煤炭黃金十年一去不返，治霾成為全民訴求，深化能源結(jié)構(gòu)、進(jìn)行煤炭產(chǎn)業(yè)改革被推上了歷史舞臺(tái)。能源革命必然伴隨煤炭自身的革命，煤炭革命不是“革煤炭的命”，而是要實(shí)現(xiàn)煤炭生產(chǎn)與消費(fèi)利用的安全高效、生態(tài)清潔以及低碳集約發(fā)展。
中國(guó)礦業(yè)大學(xué)作為世界著名的礦業(yè)學(xué)府，為推動(dòng)我國(guó)煤炭科技革命作出了重要貢獻(xiàn)。煤炭科技變革如何助推煤礦安全高效潔凈生產(chǎn)？為此，《中國(guó)能源報(bào)》專(zhuān)訪(fǎng)了中國(guó)礦業(yè)大學(xué)校長(zhǎng)葛世榮。
科技進(jìn)步實(shí)現(xiàn)了一增一減
我國(guó)近2/3的能源供給依靠煤炭，科技與裝備對(duì)此有怎樣的貢獻(xiàn)？
我國(guó)煤炭行業(yè)目前發(fā)生了兩個(gè)巨大變化。一個(gè)變化是產(chǎn)量的大幅增長(zhǎng)，去年全國(guó)煤炭38億噸的產(chǎn)煤量，占世界總產(chǎn)量的50%。我國(guó)煤炭資源賦存條件差，在這種情況下有如此大的產(chǎn)量，是靠先進(jìn)的科技和裝備來(lái)支撐的。另一個(gè)變化是全國(guó)煤礦安全事故發(fā)生起數(shù)和傷亡人數(shù)均大幅下降，這離不開(kāi)安全技術(shù)的發(fā)展，以及開(kāi)采裝備的進(jìn)步?？梢哉f(shuō)，這兩大變化，都是科技進(jìn)步催生的。煤炭生產(chǎn)已經(jīng)到了靠技術(shù)、靠裝備的時(shí)候。
煤炭行業(yè)面臨環(huán)境、安全、資源三大壓力，目前行業(yè)又不景氣，煤炭行業(yè)需要進(jìn)行哪些技術(shù)變革來(lái)應(yīng)對(duì)？
我們煤炭開(kāi)采與利用雖然取得了很大進(jìn)步，但與國(guó)際上煤炭開(kāi)采利用的發(fā)達(dá)國(guó)家相比，差距依舊明顯。煤炭行業(yè)的壓力和困境，還得依靠科技進(jìn)步來(lái)改變。例如，我校在十多年前就已經(jīng)開(kāi)始高度重視煤炭開(kāi)采的環(huán)境問(wèn)題，錢(qián)鳴高院士把資源約束、安全約束、環(huán)境約束等問(wèn)題都考慮在內(nèi)，提出了綠色開(kāi)采技術(shù)理念。 總的來(lái)講，我國(guó)煤炭開(kāi)采在近三十年基本走過(guò)了從高效開(kāi)采、安全開(kāi)采到綠色開(kāi)采的三個(gè)發(fā)展階段。我相信，這三個(gè)開(kāi)采技術(shù)體系的綜合運(yùn)用，肯定會(huì)促進(jìn)煤炭行業(yè)形勢(shì)進(jìn)一步好轉(zhuǎn)。中國(guó)能源報(bào) 這三個(gè)階段的技術(shù)變革是在何種背景下提出的？
在改革開(kāi)放初期，煤炭能源需求旺盛，高效開(kāi)采解決了煤炭產(chǎn)量的問(wèn)題。煤炭開(kāi)采的第一次技術(shù)革命是綜合機(jī)械化采煤技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了煤炭的高效開(kāi)采，它支撐了我國(guó)煤炭產(chǎn)量從10億噸到20億噸的增長(zhǎng)。
量的增長(zhǎng)，也伴隨著日益凸顯的安全生產(chǎn)問(wèn)題，這就需要實(shí)現(xiàn)煤炭安全開(kāi)采，解決以人為本的問(wèn)題。我國(guó)煤礦業(yè)態(tài)是大中小并舉，既有世界一流的現(xiàn)代化煤礦，也有極其落后的傳統(tǒng)小煤礦。因此，煤炭開(kāi)采的第二次技術(shù)革命基本是圍繞安全開(kāi)采提出的，集中表現(xiàn)在瓦斯事故、頂板事故、突水事故、運(yùn)輸事故等重大煤礦安全隱患的綜合治理等方面，使得煤礦安全事故得到了有效遏制。
