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皖北煤电集团祁东煤矿陆亚 李蕊 杨可可——“双碳”政策下国有企业煤矿资源综合利用及矿区生态治理与修复支持政策研究

 

 

 

 

  “十四五”时期,我国生态文明建设已进入提供更多优质生态产品以满足人民日益增长的优美生态环境需要的攻坚期,也到了有条件有能力解决突出生态环境问题的窗口期。国家统计局在20221月曾发布我国煤炭数据,在2021年,我国共生产原煤40.7亿吨,进口煤炭3.2亿吨,作为我国的主力能源之一,煤炭行业在“双碳”风口下必将经历深刻变革,煤炭资源的综合利用及矿区生态修复治理研究也必将被国内各大能源企业纳入研究日程,本文主要针对目前我国“双碳”政策下煤炭资源的综合利用及矿区生态修复治理研究的重要性、存在的问题、解决方法及实际成功案例进行探讨和研究,旨在更好的帮助煤炭企业在“双碳”形势下开展生态文明建设,推动企业绿色高质量发展。

  碳达峰碳中和不仅是对我国经济结构、能源结构进行深刻重塑,也是我国能源发展方式的深刻调整,力争在2030年前实现碳达峰、2060年以前实现碳中和,既是以习近平同志为核心的党中央统筹国内国际两个大局作出的重大战略决策,也是实现可持续发展、共同建设美好家园的必然选择,“双碳”目标的愿景能否如期实现,对国家发展和现实社会将产生深远影响。想要顺利实现“双碳”目标,首先要明晰碳达峰与碳中和的密切关系,碳达峰的时间以及峰值高低直接对碳中和实现的时长和难易程度产生影响;而“碳中和”又会对“碳达峰”产生约束,要求前者的行动方案和日期必须在实现预期目标的引领下进行制定。

然而节能减碳并不能实行盲目的“一刀切”政策,我们现在经常提到的“零排放”,并不是指不排放,而是通过对各种能源的清洁高效利用,并且进行对释放的二氧化碳进行捕捉吸收,实现正负相抵,从而达到合理的动态的“零排放”,在此背景下,开展我国“双碳”政策下煤炭资源的综合利用及矿区生态修复治理研究非常必要。

关键词:煤炭资源综合利用  生态修复治理   绿色高效  清洁能源

1.当前我国煤炭资源的综合利用及矿区生态修复治理重要性及必要性分析

1.1煤炭在我国当前能源结构中占重要比重

经统计,在我国二氧化碳的排放占比中,发电(热)占45%,工业占39%,由此可见,发电(热)和工业上的碳排放是我国二氧化碳排放的主要来源。

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经过国内科研团队项目研究的初步预测,在2030年以前,我国的煤炭消费量整体较为平稳,基本保持在35亿吨/年至45亿吨/年;在2031年到2050年之间,煤炭的利用方向会逐步转向电力调峰以及保障能源安全等方面,届时煤炭的消费量会下降到35亿吨/年左右;从2051年至2060年,煤炭将继续发挥战略资源储备以及兜底能源安全的作用,煤炭消费量仍然会保持在一定水平;即便实现碳中和之后,为了维护能源安全稳定大局,煤炭仍然不会完全退出国内市场。   

 

 

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2000~2060年我国煤炭与非化石能源占一次能源消费比重变化趋势图

 

从国内能源消费结构进行分析,可以看到煤炭在我国一次性消费能源中所占比例是逐年下降的,非化石能源的应用在逐年增加,从2005年的7.6%提升至2020年的15.9%,在我国发布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中,明确提出要加快发展非化石能源,坚持集中式和分布式并举,建设一批多能互补的清洁能源基地,要在2025年实现非化石能源消费比重达到20%2030年达到25%2060年实现碳中和,非化石能源比重达到80%左右。

虽然非化石能源的消费比重呈逐年增长态势,但是仍然可以预见,在未来相当长的一段时期内,煤炭在我国仍是主要消费能源,因此我国大型国有企业必须尽快推进煤炭资源的综合利用及矿区生态修复治理实施。

 

1.2实施煤炭资源的综合利用及矿区生态修复治理战略迫在眉睫。

党的十七大首次提出把建设生态文明作为实现全面建设小康社会奋斗目标;党的十八大把生态文明建设纳入中国特色社会主义事业五位一体总体布局,明确提出大力推进生态文明建设,努力建设美丽中国,实现中华民族永续发展;2017年,推进绿色矿山建设的纲领性文件——六部委联合发布的《关于加快建设绿色矿山的实施意见》出台,要求通过5年努力,基本扭转传统粗放浪费的矿业整体形象,形成符合生态文明建设要求的矿业发展新模式和新格局。至此,绿色矿山建设上升为国家行动。

