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研究提出了系统的煤炭近零生态环境影响开发利用路线图

2018-06-07

  自新中国成立以来,煤炭行业为经济发展贡献了超过800亿t煤炭,在我国一次能源生产和消费结构中一直占60%以上。虽然自2014年开始,我国煤炭生产和消费增速开始放缓,出现了产量和消费量下降,但我国能源资源禀赋和经济发展阶段,决定了未来相当长时期内我国经济发展仍将离不开煤炭。过去二三十年的科学技术进步,推进了我国煤炭开发利用生态环境影响问题的逐步改善。然而,我国环境承载能力已经达到或接近上限,人民群众对美好生态环境的需求越来越迫切。在全面推进能源生产和消费革命的高质量经济发展新时代,煤炭必须全面推进绿色生态开采、清洁低碳利用,尽早实现近零生态环境影响。


  煤炭的开发利用几乎不对生态环境产生影响,是怎样的一番场景?


  煤炭开采地表近零均匀沉降,地下水资源得到科学保护和利用,矿区环境得到有效修复和保护,向改善环境的方向发展,甚至开采后生态环境优于开发前。利用过程污染物排放达到近零排放水平,在实现相同能值的统一标准下,甚至低于利用太阳能实现同等效用全过程对应的排放量。这是王金华等科研人员在新近发表的《煤炭近零生态环境影响开发利用理论和技术构想》一文中所描绘的。


  研究人员提出了“煤炭近零生态环境影响开发利用理念”。即以煤炭资源组分和性质为基础,以能值为衡量基准,采取针对性手段或措施,实现煤炭开发利用效能(或效用)且少影响或不影响生态环境。


  煤炭的资源属性:煤炭是一种资源,由多种组分组成,本身并没有“肮脏”与“清洁”之分。开发过程中少扰动或不扰动生态环境,利用过程中各种组分充分利用,不排放到环境中,自然不会造成生态环境影响。煤炭绿色低碳开发利用核心不在煤炭本身,而在于开发利用煤炭的方式和技术。


  煤炭开发利用的能值衡量标准:煤炭开发利用以实现效能(或效用)为根本目标,评价煤炭开发利用的价值不在于开发利用了多少煤炭和怎么开发利用煤炭,而在于煤炭开发利用实现了多少利用者需要的有效能量或者实现了多少利用者需要的效用。


  研究人员从近零生态损害的智能化无人开采、近零污染物排放的清洁低碳利用两大方面,凝炼形成了与“十三五”、未来15年和30年相适应的升级与换代技术(2020年前)、拓展与变革技术(2020—2035年)、引领与探索技术(2035—2050年):


  2025年前:超低生态损害的信息化、自动化开采。主要在绿色生产理念基础上进行技术和方法上的创新,通过高精度非接触式地质构造精确探测技术、复杂地形绝对空间导航定位及三维虚拟现实、互联网、信息化、自动化等技术的实现,完成煤炭开采技术的升级与换代,实现超低生态损害的信息化、自动化开采。


  2025—2035年:近零生态损害的智能化、无人化开采。在信息化、自动化基础上,进一步进行开采理念上的变革与创新,通过“透明矿井”地质全信息可视化、深地钻探与精确制导、伴生物共采一体化开发、地热利用、地下气化开采等技术的实现,完成煤炭开采技术的拓展与变革,实现近零生态损害的智能化、无人化开采。


  2035—2050年:智慧能源系统。主要进行智能化、无人化开采技术的集成及应用,通过深部开采的应力场、裂隙场、渗流场的精确探测及可视化、井下煤炭流态转化(制气、制油、发电)远程智能化控制,完成大型煤矿智能化、无人化建设,形成煤基多元协同与原位采用一体化和深地空间利用的智慧能源系统,实现零生态损害的绿色开采目标。


  研究同时提出了煤炭开发的超低生态损害的信息化自动化开采、近零生态损害的智能化无人化开采、构建智慧能源系统的三个发展阶段和发展路线图,煤炭利用的超低排放、初步近零排放、近零排放的三个发展阶段和发展路线图。


  近零生态损害的发展路线


  近零排放的清洁低碳利用发展路线

  这项研究得到了中国工程院咨询项目的资金支持。


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  责任编辑:宫在芹
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