什么是煤炭绿色开采

有“乌金”之称的煤炭，是我国能源构成的绝对主力。2017年，煤炭消费量占我国一次能源消费的60%以上。然而，随着人民群众对美好环境的日益向往，煤炭这个能源领域的“老革命”，却不得不面临环保这个新难题。一方面，我国“富煤、贫油、少气”的能源结构特点，决定了未来相当长一个时期内，煤炭主体能源地位不会改变；另一方面，环保压力让煤炭处在社会舆论的风口浪尖，“排煤、禁煤、限煤”的呼声不绝于耳，让我国煤炭产业艰难前行。

作为中国乃至世界煤炭企业的领跑者，神东煤炭集团在壮大规模、巩固安全、提升科技水平的同时，把绿色和环保作为企业发展的核心理念，逐渐探索出一条“绿色开采+清洁利用+生态治理”的发展之路。源自神东的绿色能源，捍卫着京津冀的碧蓝天空，驱动起“长征”火箭的庞大身躯，让一座座超低排放机组有了源源不绝的清洁动力。环保、清洁，这既是惊艳世界的神东品牌，更是对煤炭产业发展前行的绿色引领。

清洁利用：“黑”与“绿”的结合，让“光与热”和“净与美”不再矛盾

煤炭的价值，是奉献光与热，点亮万家灯火，驱动马达轰鸣。如何在发挥煤炭价值的过程中，避免因排放带来的污染，这曾是世界性的难题。对此，神东人又如何破解？那就是通过开采、洗选过程中对煤质的严格管控，淋漓尽致地发挥出神东“三低一高”的特质，让煤炭的清洁利用和绿色转化成为现实。

2018年6月的一天，在神东集团补连塔煤矿22310综采工作面，矿综采一队队长石强正带领员工们在采煤机旁忙碌。不管手头的活再忙，只要发现金属丝、铁块、矸石、塑料等杂物，每一个人都会默默地捡起并放在悬挂在顺槽皮带上的杂物袋里。这样的杂物袋每隔20米就有一个，往往一个班就会放满，交接班期间由上一班集中处理。若是发现了漏掉的杂物，那就得接受每件500-1000元的罚款。由于低灰、低硫的特点，这个工作面采出的原煤被作为煤制油和煤制烯烃的专用原料。棱角分明的煤块，经过输煤皮带和栈道一路运至神东洗选中心煤制油选煤厂，又经过末煤重介旋流器洗选加工工艺，转化为灰分不超过5%的末煤，最终在鄂尔多斯煤制油公司煤直接液化工艺中转化为优质油品。由神东环保煤转化成的军民用柴油、车用汽油、军民用航空煤油等油品，不仅具有低硫、低氮等特点，燃烧后的废气所含污染物极少，可有效减少PM2.5的污染，是优质的清洁燃料。

神东煤的特征是“三低一高”，即低硫、低磷、低灰、中高发热量，是优质动力、化工和冶金用煤。对神东人来说，煤质是效益的源泉，更是品牌的保证。对煤质的检查，已成为神东一项常态化管理。通过在线监测、自动取样检验等措施，神东实现了对煤质的全流程控制，确保产品的优质、清洁。同时，以煤炭清洁高效利用为重点，神东围绕燃料煤、原料煤、煤基材料三个方向，加大清洁煤炭产品研发力度，扩大煤炭洗选、配煤、精加工和分质分级利用，形成了神洁、神优系列等20种不同规格产品的环保煤，拓宽清洁高效利用渠道，让神东煤成为造福万民和各行各业的“环保救星”。

清洁发电，净化蓝天。 “三低一高”的神东环保煤，与一座座能源集团超低排放机组相结合，烟尘排放低于5毫克/立方，达到并超过了天然气的排放水平，在点亮万家灯火的同时，又把对环境的影响降至最低，共同构筑起煤炭清洁利用的典范。

