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黄河流域煤炭开发,如何实现经济环保大合唱

2020-12-29 发表 | 来源:本站 | 作者:admin
      8月31日,中共中央政治局召开会议审议《黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要》,强调要因地制宜、分类施策、尊重规律,改善黄河流域生态环境。
      “十四五’时期,随着长江经济带发展、黄河流域生态保护和高质量发展等重大战略持续向纵深推进,国家强化资源环境生态红线指标约束,生态环境对煤炭生产开发的约束将越来越大。”中国煤炭工业协会党委书记、会长梁嘉琨日前在该协会五届理事会第四次会议上指出。
      从我国煤炭资源开发布局看,黄河流域煤炭产能规模占全国的2/3。面对黄河流域能源禀赋、生态脆弱和经济发展相对滞后的现状,如何解决能源、经济与环境之间协调发展存在的矛盾,将成为“十四五”期间煤炭行业面临的一大挑战。
      “能源流域”的生态难题
      保障国家能源安全必须开发黄河流域的煤炭,但煤炭开发必然产生生态损害,再先进的国家也无法避免,如何实现煤炭开采与矿区生态环境协调发展,是黄河流域煤炭工业高质量发展必须破解的重大科学问题。
      “黄河流域的煤炭资源可采量和产量均居全国首位。”中国工程院院士彭苏萍指出,“促进煤炭生产与环境保护的协调发展,是黄河流域生态环保与高质量发展的重大要求。”
      黄河流域被誉为中国的“能源流域”,其上游地区的水能资源、中游地区的煤炭资源、下游地区的石油和天然气资源都十分丰富。
      数据显示,黄河流经9个省(自治区),总人口约为4.18亿,约占全国人口的30.14%;GDP约为221219亿元,约占全国的26.59%。
      黄河流经的74个城市中,有36个城市为资源型城市。在全国已探明储量超过100亿吨的26个大煤田中,黄河流域有12个。全国14个大型煤炭基地中,黄河流经了宁东、陕北、神东等9个基地,覆盖了85处煤矿区或存在交集。
      黄河流域的煤矿数量超过全国的1/3,资源储量接近全国总量的50%,原煤产量占全国总产量的60%,产能规模占全国总产能的2/3。
      “最近,煤炭地质工作者对鄂尔多斯盆地的煤炭资源重新评价,发现超过2000亿吨的富油煤,含油率为3%至9%,最高超过13%,含油总量超100亿吨。”彭苏萍说,“可以预见,未来10年内,黄河流域煤炭产能还有进一步增加的趋势。”
      “黄河流域是国家主要的能源生产和供应基地,但经济发展水平还相对落后,尤其是黄河流域中上游欠发达地区,其发展规模与能源环境承载之间的矛盾还很明显。”中国煤炭工业协会副会长刘峰直言。
      从能源、经济、环境现状来看,黄河流域能源生产总量在全国总量中占比超过60%,主要环境指标在全国占比超过35%,而GDP总量在全国占比却小于30%。
      刘峰指出,大力促进黄河中上游地区能源转型,加强黄河中下游地区能源技术开发,建立科学的能源、经济、生态协同协调发展指标,确立合理的资源环境承载力与开发格局,对黄河流域高质量发展和生态保护尤为重要。
      实际上,早在上世纪90年代初,还在讨论鄂尔多斯北部煤炭大规模开发规划时,就有学者表示担忧:在这一干旱半干旱生态脆弱区,大规模煤炭开采是否会使生态环境恶化“雪上加霜”。
      彭苏萍指出,一方面,黄河流域中上游地区生态脆弱,现有方法和技术难以支撑煤炭开采与生态环境的协调发展。他举例说,在黄河中上游地区,露天开采因采区岩土剥离造成原有地貌破坏和植被消失,开采沉陷损伤根系,降低土壤环境容量;在下游地区,井工开采对生态环境的影响主要为地表沉陷所引发的环境变化,形成封闭式的湖泊,造成土壤水渍积水,产生次生盐碱化。
      另一方面,理论和技术创新是黄河流域生态环境修复战略实施的迫切需求,但当前政府和企业对这一问题的研究投入严重不足。在基础研究方面,目前我国对黄河流域煤矿区生态环境的立项研究较少;黄河流域煤矿区生态环境国家重点研发计划项目经费不足2000万元,许多煤炭企业最近几年的矿区生态修复经费大幅下降,严重影响科技支撑力和工程实施。
      “保障国家能源安全必须开发黄河流域的煤炭,但煤炭开发必然产生生态损害,再先进的国家也无法避免。”中国工程院院士王双明表示,“如何实现煤炭开采与矿区生态环境协调发展,是黄河流域煤炭工业高质量发展必须破解的重大科学问题。”