并且,《国务院关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》、中共中央、国务院印发的《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》、国务院印发的《2030年前碳达峰行动方案》、国家发改委等六部门联合印发的《煤炭清洁高效利用重点领域标杆水平和基准水平(2022年版)》、工信部、国家发改委、财政部、生态环境部、国务院国资委、市场监管总局联合印发的《工业能效提升行动计划》等文件,对实现碳达峰、碳中和的目标任务,转型方向及要求提出了明确指示,为国有煤炭企业转型升级、推动煤炭综合高效利用制定了时间表,规划了路线图。

生态环境部也逐渐加大煤矿企业环境审查力度,仅2021年至今,就已在全国范围内审查煤矿项目102个,涉及产能共5.1亿吨每年,并多次指派环保督导组赴各大能源集中地区开展环保督查审查工作。

1.3 利好政策下,煤企应抢抓发展机遇,推动产业全面转型升级。

为促进煤炭产业加速转型升级,高效综合利用煤炭资源,国家也设立多项金融优惠政策,建立健全煤炭清洁高效利用奖励机制,并充分释放煤炭先进产能,旨在帮助煤炭企业平稳完成“双碳”政策下各项任务目标。

202111月,国务院常务会议决定,在前期设立碳减排金融支持工具基础上,再设立2000亿元支持煤炭清洁高效利用专项再贷款;20225月,中国人民银行宣布,增加1000亿元支持煤炭清洁高效利用专项再贷款额度,专门用于支持煤炭开发使用和增强煤炭储备能力。

20224月,国务院常务会议提出,确定能源保供增供举措,提升能源对经济社会发展的保障能力,今年新增煤炭产能3亿吨,推进煤炭清洁高效利用;20225月,国务院印发的《扎实稳住经济的一揽子政策措施》提出,在确保安全清洁高效利用的前提下有序释放煤炭优质产能,建立健全煤炭产量激励约束政策机制。

当前,全国性银行已向支持范围内符合标准的项目自主发放优惠贷款,利率与同期限档次贷款的市场报价利率大致持平,人民银行可按贷款本金等额提供再贷款支持。金融经济政策的支持以及先进产能的释放充分体现了国家对于煤炭资源清洁高效综合利用项目的支持,国有煤炭企业应抢抓机遇,充分利用激励性政策,开展煤炭清洁利用研究,加大矿区环境修复力度,为“双碳”目标贡献力量。

2.我国煤炭资源的综合利用及矿区生态修复治理的历史进程及存在困难分析。

2.1 我国能源消耗产生二氧化碳阶段性分析。

 

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自改革开放以来,我国碳排放大致可以分为低速、快速和减速三个阶段。

1978年至2002年可以看做低速增长的阶段,在这个过程中,煤炭消费量由5.8亿吨增加到16.4亿吨,年均增长4.43%;二氧化碳排放量则由14.2亿吨增加到30.7亿吨,年均增长了3.26%

2002年至2012年,国内经济快速发展,因此也带来了能源消费的急速增加,这一时期内煤炭消费量增加到38.84亿吨,年均增长9.0%;二氧化碳排放量由30.7亿吨增加到79.5亿吨,年均增长11.15%,我们将这一时期称为高速增长阶段。