近幾年，煤炭開(kāi)發(fā)的環(huán)境問(wèn)題日益突出，綠色開(kāi)采成為煤炭行業(yè)發(fā)展的瓶頸約束，所以第三次煤炭開(kāi)采技術(shù)革命要解決生態(tài)環(huán)境破壞問(wèn)題，其具體技術(shù)表現(xiàn)在煤與水共采、煤與氣（瓦斯）共采、煤與共伴生礦物共采、煤與熱共采，以及礦區(qū)生態(tài)修復(fù)、矸石減量化、開(kāi)采節(jié)能化等諸多方面。目前，部分礦區(qū)和煤炭企業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了“近零排放”，但實(shí)現(xiàn)廣義的低損害、低排放、低能耗的綠色開(kāi)采，要走的道路仍然很長(zhǎng)。對(duì)霧霾溯源分析顯示，煤的因素確實(shí)占了很大的比重。在未來(lái)的一二十年或更長(zhǎng)時(shí)間里，在高效、安全開(kāi)采基礎(chǔ)上，更加重視開(kāi)采過(guò)程中的環(huán)境問(wèn)題，已經(jīng)成為煤炭行業(yè)共識(shí)。
煤也可以和“臟”說(shuō)拜拜
人們提及煤炭，往往逃脫不了“臟”的形象，如何改變這些形象？
煤本身是大自然賜予人類(lèi)的寶物，它為我們?nèi)祟?lèi)文明發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。但煤炭之所以形象不好，是人們對(duì)它的利用方式不當(dāng)。要改變這種形象，首要的是保障煤炭開(kāi)采安全，不能要帶血的煤，這就要大力推廣智能無(wú)人化開(kāi)采，從根本上提高煤炭開(kāi)采的科技水平。其次，要改變煤炭的利用方式，推廣降氮、降硫、降塵及二氧化碳捕捉等技術(shù)，這樣煤炭就完全可以成為清潔燃料。當(dāng)然，這需要全社會(huì)協(xié)同完成。
剛才您提到，在高效安全開(kāi)采基礎(chǔ)上，環(huán)境問(wèn)題已是行業(yè)共識(shí)，那么，如何通過(guò)技術(shù)改革來(lái)實(shí)現(xiàn)煤炭清潔利用？
煤炭的污染問(wèn)題，主要出在煤炭利用之前和之后。所以，要潔凈化利用煤炭，關(guān)鍵就要在煤炭利用的入口和出口的相關(guān)技術(shù)上做出變革。
入口上的變革，是圍繞煤炭商品質(zhì)量作潔凈化、低污染的源頭處理，減少煤炭質(zhì)量劣化，提供潔凈度更高的商品煤。目前，我國(guó)只有60％原煤進(jìn)入洗選，還有近15億噸原煤沒(méi)有經(jīng)過(guò)洗選而被直接使用，其污染必然很大。因此，在利用時(shí)應(yīng)把煤“分門(mén)別類(lèi)”，針對(duì)不同用戶(hù)的“胃口”，針對(duì)不同的工業(yè)設(shè)備提供不同的“糧食”。正如，同樣需要營(yíng)養(yǎng)和熱量，成人可以直接食用大米，嬰兒就需要加工成米粉，面對(duì)不同人群要提供不同的食物。如果不對(duì)用戶(hù)進(jìn)行區(qū)分化供煤，就會(huì)造成煤炭?jī)r(jià)值浪費(fèi)，不能物盡所用，還會(huì)形成污染。因此，要把好煤炭利用入口關(guān)。
出口上的變革，就要做到用煤的“近零排放”。固體廢物排放，通過(guò)井下采選一體化或智能化選擇性截割技術(shù)，實(shí)現(xiàn)矸石不出井；液體廢物排放，通過(guò)地下循環(huán)或者地上地下兩級(jí)循環(huán)，實(shí)現(xiàn)地下水循環(huán)利用；氣體廢物排放，在井下解決粉塵產(chǎn)生問(wèn)題，并通過(guò)低瓦斯收集利用和高瓦斯含量煤層氣的高效抽采，實(shí)現(xiàn)瓦斯零排放。
