焦化、冶金、水泥、化工行业节能技术创新,最大程度降低煤炭单耗。
(二)依靠科技进步,推动煤炭清洁高效利用,降低煤炭消费强度
我国煤炭种类齐全,褐煤、无烟煤等煤种都有分布,不同区域、不同开采方式和不同煤种的煤质差异性大。目前,我国燃煤发电与供热、建材、居民生活等以直接燃烧的方式消费煤炭量占75%左右,冶金焦化等转化方式消费煤炭量占18%左右,化工用煤占7%左右。
煤炭是以碳为主要元素的复杂组分构成的混合体。推动煤炭清洁高效利用就要充分发挥煤炭品种特性,实现煤炭组分中各类物质综合清洁高效利用,降低煤炭消费强度,控制污染物排放。严格执行商品煤质量标准,向社会提供适销对路、清洁高质量的产品。强化煤炭需求侧管理,建立煤炭需求侧大数据管理系统,实现煤炭生产供应与需求的个性化有机衔接;推动低阶煤分级分质利用,通过低温干馏技术,将煤炭分解成油、气和半焦,既可提高我国油气自给能力,又能把低阶煤转化成洁净煤,提高煤炭清洁高效利用水平;依靠科技进步,持续推动煤电与供热、煤焦化、工业锅炉和散烧煤淘汰落后产能和工艺,推广应用先进燃烧技术和余热利用技术,促进煤炭全产业链清洁高效利用,有效降低煤炭消费强度。
(三)推动新能源可再生能源发展,提高煤炭替代水平,促进零碳排放
在相关政策措施支持下,我国能源消费结构正加快向清洁低碳方向转变。煤炭在一次能源消费结构中的比重由2010 年的69.2%下降到2019 年的57.7%,下降了11.5 个百分点;天然气、水电、核电、风电和光伏发电占比由13.4%提高到23.4%,上升了10 个百分点。其中,非化石能源提高了5.9 个百分点。
随着风电、光伏发电成本下降,市场竞争力提高,我国需要进一步推动风电、光伏发电建设,重点解决风电、光伏发电机组配套零部件的研发和产业化水平较低的问题,促进大中小、分散与集中、陆地与海上开发相结合,建立保障性的风光电消纳市场需求,扩大风光电输送和消纳区域,提高风光电利用率;加快氢能、地热能和大容量储能技术攻关与产业化示范,大幅提高新能源和可再生能源比重,有效替代煤炭、石油等高碳能源,推动我国由高碳能源向绿色低碳能源转型发展。
(四)开展碳循环理论与关键技术攻关,提高碳循环利用水平,助力实现碳中和
目前,碳循环主要有3个途径:一是自然界碳循环,大气中的二氧化碳被陆地和海洋中的植物吸收,通过生物或地质过程、人类活动,又以二氧化碳的形式返回大气中。二是碳捕获与封存,对火电、化工等高浓度碳(二氧化碳)排放项目进行人工捕获并封存到地下深处稳定岩层。三是碳转化利用,采用适合的催化剂使二氧化碳与氢气、甲烷等反应,生产出液体燃料、烯烃和可降解塑料等产品,实现碳循环利用。
现阶段森林碳汇是碳减排经济可行、成本较低的重要措施,我国要加大森林碳汇支持力度,鼓励资源开发、生产与利用的企业充分利用我国大范围的荒山、沙漠地区开展植树造林,增加森林碳汇规模;持续推动碳捕获与封存示范工程建设,支持碳捕获与原油开采、地热开发、食品加工、人工养殖等产业联合,促进碳循环利用;健全完善推动碳交易市场化发展的政策措施和运行机制,设定碳排放配额和交易规则,构建科学合理、有序竞争、合作共赢的碳排放权交易体系;加快碳转化利用理论与关键技术、高效催化剂的研究攻关,突破以二氧化碳为原料的循环利用技术瓶颈,为尽快实现碳中和提供科技支撑。
(五)深入贯彻落实党的十九届五中全会精神,加强碳减排、碳中和战略与规划研究,提出重点行业和企业碳减排实施路线图
