在非化石能源尚不能安全可靠替代傳統(tǒng)能源的情況下,煤炭仍承擔著能源安全兜底重任,認清能源資源稟賦就顯得尤為重要。
“長期以來,大家習慣于用‘富煤、缺油、少氣’來形容我國能源資源稟賦,客觀分析不同能源資源及其消費貢獻,我認為使用‘缺油、少氣、相對富煤’,更契合我國能源資源的實際情況”。近日在一場學術(shù)研討會上,中國工程院院士王雙明講到上述觀點。記者就此展開了采訪。
王雙明提出,“富煤”只是相較于國內(nèi)油氣資源量而言,放眼全球范圍,我國人口大約占世界總?cè)丝诘?0%,已探明煤炭儲量卻只占世界探明儲量的11%,人均煤炭資源為世界平均水平的42.5%,并不能算“富”。而在非化石能源尚不能安全可靠替代傳統(tǒng)能源的情況下,煤炭仍承擔著能源安全兜底重任,認清能源資源稟賦就顯得尤為重要。
實際可支撐量尚不確定
客觀分析我國不同能源資源的稟賦特點,對于推進“雙碳”目標穩(wěn)步實現(xiàn)具有重要現(xiàn)實意義。王雙明用一組數(shù)據(jù)進行了詳細闡述:截至2021年底,我國石油、天然氣剩余探明技術(shù)可采儲量分別為36.89億噸、6.33萬億立方米,煤炭證實儲量與可信儲量之和為2078.85億噸。
“從化石能源資源總量來看,煤炭大約占到94%,相比石油2.5%、天然氣3.5%,煤炭資源量的確比較豐富?!钡赋觯拔覀円⒁?,2078.85億噸是我國煤炭資源的地質(zhì)儲量,從地質(zhì)儲量到工業(yè)儲量,再到可采儲量,后采出原煤,必然會一層一層打折扣。比如,現(xiàn)在越來越多使用機械化、自動化方式采煤,相比過去大不同,是厚度1.2米以下的煤層難以使用機械化設(shè)備規(guī)?;_采,這部分資源恰恰包含在2078.85億噸中。在‘雙碳’目標下,生態(tài)紅線等約束進一步強化,也影響著煤炭可供開發(fā)量??紤]類似種種因素,剩余可采量到底能夠支撐多久,目前還要打個問號?!?/p>
王雙明提出,我國非化石能源理論總量豐富,但生產(chǎn)實踐表明,現(xiàn)階段還存在規(guī)模大、產(chǎn)出低、貢獻小等問題,短期內(nèi)難以成為主體能源。在此背景下,煤炭安全保供依然責任重大。實際數(shù)據(jù)對此也有印證,2010-2019年,煤炭占我國一次能源消費的比重出現(xiàn)明顯下降,每年降幅都超過1%。但從2019年起,降幅收窄到1%以內(nèi),到了2022年,浮動由前一年下降0.8%轉(zhuǎn)為增加0.2%。“總體來看,煤炭消費占比一直在小幅下降,消費量卻仍在高位震蕩。要確保安全穩(wěn)定供應(yīng),前提是客觀認識我國能源資源稟賦現(xiàn)狀。”
煤可發(fā)揮保供以外作用
在王雙明看來,對煤的關(guān)注不能放松。即便實現(xiàn)碳達峰,煤炭消費量迎來拐點,其仍會占據(jù)一席之地。屆時,煤炭將由“主體能源”向“支撐性能源”保障地位轉(zhuǎn)變,作為戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源的作用隨之提升,發(fā)揮出保供以外的多重效用——
一是生產(chǎn)煤基特種燃料的戰(zhàn)略性資源。“煤是生產(chǎn)油氣的重要原料。到‘十四五’末,我國規(guī)劃建成煤制油產(chǎn)能1200萬噸,煤制氣產(chǎn)能150億立方米?!蓖蹼p明表示,要做好煤制油氣戰(zhàn)略基地規(guī)劃布局和管控,立足國內(nèi),挖掘發(fā)揮煤炭資源的油氣資源潛力,以增加油氣供給,降低油氣對外依存風險。