另外，我認(rèn)為，如果把燃煤作為能源供給時(shí)，應(yīng)實(shí)現(xiàn)集中燃燒，分布式供應(yīng)，這樣不僅可以提高利用效率，也可大大減少散煤燃燒和小鍋爐燃燒的污染物排放量，而這也是當(dāng)前燃煤排放的大部分來(lái)源。
要實(shí)現(xiàn)清潔利用，煤礦從開(kāi)采、運(yùn)輸、加工到排放，各個(gè)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)是什么？
在開(kāi)采環(huán)節(jié)，要提高采煤集約化程度，逐步淘汰小規(guī)模開(kāi)采；開(kāi)拓系統(tǒng)要簡(jiǎn)約化，發(fā)展大功率采煤裝備，實(shí)現(xiàn)高度智能化開(kāi)采。此外，煤系地層除了煤炭以外，還有許多固體礦產(chǎn)、氣體資源和液體資源。應(yīng)高度重視這三種形態(tài)伴生資源的綜合評(píng)價(jià)和系統(tǒng)開(kāi)采，力求實(shí)現(xiàn)資源利用的最大化、最優(yōu)化。
在運(yùn)輸環(huán)節(jié)，要實(shí)現(xiàn)連續(xù)、智能、集控，充分利用現(xiàn)代信息和控制技術(shù)?，F(xiàn)在的煤炭運(yùn)輸方式基本上仍停留在一百多年前發(fā)明的運(yùn)載方式，比如礦車(chē)運(yùn)輸、軌道運(yùn)輸、膠帶運(yùn)輸?shù)?，除了功率變大，?shí)現(xiàn)重載化，在原理上沒(méi)有大的變革。其實(shí)，煤炭運(yùn)輸也可以實(shí)現(xiàn)流態(tài)化，采用管道連續(xù)運(yùn)輸，這種連續(xù)運(yùn)輸方式不僅少占用鐵路運(yùn)力，提高效率，還可避免揚(yáng)塵污染?！ ≡诩庸きh(huán)節(jié)，實(shí)質(zhì)上就是講綜合利用，要增加原煤洗選的比重。我國(guó)原煤直接利用的比重還過(guò)高，要通過(guò)法規(guī)約束、政策引導(dǎo)等提升原煤洗選比重，由直接使用原煤轉(zhuǎn)變?yōu)榇罅渴褂脻崈裘骸Ｍ瑫r(shí)要加強(qiáng)高效、大規(guī)模的干法洗選技術(shù)的研發(fā)推廣。
在排放環(huán)節(jié)，對(duì)燃煤氣體和粉塵的處理、回收和利用，要朝著燃煤“近零排放”的目標(biāo)努力。推進(jìn)顛覆性技術(shù)變革
勿庸置疑，煤炭生產(chǎn)革命勢(shì)在必行，您認(rèn)為煤礦開(kāi)采系統(tǒng)的理想狀態(tài)是怎樣的？
煤炭行業(yè)變革靠的是技術(shù)進(jìn)步，我認(rèn)為未來(lái)煤炭開(kāi)采的理想狀態(tài)是智能化開(kāi)采，有可能是化學(xué)開(kāi)采。自人類(lèi)開(kāi)采煤炭以來(lái)，都采用物理開(kāi)采方法，從原始的鎬頭，到機(jī)器代替鎬頭，都是通過(guò)物理破碎作用來(lái)挖掘煤炭?；瘜W(xué)開(kāi)采就是把煤炭直接在井下完成氣化、液化、生物溶解，采出來(lái)的是固體煤炭經(jīng)過(guò)化學(xué)反應(yīng)之后的液態(tài)或氣態(tài)產(chǎn)品。
另一種境界是進(jìn)行井下采選充電熱氣一體化研究和技術(shù)可行性探索，也就是變輸煤為輸電、熱、氣的能源輸送體系。這樣，也實(shí)現(xiàn)了從輸出原煤這種低端資源，變成輸出完全清潔能源的終端產(chǎn)品。