认真贯彻落实党的十九届五中全会精神,推动能源清洁低碳安全高效利用,降低碳排放强度,在科学编制“十四五”规划的基础上,制定2030年前碳排放达峰行动方案,进一步明确碳减排实施路径、实施步奏和各节点达到的目标。
煤炭行业既承担着国家煤炭安全稳定供应和能源兜底保障的责任,也肩负着碳减排的重要责任,要在煤炭资源开发、煤矿生产、煤炭加工、储运等环节研究提出煤炭清洁高效低碳利用的具体措施;通过优化结构、科技创新、推行清洁生产等降低生产加工过程中的碳排放水平;建立以碳减排为目标的煤炭生产与消费协同机制,研究重点耗煤行业和企业的碳减排、碳中和战略和规划,提出碳减排实施路线图。
此外,煤炭行业要充分发挥大型国有企业、科研院所和社会组织的作用,结合我国能源结构特点,组织开展重大前沿技术、基础理论攻关与成套装备研发,健全产学研用一体化的科技创新体制机制,为我国力争2030 年实现碳排放达峰、2060 年实现碳中和贡献力量。
(来源:中国煤炭报)
目前,我国煤矿智能化建设取得了一些重要的实践经验。不过,不同煤矿开采条件各有差异,智能化煤矿建设不能用完全统一的指标体系去要求,所以要分类分级地建设、因矿施策。智能化煤矿分类分级技术条件评价和智能化采煤工作面的分类分级与评价的重要标准,能够为智能化煤矿规划和建设提供一些支撑。
关于加快构建煤矿智能化技术体系的重点任务,笔者认为有以下几方面。
建设煤矿智能化标准体系。在已发布的煤矿智能化标准体系白皮书基础上,全面开展标准起草制定工作。全面宣贯《智能化煤矿(井工)分类、分级技术条件与评价》《智能化采煤工作面分类、分级技术条件与评价指导体系》标准。在国家能源局领导下,尽快编制并发布智能化煤矿建设指南。
加强核心技术攻关,积极推动煤矿智能化新技术研发。将煤矿智能装备纳入国家智能制造发展规划,对于高端综采综掘智能化装备、重大灾害应急救援智能装备等煤矿智能化重大装备研发和应用给予财税政策支持等。
井工煤矿智能化关键核心技术的发展方向在于研发智能探测技术与装备,重点加强低功耗、高精度、高性能、集成化、微型化传感器的研发,重点突破核心芯片设计等。
开发物探、钻探、化探为一体的矿山地质综合探测技术,推进智能钻探技术与装备研发。研发井下巷道智能掘进、支护、超前探测、除尘等一体化成套技术与装备;加强井下综采设备的精准定位、导航等关键技术攻关,研发综采设备群智能自适应协同推进技术与装备;加快推进井上下主/辅运输系统的智能化、少人化管理,推广新技术在主运输系统的应用,研发适用于不同运输场景的井上下智能辅助运输系统;加强煤矿井下智能供电技术与装备研发,研发推广工作面10kV 电压等级成套装备和井下高压远距离供电技术,开发可靠的井下大型设备故障自诊断与健康管理系统;构建开放、安全、数据易于获取和处理的智能煤矿大数据共享与应用平台等。
对于露天煤矿而言,智能化连续开采工艺、集约化生产、智能化综合管理是制约其实现智能化的主要因素。
露天煤矿智能化建设需要对核心技术进行攻关:构建露天煤矿多维信息网,优化地质钻探及物探等工艺。优化露天煤矿开采工艺智能化决策、控制系统。研发露天煤矿装备智能运营系统,建立钻机、采掘设备、排土等辅助装备无人操作系统、皮带智能控制系统和车辆无人驾驶系统等;开发露天煤矿智能调度系统,包括车辆智能调度系统、设备维修智能管理系统和设备智能管控系统。研发露天煤矿空—天—地安全预警系统,加强露天煤矿地质灾害与工程事故的智能化预测、预警技术与装备研发,开发技术集成的露天煤矿空—天—地智能联合预警系统;研发露天煤矿全生命周期绿色开采系统,推进基于网络与大数据的露天煤矿服务平台建设。