第三个阶段即2012年以后进入高质量发展时期,煤炭消费量增加到39.97亿吨,年均增长0.36%;二氧化碳排放量增速逐渐放缓,年均增速降至2.5%左右。

2.2 矿山开采对“双碳”目标产生的不利影响。

矿山在被开采之后可能会产生水土流失、山体滑坡、土壤荒漠化等一系列环境问题,矿山开采后遗留下的废弃土地也会产生污染影响,尤其是土地中重金属含量过高,而有毒重金属在土壤系统中的污染过程又具有隐蔽性、长期性和不可逆性,因此常给周边地区的生态环境造成重大的影响,如水污染、粉尘污染、气体污染等,对“双碳”目标产生了不良的影响。具体如下:1、水污染。矿山采集后关闭矿井会导致矿井内集聚大量的地下水,矿山中的残留物质对水质造成污染,受污染水的渗入地表并相互流通,导致水污染面积越来越大。2、粉尘污染矿山开采会严重破坏周围的植被和生态环境,矿山废弃之后,大量的碎石、松散矿渣裸露与地表,会造成严重的粉尘污染。3、有毒气体污染矿山废弃后关闭矿井中的有毒气体无法排出,长久积累的有毒气体越来越多,一旦出现裂口或坍塌等情况,有毒气体扩散到空气中,会对周围的环境造成污染,危害人体健康。4、崩塌滑坡等地质灾害矿山经过内部开采后会导致内部空旷,经长期雨淋或内部污水侵蚀,到达一定的程度会造成塌方或者滑坡,对周围人群的生命安全有着极大的威胁。因此,如果不及时开展矿区生态环境修复工作,开采矿山产生的对环境不可逆的生态破坏将非常严重。

2.3目前我国能源产业在减碳发展方面还存在的问题。

煤碳产业的节能减排不是一蹴而就的,基于我国“富煤贫油”的能源格局,国内煤炭产业规模巨大,整体实现能源绿色低碳转型存在很大困难,但是在“双碳”目标下,“去煤化”论调被反复炒作,长时间担任我国能源保供主力的煤炭资源不断被社会舆论诟病。

“减煤”不是简单的“去煤”。若实行“一刀切”的运动式减碳方式,将对我国能源保供产生巨大冲击,全国多地曾出现过的“拉闸限电”就是明显的实例,我们要清醒认识当前所处的阶段,大力发展清洁能源,逐步降低煤炭产业二氧化碳排放量。

国内各大企业生态修复投入力度不够。采矿与生态环境保护既会产生矛盾又可产生平衡,生态环境保护的底线是做到煤炭的高效绿色开展,但是因为当前许多煤矿存在时间长,技术革新力量薄弱等问题,煤炭回采利用效率较低,矿山修复及煤炭资源绿色开发势必将大幅增加煤炭开发利用成本,削弱煤炭资源清洁高效利用投入优势,所以应尽快完成煤炭资源绿色高效开发顶层设计,加强体制机制管理,确保优质资源充分利用。

3.煤炭资源的综合利用及矿区生态修复治理布局与实现方式研究。

3.1 实现煤炭从燃料到原料的转变

煤炭既可以作为燃料使用,也可以作为各种原料。在许多领域煤炭作为原料被古代中国人民加以利用,如用煤制火药、肥料、建筑材料,用煤制墨等等。

 

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曾参加编写全国统编教材《采煤学》的著名科普作家朱志尧先生在1974年前就提出,煤碳是一种“万能原料”。他说:“目前烧煤是一种不正常、不合理的现象。我们今天烧煤,我们的子孙后代将会埋怨我们浪费,因为我们烧煤的时候,把煤里面许多宝贵有用的东西都一股脑烧掉了。尽管在目前是不得已的事,但是将来我们绝不会这样做。要好好利用煤,把煤里面一切有用的东西都取出来。”

我国目前发展的现代煤化工产业,既是新形势下煤炭能源综合利用的要求,也是发挥煤炭资源优势的另辟蹊径之举。煤炭作为原料的使用方面有很多,当煤炭作为原料进行使用时,产生的二氧化碳有利于集中捕捉及消除,相较于煤炭直接作为燃料进行燃烧排放,煤炭作为原料的使用属性应当被我们国内各大煤炭企业充分认识,推动相关产业链完整布局并转化为转型发展竞争优势,是国内煤炭企业完成“双碳”目标的有力途径。

3.2 开辟煤转氢能新方向

煤炭是传统能源,氢能是新兴能源。二者的起点有所不同,但作为能源使用的属性相同。2020年我国产氢量超过2500万吨,是名副其实的世界第一产氢大国。我国当前的氢气源生产结构仍以煤为主。据统计,在我国现有2500万吨氢气中,煤制氢占比约62%

氢作为二次能源,需要进行二次转换才能产生,当前自然界还没有单质的氢气矿产,必须依靠大量其他能源去分解、还原才能获得单质的氢气。

当前煤制氢及煤制甲醇、煤制烯烃等已广泛应用于各个生产领域,“煤制氢+氢能”有条件成为煤矿资源综合利用的新方向。

面向未来,即使到了可再生能源发电制氢的成本更低、规模更大的阶段,可再生能源制绿氢与煤炭相结合,作为原料生产工业产品,实现碳氢互补,也能够更好地发挥二者的优势。

3.3充分利用好煤层气资源        

在煤炭的开采过程中,伴随产生的煤层气释放及利用是煤炭行业“减碳”的重要组成部分。煤炭与煤层气作为共生资源,但是在国内的利用率却偏低,目前,我国煤层气开采主要以抽排或者液化的方式加以释放或者利用,转化率较低。