“用煤和用气一样干净”，这是神东人的保证，也是神东人的担当，更是神东人对煤炭产业最大的贡献和引领。

说起煤矿，高耸的煤堆和矸石山，飞扬的煤尘、流淌的黑水，还有塌陷的地表，人们的脑海中不由会闪过这样的景观。而在中国神东，由于坚持不懈的绿色开采和环境保护，不堪的景象成为过去，取而代之的一幅“产煤不见煤，采煤不见矸，矸石不外排，天蓝荒漠绿，煤海碧水流”的美丽画卷。

煤炭，是大地母亲对全体人类的惠赠。然而，在煤炭开采、洗选、运输等过程中，又实时产生着对生态和环境的损害，主要表现在煤炭采空区、地表破坏、粉尘污染，以及对地下水的影响。治理，从源头开始。针对煤田蕴藏实际，神东通过不懈地创新与努力，先后突破了5米以上6.3米、7.0米、8.0米、8.8米大采高加长综采工作面，以及采用厚煤层放顶煤开采技术、切顶留巷无煤柱等世界级的尖端开采技术，实现了安全开采、高效开采和绿色开采。以上湾煤矿为例，由于建成了世界首个8.8米超大采高智能综采工作面，经测算开采回采率可提高约8个百分点，煤炭产品含矸率降低5至8个百分点，比综放开采能多出煤约1500万吨，实现了经济效益和环保效益的双赢。

治理，在煤炭生产的各个环节。对开采中产生的吨矸石，神东通过自主创新的“分层开拓、无盘区划分、全煤巷布置、立交巷道平交化”采掘布置技术，最大程度减少矸石产出量，并充分利用井下废巷和贮矸硐室充填矸石进行煤矸置换，实现井下矸石不升井；对排出地面的洗选矸石，主要用于发电、制砖、填沟造田， 做到了“采煤不见矸”。 从矿井下到地面，煤炭的生产、运输、储存、洗选、装车，全部通过胶带输煤栈桥和原煤仓、产品仓、装车塔实现封闭运行，全程不落地。而铁路外运、销售煤炭，则采用自主研发的封尘固化剂喷洒固化煤列表层，降低铁路沿线的煤尘污染，实现了“采煤不见煤”。

“废水、废气、固废”，对煤矿开采影响环境的“三废”，神东人向来是不吝投入、重拳治理。多年来，神东累计投入环保治理资金18亿元，全面建设了清洁生产、“三废”治理、综合利用设施。所有矿井井下煤尘治理采用集控措施，对工作面及巷道实施喷雾与水幕喷洒措施，有效控制煤尘污染；对于地面集中采暖供热小区，采取热电联供模式减少烟尘产生，分散矿井所有锅炉统一安装了除尘脱硫设施，烟尘排放全面达标；应用煤炭开采地下水保护关键技术，在采空区建成35座地下水库(库容总量3200万立方，相当于2个西湖的水体量)，地面建成38座废水处理厂和3座深度水处理厂，实现地下分布式水库、选煤车间、锅炉房构成废水闭路循环系统，和生产复用、生活日用、生态灌溉实现水的多种利用，在一个缺水地区建成了超10万人生活、年超千亿元产值的大型煤炭生产基地。

煤矿开采，不能以破坏环境为代价。这是神东人坚定地承诺，也是他们多年来夙兴夜寐、为之奋斗的目标。今日，这美丽的矿区告诉我们，神东人言出必践，一诺千金。

生态治理：当荒漠矿区成为绿色煤都，神东人圆了30年的梦想和追求。金山银山、青山绿水，这是神东人用双手创造的传奇

神东矿区地处毛乌素沙地与黄土高原过渡地带，干旱少雨，原生植被种类单调，平均植被覆盖率仅3-11%，风蚀区面积占总面积的 70% ， 生态环境十分脆弱，是全国水土流失重点监督区与治理区。上世纪90年代，为了给自己和儿女们创造一个美丽的家园，神东的创业者以不畏艰苦的精神和百折不挠的勇气，克服了常人难以想象的困难，一点一点地染绿了矿区。随着时光的推移，荒凉的地貌早已成为老员工们心中的回忆。保护环境、建设生态矿区，则成为全体神东人秉承的理念。