发展煤矿智能装备与智能制造。煤矿的智能装备与智能制造是煤矿智能化发展的核心支撑。大力发展煤机的智能制造,提高煤机装备可靠性水平,用智能装备和机器人全面替代人工作业;延伸智能制造产业链,从主要提供煤机产品,向提供全生命周期服务转变,向提供整体方案转变,推动制造与服务的协同发展;以数据为核心资源,推动智能化技术开发和应用模式的创新,推进大型煤矿的企业大型数据交互应用,建设一批高质量的智能化煤矿示范样板等。
建立基于区块链的全国煤炭交易与产业协作智能平台。建议建立涵盖煤炭生产方、供货方、海关/港口、煤炭销售端、物流服务商以及银行保险金融机构的联盟,支撑煤炭的合理消费与高效调配。
建立国家级—行业级—省级—企业级4层架构的国家能源交易与产业协作智能平台。平台涵盖煤炭的生产方、供货方、销售端、用户以及物流服务商、银行保险金融机构等,将现有的煤炭、电力、石油、新能源等行业和区域级交易统一纳入其中。利用5G大数据与人工智能技术,实现对当前各类能源资源存量信息、消耗量信息、交易信息的全面可靠采集和政府监管,基于区块链技术实现能源交易的透明化、公平化和市场化引导,对外与国际能源交易平台建立合作渠道,通过易货交易数字化货币等方式实现能源交易。
建设智能绿色矿业与社会协调发展的国家级实验区;建立基于新一代信息技术支撑的全国煤矿智能化平台;加强政策支持,推进煤矿智能化新体系建设;建设煤炭行业高质量发展的高层次人才体系,为煤矿智能化发展提供有效的人才支撑和保障等。
(来源:中国能源报)
近日,自然资源部国土空间生态修复司司长周远波表示,按照《全国重要生态系统重大工程总体规划》安排,自然资源部正在牵头编制黄河流域重点生态区生态保护和修复重大工程专项建设规划,其中“加快历史遗留废弃矿山治理”是重点解决的问题之一。“根据卫星遥感监测,黄河流域各省区有历史遗留的废弃矿山1500多万亩,占全国的历史遗留废弃矿山近50%,必须进行综合性治理和系统性修复。”
据了解,黄河流域是我国矿产资源富集区,其中煤炭资源尤为丰富,开发规模全国最大。在历史遗留问题中,废弃煤矿占据相当大的比重,其治理修复值得高度关注。
黄河流域煤田分布广泛、资源禀赋各异,沿途废弃煤矿的情况各有不同。
以位于中游的山西省为例,据山西省环境科学研究院相关负责人党晋华介绍,当地曾于2015年做过一次详细调查,列为重点治理区域的面积约1405km2,其中很大部分属于无主及历史遗留问题。除了直接的生态破坏,废弃煤矿“老窑水”问题日渐突出。
据介绍,煤矿关闭后,被破坏的地下水系统无法恢复,即使不排水,仍有大量地下水涌入矿井,并积存在地下采空区,形成老窑水。“2015 年,历史遗留的采空区面积已有3362.02km2,随着关闭矿井数量增加,老窑水外溢情况越来越严重。其化学成分复杂、总体水质较差,很有可能继续污染地下水和土壤。”党晋华坦言,但目前,老窑水对土壤、水环境的影响程度、范围、成因及污染机理依然底数不清。
除了老窑水问题,在中上游干旱半干旱地区,煤炭开采还加剧了水土流失、耕地损失、植被退化。“有一种普遍认识,采矿停止后,采动影响、地表沉陷也停止了;矿井已经关闭,与非矿山区域没什么区别,对废弃矿井的修复,只需关注受损土地及生态系统。但实际上,地下开采‘后效应’依然存在。”中国矿业大学教授张绍良指出,即便在矿井关闭后,矿井水位上升、地表沉陷及裂缝等影响仍在,易生成地表次生形变、地下水次生污染等新的环境风险。