抽采利用好煤层气,既能充分保障煤矿的安全生产,又能为煤企提供新的资源利用方式。同时,煤层气的开发技术日趋成熟,使用范围也越来越广泛,加强勘探开发技术攻关、推动产业发展模式创新、健全完善开发扶持政策等方面,充分利用好煤层气资源,将对煤炭企业“双碳”工作起到关键作用。

3.4加强生态环境保护,深入打好矿区污染防治攻坚战

在环境问题日益突出、“双碳”形势严峻的情况下,打造可持续发展的矿区生态环境已经成为各大国有企业的首要任务。

国内各大煤炭企业要深入开展生态环境安全行动。提高矿山绿化覆盖率,促进矿区生态修复。在消除矸石山的基础上,推进矸石堆场场地等闲置场地平整、覆土绿化,提高矿区绿化覆盖率。推进采煤塌陷区综合治理和历史遗留矿山生态修复,促进矿区生态恢复。

严密防控环境风险。强化辐射安全监管。对闲置放射源及时送贮,减少安全隐患;加强对放射源的监测工作和现场规范化管理,严格落实放射源巡查制度,保证放射源安全使用;推进环境应急物资储备,完善环境应急管理体系。

深入开展生态环境治理行动。加快补齐生态环境基础设施短板。构建布局完整、运行高效、支撑有力的环境基础设施体系。强化污水收集管网建设,提高污水收集处理水平。加强污泥规范化处置,减少环境污染。

4.国有企业煤炭综合利用及矿区生态修复治理实例

祁东煤矿隶属于安徽恒源煤电股份有限公司,属于大型国有企业,矿井位于安徽省宿州市南25公里处,井田东西走向长约9Km,南北宽约3.55Km,面积约35.4275Km²,可采储量1.89亿吨。矿井于199710月开工建设,2002522日建成投产;设计生产能力150万吨/年,2005年至2008年改扩建后核定生产能力240万吨/年,20169月重新核定生产能力180万吨/年。

为进一步落实各项环保工作部署,2018年,祁东煤矿从全矿范围内抽调环保专业人员,组建了专业环保部门,从事矿环保管理、节能减排、计量检测等工作,参与职业病危害防治、安全风险分级管控、事故应急救援演练等,坚持把环保治理工作作为重大政治任务、重大民生工程、重大发展问题来抓,大力推进生态环保治理。

4.1从能源数据上来看,环保治理成效显著。

矸石利用方面2017年以来共处置掘进矸石1596321吨,2019年起加大了矸石利用力度,做到年矸石利用率100%水资源方面:2019-2020年对矿井水及生活污水处理系统进行了改造,矿井水自2017年以来,利用率逐年增高;生活污水自20208月以来,用于创元电厂冷却水,做到全部回用,利用率达到100%

4.2全面贯彻落实新发展理念

不断深化理论学习,增强“四个意识”、坚定“四个自信”、做到“两个维护”,带领全矿干部职工深入学习并理解掌握习近平生态文明思想、习近平总书记关于生态文明建设方面的讲话精神。2017年以来,该矿党委中心组学习习近平总书记关于生态文明建设重要讲话、论述24次,开展环保节能知识培训11次,组织开展“6.5世界环境日” “全国节能周”、“全国低碳日”宣传活动5次、发放张贴环保宣传画册1000余份,环保节能宣传进班前、新时代文明实践联合宣讲进基层等活动50余场,受教育职工3000余人次,培养辐射安全和防护、污水处理专业技术人才二十余人,为推进矿井绿色发展提供了有力的技术支撑。

4.3建立环境保护长效机制

成立祁东煤矿环保工作领导小组,并根据工作实际及时调整,不断加强生态环境保护工作的领导和协调。制定下发了《祁东煤矿关于印发深入打好污染防治攻坚战实施方案的通知》《祁东煤矿环保设施运行管理制度》《祁东煤矿环保节能工作考核办法》《祁东煤矿环境保护工作考核办法》《祁东煤矿重污染天气应急预案》《祁东煤矿水资源管理办法》《祁东煤矿节能计量管理及考核办法》《祁东煤矿放射源管理办法》《祁东煤矿污水处理排放责任追究管理制度》《祁东煤矿危险废物管理规定》《祁东煤矿喷淋洒水装置、雾炮使用管理办法及矿外道路卫生保洁管理办法》《祁东煤矿环保工作责任追究管理办法》等10多项管理制度。