面对资源开采与脆弱生态环境之间的矛盾，神东摒弃了先开发后治理的传统做法，坚持开发与治理并重，构建起持续稳定、科学有效的的生态系统。针对矿区外围流动沙地，优化草本为主、草灌结合的林分结构，营造了267平方千米生态防护林，建成了“外围防护圈”； 针对矿井周边裸露高大山地，优化水土保持整地技术，建设了“两山一湾”周边常绿林与“两纵一网”公路绿化 30平方千米，形成了常绿景观，构建起“周边常绿圈”； 针对生产生活环境，建设了森林化厂区、园林化小区 12 平方千米，绿地率达 40%以上，植被覆盖度达到了 80% 以上，打造出“中心美化圈”，成为采矿业水土保持治理的示范性模式。

通过科技创新路上的高歌猛进，神东人从无到有建立起采煤沉陷区生态修复技术体系。应用封堵种草、水保整地、锚固植树等技术措施，解决了裂缝、错台、滑坡等地质环境问题；采用水土保持与风沙治理措施，年减少入河泥沙约 566 万吨；采取覆土、植物与微生物综合复垦技术，提高了排矸场和沉陷区土地质量。为培育生态经济产业链条，神东大力发展沙棘等经济林产业，创新了“茶园式”种植模式，已栽植大果沙棘 25 平方公里 255万株，到盛果期预计可实现产值近亿元。在美化环境的同时，深度落实了精准扶贫政策，建立当地群众参与经济林营造和管护的机制，为当地群众提供了稳定收入。

神东，我国第一个两亿吨级新型煤炭基地。它不仅书写了中国煤炭工业的神话，更是创造了绿色开采的奇迹。几代神东人对环保梦想的一路追逐，勇于创新和敢于担当的神东精神，让环保与绿色成为惊艳世界的神东品牌。

既要金山银山，也要绿水青山。在中国神东这片梦幻之地，这不仅是追求，更是现实。

“十三五”期间，我国持续推进供给侧结构性改革，煤炭工业全面落实能源安全新战略，推进自身消费革命、供给革命、技术革命、体制革命、国际合作，全面实施煤炭绿色开采和清洁高效利用，支撑我国能源结构全面优化和多能互补的现代能源体系建设，促进国民经济和社会高质量发展。

面对“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”的目标，煤炭作为我国最重要的基础能源和能源安全的压舱石，必须走智能绿色低碳开发利用创新之路，以煤矿智能化为标志的煤炭技术革命和技术创新成为行业发展的核心驱动力，煤炭资源智能绿色开发与清洁低碳利用是发展主题，技术创新将支撑煤炭资源成为最有竞争力的能源和原材料资源。

“十四五”时期及未来一段时间内，同步推进“四化”——工业化、城镇化、信息化和农业现代化，依旧是我国发展的重要目标。在此背景下，能源消费—供给关系将更加合理，能源需求将稳步增长。

我国能源需求仍将保持增长。2019年，我国人均一次能源消费为3.47吨标准煤/年，居全球第48位，远低于发达国家。美国、加拿大等发达国家人均用电量超1000千瓦时，而我国人均用电量刚达到其一半水平。

中等收入群体在我国经济发展过程中势必出现消费变化，形成消费升级，而能源作为保障性支撑，其需求与碳达峰之间仍有很大发展空间。

但是，我国经济发展方式不断转型，从高速发展逐渐转变为健康持续发展，经济发展以人为本，以发展质量为核心，经济增速放缓带来节能减排技术不断进步将使能源利用效率显著提升，能源需求在未来的增速将缓慢下降。

煤炭在能源消费结构中的占比将持续下降。2017年以前，煤炭在我国能源消费结构中的比重一直在60%以上，2020年降至57%，在进一步发挥煤炭、煤电对能源稳定保障作用的同时，“碳达峰、碳中和”的目标愿景将推动我国能源绿色、低碳、和谐发展，促进化石能源清洁高效利用。建立多能融合供应体系将是“十四五”时期及未来一段时间能源发展的重要任务，促进化石能源的清洁高效低碳利用，大力发展可再生能源，安全有序发展核电。我国提出，到2030年非化石能源在能源供应中的比率将达到25%左右。到2030年煤炭占一次能源消费的比率有望降至50%以下。

