煤炭的低碳发展之路　献能源实现节能

　　煤炭不但支撑了西方数百年的工业革命，也是我国经济持续、快速发展的最基本保证。煤炭能源的洁净高效利用和温室气体排放的有效控制，是我国煤炭乃至经济快速发展亟待解决的重大课题，也是探索具有我国特色的能源可持续发展所必须面对的问题。中国矿业大学副校长、中国工程院院士刘炯天向本报记者表示，煤炭工作者应围绕两个国家目标：贡献能源、实现环保，走出一条以煤为主的能源与经济发展道路!

　　如果将动力煤入洗率提高到40%，每年将节约3400万吨标煤，节约运输耗煤近1000万吨。每入洗1亿吨原煤，可节省运力96亿吨公里。

　　中国能源报：有专家提出“高碳能源低碳发展”是个伪命题，根据能量守恒定律，既然本身是高碳能源，就不可能做到低碳发展。您怎么看?

　　刘炯天：煤炭本身就是高碳能源，低碳利用一直备受争议，但是煤炭开采、分选、加工和利用全过程都存在直接或者间接的碳排放。从这个角度看，在我国大力提倡能源开发利用过程的低碳化，不仅内涵明确，而且是实现温室气体减排目标的科学手段。

　　目前，我国能源利用率低于发达国家水平约9个百分点，单位产值能耗约为美国的3倍、日本的7倍。同时，我国煤炭质量问题突出，高灰、高硫煤比例大，在不合理的开发利用过程中带来严重的环境污染和资源浪费。我国烟尘排放量的70%、二氧化硫排放量的85%、氮氧化物的60%、二氧化碳的85%都来自煤炭利用。鉴于此，我们需要从节能减排、低碳发展的内在规律出发，找到我国巨大社会浪费和环境污染的本源。

　　中国能源报：煤炭能源的低碳发展可以从哪些方面入手?

　　刘炯天：煤炭能源的低碳发展，包括煤炭开采过程中提高资源回采率和减少地表植被破坏和土壤扰动、提高风排瓦斯的利用率、开发煤层气以及煤矸石等煤系伴生能源的开发利用;煤炭资源加工过程中的高效分选、深度净化和高含灰、高含硫、高含水的低品质煤资源提质过程中提高品质、优化性能;煤炭燃烧和转化过程中提高能效、减少污染;煤炭能源利用中的二氧化碳分离、捕获与封存等。

　　它的目标就是大幅度提高煤炭的利用效率(节能)、大幅度降低煤炭使用过程中的污染、大幅度降低煤炭生产过程中的碳效应(减排)等，这些都和国家能源安全的要求相吻合。

　　中国能源报：从开采方面来说，我们要做什么?

　　刘炯天：我们应该呼吁转变采矿理念，实现安全、高效、绿色开采。即从“高资源消耗”向“高回采率”转变、从“瓦斯灾害被动治理”向“煤与瓦斯共采”转变、从“环境先破坏后治理”向“与环境协调的绿色开采”转变，同时大力发展固体废弃物充填采煤技术，形成煤炭资源开采与环境协调发展的采矿模式。

　　比方说，受现有回采技术的限制，我国煤矿资源回采率只有40%左右，小煤窑一般为10%——30%，煤炭资源浪费十分严重。据不完全统计，从1980年至2009年，全国煤矿资源浪费415亿吨，目前被遗弃在地下的呆滞资源在800亿吨以上。同时，煤矿开采规模的快速扩大，不但带来了许多生态环境问题，也给煤矿生产和安全埋下极大隐患。

　　实现煤炭工业的可持续发展和矿产资源的代际开发，是摆在我们面前的重要课题。

　　中国能源报：从利用方面来说，您所指的煤炭能源，好像不仅仅指煤炭?