      水资源成为开发破局关键
      按照煤炭年产量28亿吨计算,开发所消耗的水资源超过56亿吨,若加上煤化工企业,整个黄河流域煤矿区,每年增加的用水量超过100亿吨,专家认为,在黄河流域煤炭开发与环境承载的矛盾中,水资源短缺是最为突出的矛盾。
      据彭苏萍介绍,位于黄河流域的晋陕甘宁及内蒙古地区,探明煤炭资源保有储量占全国的2/3,但水资源不到全国水资源的1/25。其核心区“能源金三角”(宁东、陕北和内蒙古西部)煤炭储量占全国的27%,水资源仅占全国的0.37%,且年蒸发量是降雨量的6倍左右,矿区及周边环境沙漠化、荒漠化倾向十分严重。
      “黄河以占全国2%的水资源量,承载了全国12%的人口、15%的耕地和14%的经济总量,水资源开发利用率已超80%。”在近日举行的沿黄河流域煤炭及深加工产业环保高峰论坛上,黄河勘测规划设计研究院副院长彭少明举例说,沿线重要的能源基地大多存在缺水状况,近几年,几乎每年都有超过100个项目,因得不到水指标而难以落地、等米下锅。
      除了煤田开发,黄河流域的煤化工项目也是“吃水大户”。石油和化学工业规划院副总工程师韩红梅表示,现有100%的煤制油、85%的煤制烯烃、50%的甲醇制烯烃项目,均位于黄河流域。她表示,根据各省(自治区)已有现代煤化工产能,综合各子行业现状平均用水指标进行计算,目前黄河流域现代煤化工行业用水总量约5.3亿立方米/年。其中,宁夏、陕西、内蒙古地区用水量偏高,占黄河工业用水的比率达9%至18%。
      “按照煤炭年产量28亿吨计算,开发所消耗的水资源超过56亿吨,若加上煤化工企业,整个黄河流域煤矿区,每年增加的用水量超过100亿吨。”彭苏萍表示。
      中国工程院院士王金南指出,由于水资源短缺、生态系统脆弱,加之长期以农业生产、能源开发为主的发展方式,黄河沿途部分区域环境质量差、改善难度大,且多重环境问题交织,生态环境潜在风险高。
      彭苏萍表示,黄河流域气候干旱、降雨量少,煤炭规模开采引起地表沉陷、地面塌陷和裂缝,导致矿区地下水位大范围、大幅度疏降。大面积的乔、灌、草等荒漠植被衰败减少,草场退化,又加速荒漠化进程,形成资源与生态环境之间的恶性循环。
      当前,黄河流域面积约80万平方公里,其中含煤区域面积超过35.7万平方公里。据测算,不同煤田水文地质及开采条件的矿井,每开采1吨煤炭平均要产生2吨矿井水。“若不加以有效保护和利用,将进一步加剧水资源短缺。”彭苏萍指出。
      相关专家一致认为,水资源破局是黄河流域煤炭开发最为关键的问题。
      “通过大量的工程探测,我们认为采动隔水性变化是生态环境损害的根源。”王双明说,“煤炭开采必须做到生态环境保护优先,以保护生态水为核心的减沉、减损、保水绿色开采技术,是实现黄河流域煤炭工业高质量发展的重要技术支撑。”
      水利部黄河水资源保护科学研究院总工程师刘永峰表示,目前矿井水处理利用技术极为成熟,完全可满足煤矿规模化发展需要。但在黄河流域,很多煤矿仍无法实现矿井水回用。因此,严格的煤矿入河排污口设置及其监督必不可少,应根据水环境承载能力,计算区域纳污能力,进而制定限排意见。
      韩红梅指出,相比过去全部取用黄河水,现已有部分煤化工项目改用配套煤矿的矿井水,可减少黄河取水需求,也是发展趋势之一。她建议,在黄河流域执行最严格的取水管理政策,对新建项目深入开展水资源论证;同时考虑统筹配置省(自治区)水资源,保障重大项目、示范项目用水需求。
      刘峰认为,黄河流域全域范围内应重视水资源的开源和节流。促进绿色开采,加强煤矿水资源含水层源头保护和控制失水;提高矿井水综合利用率,优化资源配置,促进水资源区域、行业间的协调配置优化。
      协同打造黄河流域煤炭开发生态屏障
      黄河流域不同地区的生态环境差异巨大,管理部门繁多,协调机制薄弱,需多部门联手协作;应加强技术研发和应用,探索产学研用协同创新的新模式,为黄河流域煤炭高质量发展提供技术支撑和服务保障。
      治理黄河,重在保护,要在治理
      针对黄河流域生态保护,内蒙古、陕西、甘肃等地已出台专项治理措施。例如,今年9月印发的《内蒙古自治区推动黄河流域生态保护和高质量发展2020年工作要点》明确,将从加快产业转型升级、创建国家现代能源经济示范区等方面,推进黄河流域高质量发展。