此外,废弃矿井的数量仍在增加。如中游豫西区域,按照现有生产能力计算,大部分大型矿井剩余服务年限不足30 年,有的甚至不到15 年,“快还旧账”迫在眉睫。
尽管数量巨大,黄河流域废弃煤矿的修复治理仍缺乏有力支撑。
“黄河流域是煤炭开发的主要基地,废弃矿山大量存在是业内的直观感受和共识。但究竟有多少历史遗留的废弃矿山,空间分布情况怎么样,各自损毁程度及影响如何,目前仍缺乏精准统计,对具体情况的掌握也不够清晰。”中国矿业大学能源资源战略发展研究院执行院长胡振琪表示,家底不清、界限不明是亟待解决的首要问题,也是难点所在。“因缺乏科学统计渠道,光靠现有的遥感监测等技术手段,得出的结果与实际存在不小误差。”
一位熟悉情况的业内人士表示,废弃矿井的修复治理,涉及自然、社会、生态等全要素,需要政府、企业及相关利益方相互协调、共同推进。但从现状看,很多地区仍以局部治理为主,对全局关注不够,缺少整体、系统思维。
“废弃矿井对生态环境的破坏极为复杂,包括土地塌陷、房屋倒塌、固废堆放、环境污染及废弃的工业用地再利用等各方面问题。总体来看,不少地区多将矿山作为‘破坏地’来治理,修复技术相对单一。在修复过程中,既没有从山水林田湖生态系统的角度进行总体规划和分析,也没有与矿山所在城市的规划有效衔接,未考虑其在整个区域中的作用。”该人士表示。
中国工程院院士彭苏萍还称,过去,黄河流域煤矿的土地复垦多借鉴华北矿区。但不同开采方式对黄河流域生态环境的影响有所不同,生态损毁的特征和机理与华北矿区也有很大差异,修复策略大不相同。为此,急需研究和掌握与之相符合的开采损伤特征及修复机理。
按照“谁破坏、谁修复”“谁污染、谁治理”原则,对于已关闭矿井,由主体企业修复治理;对于主体企业缺失的,由当地政府组织治理。“这是一项受到多方因素制约的复杂环境系统,加上黄河流域从西到东横跨多个不同地貌单元,废弃煤矿分布广泛、类型多样,不同区域存在的环境问题各异,治理重点也应有所不同。”上述专家进一步表示,单一类型的矿山治理技术,很难完全解决所有历史遗留问题,需采取多元复合式治理模式,将工程治理技术、生物修复技术和生态恢复技术有机结合,以找到长效治本之策。
胡振琪认为,“摸清家底”既需要相应的技术、统计手段,也离不开政策机制支持。在此基础上,根据损毁特征和程度,因地制宜进行诊断,制定治理目标及策略。“历史遗留的废弃矿山,数量和位置相对固定,先摸清家底,再逐年分担,治理可有序推进。但目前,旧账尚未清理完毕,新账又继续出现,日积月累再变成旧账。相比之下,后者才是更大难题。”
对此,胡振琪指出,急需改变传统的末端治理模式,由“先破坏、后治理”转为“边开采、边修复”,真正做到“快还旧账、不欠新账”。
“黄河流域环境与生态修复要坚持科技创新为基础,分别依据不同区域的环境与生态现状,进行总体规划与工程实施。”彭苏萍提出,应将源头控制与末端治理相结合,实现从源头监测到生态环境治理的全周期、全产业链立体重构与修复。
(来源:中国能源报)
煤炭资源型城市都面临着同样的难题:煤炭储量随着不断开采而日趋枯竭,由于产业结构单一、增长方式粗放而造成生态环境破坏、采煤塌陷地每年递增。2019年底,任城区因采煤造成的土地沉陷区已近10.9万亩。
采煤沉陷区,即煤矿采挖之后留下的下陷地域。它给周边的生态及区域地表的重新利用带来了很多问题,而对采煤沉陷区进行综合治理被认为是世界难题。现在,破解难题的新方案来了。