二是生產(chǎn)煤基化工產(chǎn)品的重要原料。王雙明稱,煤化工是利用煤中的碳、氫、氧元素,與蒸汽、空氣、氧氣等,在一定溫度及壓力下組合反應(yīng)生產(chǎn)不同的化工產(chǎn)品,實際上是對碳進行部分固定。“這是提高煤炭清潔利用的有效途徑,碳達峰后效果更加突出。預(yù)測到2025年,我國化工領(lǐng)域耗煤年均復(fù)合增長率約2.88%,2025-2030年,煤化工年耗煤量將達到4.5億-5億噸?!?/p>
在更廣泛的領(lǐng)域,煤炭還可作為短期內(nèi)難以替代的鋼鐵生產(chǎn)爐料,消納新能源的調(diào)峰能源,是具有封存二氧化碳潛力的重要層狀礦產(chǎn)資源。王雙明舉例,研究二氧化碳地質(zhì)封存所需的基礎(chǔ)地質(zhì)條件,據(jù)此選取適合封存的礦區(qū),實現(xiàn)采煤與二氧化碳礦井封存一體化,相當于把采煤變成構(gòu)筑二氧化碳封存空間的過程,具有重大科學意義和應(yīng)用前景,能夠?qū)崿F(xiàn)“煤炭從哪兒來,煤炭利用產(chǎn)生的固廢和二氧化碳回到哪兒去”。
相比油氣資源,煤的固體屬性讓其便于存儲。存煤成本優(yōu)勢明顯,在遭受自然災(zāi)害、戰(zhàn)爭等影響時,還具有安全優(yōu)勢。王雙明表示,煤炭也是可實現(xiàn)經(jīng)濟、安全存儲的能源資源,其戰(zhàn)略儲備力度未來將加強。
推動減損開采至關(guān)重要
煤炭重任在肩,但不可否認,其開發(fā)過程會對生態(tài)環(huán)境造成擾動。在發(fā)揮作用的同時,減損亦是現(xiàn)實壓力。
“例如我國14個大型煤炭基地,有6個分布在黃河流域中下游,這部分原煤產(chǎn)量占總產(chǎn)量的70%左右。這些地區(qū)大短板是降雨量少、蒸發(fā)量大,生態(tài)環(huán)境脆弱是大制約。再如目前,我國煤炭產(chǎn)能主要集中在晉陜蒙地區(qū),開發(fā)西部煤炭資源已成為保障能源安全的重大需求。但西部地處干旱、半干旱地區(qū),水資源匱乏,地表植被稀少,生態(tài)環(huán)境本就脆弱,采煤與環(huán)境保護矛盾突出。”王雙明坦言,考慮到煤炭開發(fā)產(chǎn)生的采動損害及碳排放,如何適應(yīng)綠色低碳大勢,已成為必須破解的重大技術(shù)難題。
致力于鄂爾多斯盆地礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境保護工作20多年,王雙明提出“減損開采”理念。簡單來說,就是減少煤炭開采對環(huán)境的影響。
“我們多年調(diào)研發(fā)現(xiàn),地表生態(tài)系統(tǒng)與地下水位關(guān)系密切,地下水埋藏既不能太深,也不能太淺,否則會帶來鹽漬化、沙化等一系列問題。在這樣的區(qū)域采煤,主要環(huán)境目標就是保護好地下水位,大程度降低對地下水位的影響?!蓖蹼p明解釋,減損開采首先分析制約煤炭綠色開發(fā)的地質(zhì)因素,研究維系礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的主要地質(zhì)條件。在此基礎(chǔ)上,揭示采煤對地質(zhì)條件的損害機理,構(gòu)建分類減損地質(zhì)工程技術(shù)體系。
王雙明還告訴記者,在煤層與地下含水層之間,原本存在著一部分隔水層,可起到保水作用。煤炭開采的主要特點是會形成地下空間并引發(fā)應(yīng)力場變化,從而損害隔水層的隔水性,維系生態(tài)系統(tǒng)的地下水流向采空區(qū),導(dǎo)致水位下降和生態(tài)退化?!皽p損開采正是以防止隔水巖層損害為目標,以煤與水共生地質(zhì)特征研究為基礎(chǔ),實現(xiàn)保水采煤。”