4.4全面开展环保工程创建,打赢污染防治攻坚战

2017年以来,祁东煤矿严格落实上级和集团公司指示精神,全面开展污染防治攻坚工作,截至目前,共安排环保工程项目200余项,投入金额达1.02亿元。其中大气抑尘投入4742万元,污水治理2379万元,危险废物处理2348万元,节能降耗类473万,其他环保工程项目投入210余万元。

深入开展蓝天保卫战行动。煤泥、矸石堆场防风抑尘网建设。2018-2019年,先后建成了煤泥、矸石堆场防风抑尘网,实施部分场地硬化(硬化面积6000平方米),并在诚信路和运煤道路上设置洗车平台,要求车辆冲洗干净后才可出矿,有效减少了车辆运输过程中产生的扬尘。

煤场封闭项目建设。20219月,煤场密闭大棚项目开始施工,202265日,煤泥大棚通过验收。该项目由合肥煤炭研究院进行设计,兴润建设公司承建,主体网架结构,南北方向90米,东西方向80米,面积7200平方米,高度27m,存储能力4万吨左右,兼顾存储煤泥和落地煤功能;大棚内部配备符合环保要求的喷淋和消防设施,阻断煤尘,防止暴雨时煤泥流失对土壤和水体造成污染,有效改善了矿区环境。

 配料大棚及废旧物资棚建设。配料大棚共计投资219.9万元,项目于202110月开工建设,项目建成后,四周加装彩钢瓦做侧围护,形成密闭结构,可以减少存放、装卸和配料过程中的扬尘污染。废旧物资棚共计投资240万,用于分类存放废旧物资和工业垃圾,废旧物资入棚前,由收集单位进行初步分选,入棚后,进一步分拣,达到环保要求,提高经济效益。

深入开展碧水保卫战行动。加强污水处理力度。2018年以来,该矿投资850万元对矿井水及生活污水处理系统进行了改造。生活污水处理采用了同步生物氧化法(SBOT)工艺,系统前端增设了一级强化沉淀池,末端增设了多介质滤池,生活污水经混凝沉淀、好氧厌氧同步氧化、过滤处理后水质明显提高,有效提升了污水回用率。

完善雨污分流系统。2020年,该投入400余万元,推进破损管网修复、雨污错混接整改,完善雨污分流系统,并建立规范的煤场、矸石堆场初期雨水收集处理设施。

深入开展净土保卫战行动。消除矸石山,建设矸石大棚。该矿制定了详细的矸石山消除方案,2021123日原矸石山架头拆除,1211日矸石山山头消除,1226日二平台消除;在原矸石山场地施工建设矸石大棚,大棚建成后,矸石将直接通过封闭的皮带栈桥进入棚内储存和转运,实现密闭运输和装卸,棚内设有降尘设施,可进一步减少扬尘外溢,煤矿环保的“老大难”问题得到有效整治。

原矸石山场地、煤场绿化覆土。在消除矸石山的基础上,推进矸石堆场场地等闲置场地平整、覆土绿化,提高矿区绿化覆盖率。目前原矸石山场地、煤场已全部覆土平整完毕,覆土面积近85000平方米。 

5.结束语

本文中,作者从重要性、必要性、存在问题及实际案例分析等几个方面论述了我国“双碳”政策下煤炭资源的综合利用及矿区生态修复治理问题,自党的十八大以来,生态文明建设已成为统筹推进“五位一体”总体布局和协调推进“四个全面”战略布局的重要内容,生态文明理念日益深入人心,污染治理力度之大、制度出台频度之密、监管执法尺度之严、环境质量改善速度之快前所未有,尽快加速煤炭资源的综合利用及矿区生态修复治理任务已是新形势下的必然要求,希望本文能给广大煤炭行业工作者给予部分启发,共同建设美丽绿色家园。

 

参考文献:

1]《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》.新华社,20213.

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6 尹辰贤. 化工废水深度处理工艺分析[J]. 石油石化物资采购, 2021(23): 133-134.                        

7 张绍强.中国煤炭清洁高效利用的实践与展望[J.科技导报,20163417:56-63.

8 杨军军,秦容军.我国煤炭清洁利用政策研究[J.煤炭经济研究,20187.

 

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