2020 年12 月28 日,山东省济宁市任城区采煤沉陷区综合治理项目(一期)采空区治理工程通过验收。由中国矿业大学(北京)彭苏萍院士、西安科技大学王双明院士领衔的专家组认为,这是全国首例条带式采煤沉陷区综合治理与利用项目,工程质量优良,治理后土地能够正常开展工程场地建设。
上述验收也意味着在新技术的支持下,任城区的采煤沉陷区正迎来“新生”——在采煤沉陷区上能建造百米高楼大厦。
济宁是一座能源之城,城市的核心区——任城区境内含煤面积409km2,占区总面积的63%,截至目前探明煤炭资源储量逾22亿t,可开采量为6.2亿t,煤炭生产矿井8对。作为山东省和济宁市的产煤大区,任城区丰富的煤炭资源曾为国家和地方经济建设作出了重要贡献。然而,至2019 年底,该区因采煤造成的土地沉陷区已近10.9万亩,并以每年3000余亩的速度递增。
有熟悉任城情况的专家坦言:“塌陷积水、耕地减少、土地荒芜、废弃物污染,一系列生态问题凸显;道路变形、村庄搬迁、基础设施损坏、塌陷地围城,制约着这座城市的发展空间。”
实际上,凡属煤炭资源型城市,都面临着同样的难题:煤炭储量随着不断开采而日趋枯竭,由于产业结构单一、增长方式粗放造成生态环境破坏、采煤塌陷地每年递增。除此之外,任城区还有着另一个隐患,在城市近郊形成了3.5万亩的条带采煤沉陷区。
专家认为:“由于条带式采空区尚未充分垮落,决定了采空区沉陷具有突发性、不可预测性、长期性、隐蔽性及复杂性等显著特点,后期会对地表建筑物等使用构成极大安全隐患,导致土地无法有效利用,城市发展受限。”
任城区有关部门负责人也表示,城乡发展与地下开采的矛盾越来越突出,如何加强沉陷区治理特别是采空区充填治理,实现经济效益、社会效益、生态文明效益,成为任城区面临的课题。
面对切肤之痛,任城区开始了大胆尝试。2019年1月25日,任城区政府与中国煤炭科工集团有限公司(以下简称“中国煤科”)签订项目创新开发合作协议;同日,山东任城融鑫发展有限公司、中国煤科西安研究院、中国煤科生态环境科技有限公司三方签订合资合作协议,共同出资成立中国煤科鑫融科技创新发展有限公司,主导参与采煤沉陷区综合治理、建设和生态修复工程。通过对采空区的治理,使治理范围内采空区场地达到满足进行城市高密度建筑群综合开发建设用地的要求。
在已经竣工的项目一期现场,几架30m 高的钻机仍伫立在工地各处。“通过这些钻机,采用钻孔数字全息成像技术进行沉陷区精细勘探,这就好像对沉陷区的内部状况进行了一次胃肠镜检查。”中国煤科西安研究院采空区治理专家、山东省济宁市任城区采煤沉陷区综合治理项目总工程师邵红旗介绍,“这有助于后期对采空区进行精准的定向钻孔注浆。”
在料浆制作区,两架造型奇特的大型机械设备引人注意。“这叫固体废料粗破系统和细破系统,这是我们根据本地物料的实际情况进行改造的新设备。”邵红旗说,“通过这两个系统,我们把建筑垃圾再生利用制成不同浓度的再生充填料浆,再由自主开发的智能注浆控制系统,通过钻机实施高效精准的制浆注浆。”
此外,邵红旗指出,工程还利用了分布式光纤动态监测、深层地热资源利用等先进技术工艺,是沉陷地治理中新理念、新技术、新工艺的一次集中尝试;也是在采煤沉陷区进行生态治理的有益探索。
“技术研究+资本投入”“政府主导、企业主体、市场运作、社会参与”的运作模式,开启了地方政府与央企合作治理采煤沉陷区的先河。任城区推进中国煤科项目专班办公室主任、区煤炭局副局长万军华说:“该项目带动任城区采煤沉陷地治理,拓展城区发展空间。经过综合治理后,沉陷区土地能够作为正常土地进行设计、开发和利用,可建设百米以上高度的建筑物。”