各种能源

“双碳”背景下煤炭行业高质量发展探讨

欧凯 张宁 吴立新 索婷

（煤炭工业规划设计研究院有限公司）

新中国成立以来，在党中央、国务院的正确领导下，煤炭工业在百业待兴的基础上起步，在艰苦奋斗中前进，在改革开放中发展，尤其是进入新时代以来，行业发展不断实现新突破，取得了举世瞩目的成就。近两年，碳达峰碳中和目标背景下煤炭消费减量，煤炭消费比重下降，煤炭行业发展受到一定影响，同时也给煤炭行业带来转型升级的机遇。

一、煤炭工业具备高质量发展基础

在一代代煤炭人的艰苦奋斗下，煤炭行业从无到有，煤炭工业从小到大、由弱到强，实现了从起步、腾飞到跨越的巨变，作为我国重要的能源基础产业，为国民经济和 社会 发展注入了强大动力。

（一）对国家经济 社会 发展的能源供应保障能力增强

我国煤矿“三机一架”的装备制造能力处在世界前列，年产千万吨综采技术和装备达到世界领先水平。行业持续推动化解过剩产能、淘汰落后产能、建设先进产能，全国煤炭供给质量显著提高。“十三五”期间，全国累计退出煤矿5500处左右、退出落后煤炭产能10亿吨/年以上，安置职工100万人左右，超额完成化解过剩产能目标。截至2020年底，全国建成年产120万吨以上的大型现代化煤矿约1200处，产量占全国煤炭产量的80%左右，其中，建成年产千万吨级煤矿52处，产能8.2亿吨/年。全国年产30万吨以下的煤矿1129处，产能1.48亿吨/年左右。

自新中国成立至2020年底，煤炭行业贡献了约924亿吨煤炭。我国煤炭年产量由 1949年的3432万吨，增加到1978年的6.8亿吨，到2013年的最高点为39.7亿吨，2020年产量为39亿吨，支撑了我国GDP由1978年的3645亿元增加到2020年的101万亿元。煤矿安全法律法规标准体系不断完善，煤矿安全生产责任制度体系不断健全，安全 科技 装备水平大幅提升，安全生产投入大幅增加，煤矿职工安全培训不断强化，促进煤矿安全生产形势有了明显好转。煤炭百万吨死亡率由1978年的9.713下降至2020年的0.059。煤炭安全供应保障能力实现跨越式提升。

（二）具备高质量发展的 科技 创新能力

煤炭行业技术创新体系不断健全完善， 科技 创新驱动发展的能力显著增强。特厚煤层综放开采、煤与瓦斯共采、燃煤超低排放发电、高效煤粉型工业锅炉、现代煤化工技术等达到国际领先水平。充填开采、保水开采、煤与瓦斯共采、无煤柱开采等煤炭绿色开采技术得到推广应用，煤炭资源回收率显著提升。煤矿机械化、自动化、智能化、数字化、绿色化转型全面提速。2020年 ，原煤入洗率达到74.1%，比2015年提高8.2个百分点。矿井水综合利用率、煤矸石综合利用处置率、井下瓦斯抽采利用率分别达到78.7%、72.2%、44.8%。建成400多个智能化采掘工作面，实现了地面一键启动，井下有人巡视、无人值守。采煤、钻锚、巡检等10种煤矿机器人在井下实施作业，71处煤矿列入国家首批智能化示范建设煤矿。

煤炭由单一燃料向燃料与原料并重转变取得新进展。2020年，煤制油、煤制烯烃、煤制气、煤制乙二醇产能分别达到931万吨/年、1582万吨/年、51亿立方米/年、489万吨/年。煤炭上下游产业融合发展，煤电、煤焦、煤化、煤钢一体化发展趋势明显。

（三）不断完善的市场化体系为高质量发展提供制度保障

新中国成立以来，煤炭工业生产力水平不断提升，同时，也在不断进行体制改革 探索 ，从最开始的完全计划经济，到计划经济和市场相结合，再到完全市场化，为国家经济体制和市场化改革提供了实践样本。