目前物理開(kāi)采狀態(tài)下，技術(shù)上應(yīng)該朝哪些方向發(fā)展？
即使現(xiàn)在物理開(kāi)采，也要朝著信息化與煤炭開(kāi)采深度融合努力，逐步實(shí)現(xiàn)科學(xué)開(kāi)采和智能化開(kāi)采。目前高效開(kāi)采是很重要的一個(gè)方向，我所指的“高效”不僅僅是產(chǎn)量提高，而且資源回收率也要提高，開(kāi)采還要節(jié)能降耗。智能化開(kāi)采的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)少人化開(kāi)采，直至無(wú)人化開(kāi)采，實(shí)現(xiàn)裝備自動(dòng)化。無(wú)人則安，如果井下都用機(jī)器人，可以判別井下環(huán)境，識(shí)別危險(xiǎn)，那么安全開(kāi)采可以得到充分保障。
其次，礦區(qū)不是污染的、衰敗的，而應(yīng)該是綠色、生態(tài)的；開(kāi)發(fā)不應(yīng)該是掠奪式的，而應(yīng)該是可持續(xù)的，要與環(huán)境充分協(xié)調(diào)。通過(guò)技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)煤炭的清潔高效利用，也應(yīng)促使我們煤礦從業(yè)人員感到自豪，擁有較高的職業(yè)成就感、社會(huì)認(rèn)可度和美譽(yù)度。
實(shí)現(xiàn)煤炭清潔高效利用，除了技術(shù)上的變革，還需要哪些制度保證？
首先要為煤炭行業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造有效的政策環(huán)境。國(guó)家的宏觀(guān)戰(zhàn)略規(guī)劃應(yīng)是科學(xué)的、有序的、可持續(xù)的。應(yīng)加大煤炭環(huán)保利用的立法，例如，規(guī)定未經(jīng)加工的煤炭不得使用，煤炭使用后不達(dá)標(biāo)的廢棄物不得排放，如果違反法律就要嚴(yán)厲懲罰。此外，要逐步淘汰煤炭落后產(chǎn)能，為煤炭行業(yè)的良性發(fā)展創(chuàng)造條件。
其次，要避免因降低成本而出現(xiàn)高新技術(shù)“逆淘汰”現(xiàn)象。在清潔生產(chǎn)環(huán)節(jié)，要制定鼓勵(lì)煤炭清潔化開(kāi)采的稅費(fèi)政策，制定約束高排放開(kāi)采的法規(guī)，以有利于采用安全保障程度高的技術(shù)、有利于采用適于生態(tài)環(huán)境保護(hù)的技術(shù)、有利于采用促進(jìn)減排的技術(shù)等為指導(dǎo)方向?！ ≠Y源不可再生，我們要實(shí)行優(yōu)質(zhì)煤炭資源的保護(hù)性開(kāi)發(fā)。應(yīng)通過(guò)稅費(fèi)的調(diào)節(jié)，將未經(jīng)洗選的、非潔凈的低品質(zhì)煤炭逐步淘汰。中國(guó)煤炭的遠(yuǎn)景儲(chǔ)量很大，但實(shí)際上可供開(kāi)采的儲(chǔ)量不大，要出臺(tái)一些保護(hù)優(yōu)質(zhì)煤炭資源的法律，以保護(hù)優(yōu)質(zhì)煤炭資源的合理、高效開(kāi)發(fā)，減少寶貴的不可再生資源浪費(fèi)。
再者，一定要大力鼓勵(lì)或支持那些超前的科技創(chuàng)新，要制定有利于提高人才素質(zhì)的培訓(xùn)、就業(yè)和社保政策。同時(shí)進(jìn)一步加大對(duì)行業(yè)院校的投入，設(shè)立專(zhuān)項(xiàng)資金來(lái)保證煤炭高效、清潔開(kāi)采技術(shù)研究。