“这是改善沉陷区生态环境,增加采空区土地再利用,实现人与自然和谐共生的重大民生工程。”彭苏萍院士、王双明院士等专家对示范项目的未来充满了信心。
探索治理采煤沉陷区并无固定模式,因地制宜、合理利用才是关键。除了在条带采煤沉陷区实施具有创新理念和工艺的采空区充填治理之外,任城区还在地势低洼的农田沉陷区进行土地复垦,实施生态农业开发;在“高潜水位沉陷区”进行生态修复,实施湿地景观开发。
(来源:科技日报)
中国工程院院士刘吉臻曾指出:“能源革命不是‘请客吃饭’,现在的电力系统不是为这么大规模新能源准备的,新能源装机已超出系统承受范围,弃风弃光问题凸显,高比例新能源电力系统需付出极大经济成本。”如果在2060 年前实现碳中和的目标,我国电力系统需再增加60亿kW的可再生能源装机。“风光”随机性、波动性的特性不变,电力系统能否稳定提供电能?届时用电成本多少?以德国为例,2019年,德国可再生能源装机占比超过40%,10年提高了24个百分点,其电价是10年前的1.5倍。
如果过去的电力系统不太行,最好的办法就是去改变它,提高电力系统尤其是电网对高比例新能源的消纳能力,增强分布式能源的就地消纳,加强对尖峰用电的大数据预测预警及调配,将过去的传统电力系统逐步升级为兼容性更强的面向更多新能源的智慧能源互联系统。革命肯定是要付出大代价,但将实现技术提升和产业升级,全民获得福利提升。
近日,国家发改委政研室主任、新闻发言人袁达表示,国家发改委将抓紧研究出台相关政策措施,加快构建适应高比例可再生能源发展的新型电力系统,积极推动经济绿色低碳转型和可持续发展。
此外,袁达还表示,2020 年中央经济工作会议明确将“做好碳达峰、碳中和工作”列为2021年八大重点任务之一,国家发改委将会同各地区各部门着力做好六方面工作。
一是大力调整能源结构。推进能源体系清洁低碳发展,稳步推进水电发展,安全发展核电,加快光伏和风电发展,加快构建适应高比例可再生能源发展的新型电力系统,完善清洁能源消纳长效机制,推动低碳能源替代高碳能源、可再生能源替代化石能源。同时,推动能源数字化和智能化发展,加快提升能源产业链智能化水平。
二是加快推动产业结构转型。大力淘汰落后产能、化解过剩产能、优化存量产能,严格控制高耗能行业新增产能,推动钢铁、石化、化工等传统高耗能行业转型升级。积极发展战略性新兴产业,加快推动现代服务业、高新技术产业和先进制造业发展。
三是着力提升能源利用效率。完善能源消费双控制度,严格控制能耗强度,合理控制能源消费总量,建立健全用能预算等管理制度,推动能源资源高效配置、高效利用。继续深入推进工业、建筑、交通、公共机构等重点领域节能,着力提升新基建能效水平。
四是加速低碳技术研发推广。坚持以市场为导向,更大力度推进节能低碳技术研发推广应用,加快推进规模化储能、氢能、碳捕集利用与封存等技术发展,推动数字化信息化技术在节能、清洁能源领域的创新融合。
五是健全低碳发展体制机制。加快完善有利于绿色低碳发展的价格、财税、金融等经济政策,推动合同能源管理、污染第三方治理、环境托管等服务模式创新发展。
六是努力增加生态碳汇。加强森林资源培育,开展国土绿化行动,不断增加森林面积和蓄积量,加强生态保护修复,增强草原、绿地、湖泊、湿地等自然生态系统固碳能力。
(来源:能源日参)