我国煤炭工业完成从新中国成立初期的计划经济体制，到改革开放时期的政府定价向市场化定价转变。1993年开始，我国确立了以市场形成价格为主的煤炭价格机制。1994年1月，国家取消了统一的煤炭计划价格，除电煤实行政府指导价外，其他煤炭全部放开。2004年，我国建立煤电价格联动机制，形成电煤价格“双轨制”。2013年，煤炭价格实现完全市场化定价，市场在配置资源中的决定性作用越来越突出。2016年以来，煤炭行业作为推动供给侧结构性改革的试点行业，煤炭上下游企业逐渐建立了中长期合同制度和“基础价+浮动价”的定价机制，发挥了煤炭市场平稳运行“压舱石”和“稳定器”的作用。2021年9月26日召开的国务院常务会议决定，对尚未实现市场化交易的燃煤发电电量，从2022年1月1日起，取消煤电价格联动机制，将现行标杆上网电价机制，改为“基准价+上下浮动”的市场化机制。这意味着，我国将告别已经实行了15年的煤电价格联动机制。

二、“双碳”目标下煤炭高质量发展对能源低碳转型将发挥重要支撑作用

以煤为主的能源资源禀赋，决定了未来相当长一段时间我国经济 社会 发展仍将离不开煤炭。在碳达峰碳中和过程中，仍需要煤炭发挥基础能源作用，为经济 社会 发展提供能源兜底保障。

（一）煤炭是新能源发展的有力支撑

“双碳”目标下，风、光等可再生能源发电成为增量电力供应的主要来源。近年来，我国大力发展新能源技术，非化石能源发电在我国电力结构中的占比显著上升。然而，受气候、天气、光照等人为不可控的自然条件影响，可再生能源供给能力不确定性大，提供的主要是能源量，能源供应和调节能力有限。可再生能源大比例接入电网，给电网的安全稳定运行带来严峻挑战，需要清洁高效的燃煤发电等灵活性电源作为调峰电源平抑电力波动。我国在大力发展风能、太阳能等可再生能源发电技术，逐步提高非化石能源发电占比，持续优化电力结构的过程中，仍需要煤炭煤电的有力支撑。预计到2060年实现碳中和后，燃煤发电装机规模仍需保持3亿至4亿千瓦，年耗煤量3.9 亿吨 6.4亿吨。

（二）煤炭是能源安全的“压舱石”

能源安全稳定供应是一个国家安全的保障和强盛的基石。在国际能源博弈和地缘政治冲突不断加剧的背景下，煤炭依然是国家能源安全的“压舱石”，短期内没有资源能替代煤炭的兜底保障作用。应当深刻认识我国能源资源禀赋、经济 社会 发展要求和能源发展规律。2020年12月21日，国务院新闻办公室发布《新时代的中国能源发展》白皮书，明确提出推进煤炭安全智能绿色开发利用，努力建设集约、安全、高效、清洁的煤炭工业体系，煤炭仍然是我国最经济安全的能源资源。

煤炭具备适应我国能源需求变化的开发能力，具有开发利用的成本优势，煤炭清洁高效转化技术经过“技术示范”“升级示范”已趋于成熟，具备短期内形成大规模油气接续能力的基础，应当充分发挥煤炭在平衡能源品种中的作用，保障我国能源安全。

三、“双碳”目标下煤炭行业迎来高质量发展机遇

“双碳”目标对于煤炭行业既是巨大挑战，也是空前机遇。在挑战与机遇并存下，煤炭行业势必迎来新一轮技术升级和产业转型。煤炭行业由自动化向智能化、无人化迈进，由超低排放向近零排放、零排放迈进。可以预见的是，自2021年到2060年，煤炭在能源消费中的占比将逐步下降，由主体能源转变为基础能源，再由基础能源转变为保障能源，最后转变为支撑能源，也代表着我国煤炭行业将向着绿色智能的方向快速迈进。

（一）依托技术革新，向高质量高技术产业发展

当前煤炭行业正处于第四次煤炭技术革命时期，应当以此次技术革命为契机，推动煤炭产业向着数字化、智能化的新产业和新业态转型。“双碳”目标下，煤炭产量将回归合理规模，走高质量发展、高端发展之路，迈向更加重视生产、加工、储运、消费全过程安全、绿色、低碳、经济的存量时代，走优质、高效、洁净、低耗的能源可持续发展道路。