　　刘炯天：对。煤炭是能源，更是一个能源体系。就煤系能源而言，包括煤层气、乏风、煤矿地热、煤矸石等煤炭地层以及开采过程中出现或形成的能量物质，只有利用才能成为能源。我们应该大规模开展这部分能源的综合开发利用。

　　比如，我国煤层气(瓦斯)储量相对丰富。据估计，地下2000m以内的瓦斯资源量为36万亿m3，接近全国陆上38万亿m3的常规天然气资源量。但是2009年我国煤矿释放的瓦斯总量超过150亿m3，约2/3的瓦斯直接排入大气。由于它的温室效应是CO2的21倍，对臭氧层的破坏是CO2的7倍，白白排放不但浪费了宝贵的能源资源，也污染了大气环境。

　　但目前我国煤层气利用存在着一些亟待解决的问题，如探明储量仅占总资源量很少一部分，煤层气年商业产量不足4×108m3，煤矿瓦斯平均抽出率仅23%等。而根据国家能源局的要求，2015年煤层气抽采量计划达到200亿m3。

　　中国能源报：据我所知，您一直从事煤炭与矿物加工方面的研究，这对提高煤炭清洁利用有多大意义?

　　刘炯天：我国终端能源消费中，直燃原煤比例过大是造成煤炭浪费及污染严重的主要原因之一。原煤提质的最有效途径就是要加大原煤洗选的比例，减少灰分、硫分等。

　　低品质煤约占我国煤炭资源总量的40%，因高含灰、高含硫、高含水是造成煤炭利用能效低、污染严重的直接原因，因此低品质煤提质是实现节能减排的重要手段。

　　煤炭分选加工是洁净煤的源头，也是世界公认的一项最经济有效的清洁煤炭生产过程，可以除去煤中60%以上的灰分和50-70%的黄铁矿硫。实现燃烧前的脱硫除灰，入选1亿吨原煤可减少SO2排放量100-150万吨，成本仅为烟气洗涤脱硫的1/10。同时，运输费用已经占到终端用户煤炭价格的55-60%，每分选1亿吨煤，可平均排除1500-2000万吨矸石，可以减少大量无效运输，大大降低运输费用，同时为综合利用煤矸石创造条件，还可降低二次污染等。

　　2009年，我国原煤入洗率为43%，动力煤入洗率为20%，分别比美国、南非、俄罗斯等煤炭行业发达的国家低12和20个百分点。如果将动力煤入洗率提高到40%，每年将节约3400万吨标煤，节约运输耗煤近1000万吨。目前我国铁路运输平均运距为600公里，每入洗1亿吨原煤，可节省运力96亿吨公里。

　　中国能源报：提到运力，这一直是制约我国煤炭产业发展的瓶颈之一。

　　刘炯天：没错，我国煤炭产业布局存在的主要问题是产需逆向分布。在查明资源储量中，晋陕蒙宁占67%，新甘青云贵川渝占20%，其他地区仅占13%。东部地区多数省区煤炭开发强度较大，使矿区乃至地区的煤炭均衡生产期大大缩短，京津冀、东北、华东、中南地区煤炭需求量持续增加，供应缺口进一步加大。中国煤炭供应地主要集中在晋陕蒙宁等主产区，“北煤南运、西煤东调”压力持续加大，煤炭生产与消费逆向布局的矛盾突出。

　　所以，煤炭布局的总体思路应该是：稳定调入区生产规模，增加调出区开发规模，适度开发自给区资源。

　　中国能源报：为了摆脱这种运力制约，沿海地区现在大规模进口上亿吨煤炭。这同整个消费总规模相比，应该还算安全的吧?

　　刘炯天：对于9亿吨左右的国际煤炭海运贸易量，过亿吨的煤炭净进口是一个相当大的数字。当然，相对于国内超过30亿吨的需求，这种净进口规模无法对庞大的市场构成实质性的影响。但它能起到一定的调节作用，一是对运输压力的缓解，二是有助于平衡煤种结构。对南方沿海地区用户和稀缺煤种用户而言，进口是很好的经济的选择。

　　目前，中国工程院正在开展名为“煤炭提质与输配的技术与战略研究”的院士科技咨询项目的研究，探讨我国煤炭资源的输配原则，以及两种资源、两种市场的途径与可能。