“我们也要转变煤炭开采破坏环境的旧观念,通过人工修复技术与自然界的自修复作用,实现从被动防治到主动治理。”彭苏萍说。
      据介绍,1990年至今,彭苏萍及其研究团队已在黄河流域的神东、陕北、宁东、晋北、晋中、黄陇、晋东、鲁西矿区开展了相应的地质调查和生态修复工程实践。实验证明,煤炭开采后,地下水和生态环境存在自修复现象——特别是在干旱的盐碱地环境,煤炭开采后盐碱地面积大幅度减少,生态促进作用显著。
      据统计,随着三北防护林建设等国家重大工程的实施,2000年至2015年,黄河流域荒漠化土地面积合计减少了992平方公里,植被覆盖度由2000年的44.73%,提高到2015年的57.06%,森林覆盖率达18.78%。
彭苏萍建议,要根据黄河流域不同地区环境状况,对症下药进行治理。例如,上游青海区域生态环境脆弱,煤炭资源少且赋存条件差,建议国家在保障企业转型发展条件下,让煤企逐渐退出;资源富集区的煤炭开采强度大,需采用先进方法对该流域的水资源和生态特征进行系统调查,分析它们与煤炭开采之间的关系,进而对水资源展开有效保护。
      事实上,在黄河流域部分煤矿区,生态治理已卓有成效。以国家能源集团神东煤炭公司为例,作为我国目前唯一一个2亿吨级煤炭生产企业,神东矿区位于山西、陕西、内蒙古接壤区,总井田面积1032平方公里,地处毛乌素沙漠边缘,开发初期的生态环境十分脆弱,干旱少雨,年平均降雨量360毫米左右,是年蒸发量的1/6;地下水资源缺乏,只有全国平均水平的3.9%,风蚀区面积占到70%。
      按照规划,神东矿区对732平方公里面积进行生态修复,营造经济林300平方公里,利用矿井水灌溉。30多年来,他们试验推广了水瓶造林法、带状沙障造林法等,在巴图塔建成4万亩沙柳林基地;通过创新沉陷区生态恢复与建设技术,改变了植物种群数量和质量,植物种类增加到近100种。
而神东矿区大柳塔煤矿在保水开采上实现了开创性突破。该矿2010年建成分布式地下水库,实现了污水不上井,清水零下井。目前,地下水库日回灌量约9790立方米,井下日均复用水量约7770立方米。
      针对煤炭开采与生态环境保护协调发展问题,陕煤集团陕北矿业公司提出了“煤炭开采立体式生态工程”建设思路,目前已着手开展采煤地面塌陷规律、水资源多元化利用等研究,所属矿井已经完成复绿治理面积2100亩以上,红柳林、柠条塔、张家峁矿井生态重建示范工程建设规划也已完成。
      但相关专家同时指出,当前黄河流域煤矿区生态治理中仍存在一系列问题。例如,煤矿区的生态治理工程建设内容和治理措施相对单一,忽视区域内水资源、土壤、光热等生态系统要素与煤炭工业之间全方位协调发展的关系;煤矿区多元投入机制尚未建立,生态产品价值实现缺乏有效途径,社会资本进入意愿不强;煤矿区生态治理科技支撑能力不足,标准体系建设、新技术推广、科研成果转化等方面比较欠缺,等等。
      彭苏萍表示,对黄河而言,有黄河水利委员会专门司职;而黄河流域不同地区的生态环境差异巨大,管理部门繁多,协调机制薄弱,需多部门联手协作。
      刘峰建议,推动黄河流域煤炭产业高质量发展,需要在四个方面下功夫。一是持续调整产业结构,保障供给能力和质量;二是科学调控生产规模,加快释放优质产能;三是强化水资源量准入约束,提升资源承载能力;四是发展科技创新,带动“四化”水平提升。他同时指出,应加强技术研发和应用,探索产学研用协同创新的新模式,为黄河流域煤炭高质量发展提供技术支撑和服务保障。
      10月15日,黄河流域煤炭产业生态治理技术研究院揭牌成立。该研究院是在中国科学技术协会指导下,由中国煤炭学会、西安科技大学、陕北矿业等单位共同发起成立的。
      西安科技大学校长、研究院副理事长蒋林表示,研究院将针对黄河流域煤矿区生态治理产业政策,提出相关政策建议,完善政策保障体系;同时将致力于研究黄河流域煤矿区生态治理技术路线和可行性,合理制定和完善工程项目规划和方案;开展实施黄河流域煤矿区煤炭绿色开采、生态治理相关课题研究。
刘峰强调,在今后的合作过程中,要坚持问题导向,以解决黄河流域的生态保护和煤炭资源优化开发为根本出发点,引导和支持基础技术、基础工艺、工程化应用和系统集成的研发和服务,促进从研究开发到产业化的有机衔接,加快技术创新和成果转化。
 
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