未来将有更多煤矿采用高效节能的技术和设备，着力建设碳中和示范矿区引领工程，开展余热、余压、节水、节材等综合利用节能项目，持续优化煤炭开发利用工艺、技术和系统性管理，提高煤炭资源开发利用效率。

逐步将煤矿开采由机械化、自动化向数字化升级，打造采掘智能化、井下无人化、地面无煤化，最大限度地减少采煤过程对生态环境的破坏。聚焦“绿色开采、清洁利用、生态治理”的产业方向，构建实时透明的煤矿采运、洗选、治理等数据链条，不断优化智慧决策模型，建设现代化煤炭经济体系，将数字技术融入到煤炭资源的开发、加工、利用全产业链，全面提升煤炭的管理治理水平和综合利用效率。最终步入井下无人、地上无煤的煤炭工业5.0时代，实现深地原位利用，煤、电、气、热、水、油实现一体化供应，以及太阳能、风能、抽水蓄能与煤炭协同开发，基本实现近零排放。

（二）依托生态修复，打造绿色经济新的增长点

在淘汰落后产能的过程中，废弃矿区也在逐渐增加。可以通过矿区生态修复来增加生态碳汇。未来亟需开展全生命周期矿山生态修复理论与技术链，重点包括减沉保水协调开采、充填开采、土壤修复与生物多样性恢复关键技术等。选择适应性强、生长良好的树种和草种进行造林绿化，通过“地貌重塑、土壤重构、植被重建、景观重现、生物多样性重组与保护”工程技术对矿区损毁土地进行修复，改善土壤理化性质，创造新的经济效益，提高土壤碳截获能力，增加植物碳储量。

矿井空间包括矿区地面空间和地下空间。数据显示，我国煤矿塌陷区面积超过两万平方公里，井下空间体积超过156亿立方米，空间利用潜力巨大。例如，以发展煤基综合能源基地为目标，矿井地面空间利用包括发展风、光电站；井下空间利用包括开发抽水蓄能电站、化学储能、地热能开发、二氧化碳封存等。当前矿井空间初步开发，仅包括建设地面光伏电站、井下博览馆等，未来可利用矿井空间发展可再生能源、现代农业、现代医疗等。预计到2030年，我国关闭或废弃矿井将达到1.5万处，大量土地资源被闲置。而与此同时，随着我国光伏产业发展迅猛，可利用建设光伏电站的土地愈发紧缺。因而利用采矿沉陷区进行光伏电站建设，把光伏发电和矿山生态治理相结合，既能解决土地资源有效利用问题，又对生态环境治理具有积极意义。

（三）依托多能互补，建设高效、绿色、经济的综合能源基地

煤炭与可再生能源具有良好的互补性。煤炭与可再生能源在燃烧和化学转化方面的耦合，逐步形成模式，突破了一系列技术难点，为煤炭与可再生能源深度耦合提供了良好基础。同时，煤矿区具有发展可再生能源的先天优势，除了丰富的煤炭资源外，还有大量的土地、风、光等其他资源，采煤沉陷区可为燃煤发电和风光发电深度耦合提供土地资源。煤矿井巷和采空区形成的地下空间，可用于抽水蓄能、井下碳吸附和碳储存、地热能等开发利用。

煤炭企业具备主动发展新能源的条件，可以充分发挥煤矿区优势，以煤电为核心，与太阳能发电、风电协同发展，构建多能互补的清洁能源系统，将煤矿区建设成为地面－井下一体化的风、光、电、热、气多元协同的综合能源基地。

四、结语

立足我国能源资源条件和经济 社会 发展需求，对标“双碳”目标实现，依托 科技 创新和系统性变革，通过高效转化和循环利用，煤炭将更多用于生产煤基高端化工品和碳材料等精品；通过与可再生能源等多元互补，煤矿将成为现代能源供应系统基地；通过充分利用煤矿区地面地下空间和资源，煤矿区将成为清洁能源生产基地；煤炭企业将成为新能源开发的参与者、煤基高端材料和高价值产品的引领者。