在非化石能源尚不能安全可靠替代傳統能源的情況下,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”只是相較于國內油氣資源量而言,放眼全球范圍,我國人口大約占世界總人口的20%,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”目標穩步實現具有重要現實意義。王雙明用一組數據進行了詳細闡述: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?,“我們要注意,2078.85億噸是我國煤炭資源的地質儲量,從地質儲量到工業儲量,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備規?;_采,這部分資源恰恰包含在2078.85億噸中。在‘雙碳’目標下,生態紅線等約束進一步強化,也影響著煤炭可供開發量??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,但生產實踐表明,現階段還存在規模大、產出低、貢獻小等問題,短期內難以成為主體能源。在此背景下,煤炭安全保供依然責任重大。實際數據對此也有印證,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,到了2022年,浮動由前一年下降0.8%轉為增加0.2%?!翱傮w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。要確保安全穩定供應,前提是客觀認識我國能源資源稟賦現狀?!?/p>
煤可發揮保供以外作用
在王雙明看來,對煤的關注不能放松。即便實現碳達峰,煤炭消費量迎來拐點,其仍會占據一席之地。屆時,煤炭將由“主體能源”向“支撐性能源”保障地位轉變,作為戰略性礦產資源的作用隨之提升,發揮出保供以外的多重效用——
一是生產煤基特種燃料的戰略性資源?!懊菏巧a油氣的重要原料。到‘十四五’末,我國規劃建成煤制油產能1200萬噸,煤制氣產能150億立方米?!蓖蹼p明表示,要做好煤制油氣戰略基地規劃布局和管控,立足國內,挖掘發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。
二是生產煤基化工產品的重要原料。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生產不同的化工產品,實際上是對碳進行部分固定?!斑@是提高煤炭清潔利用的有效途徑,碳達峰后效果更加突出。預測到2025年,我國化工領域耗煤年均復合增長率約2.88%,2025-2030年,煤化工年耗煤量將達到4.5億-5億噸?!?/p>
在更廣泛的領域,煤炭還可作為短期內難以替代的鋼鐵生產爐料,消納新能源的調峰能源,是具有封存二氧化碳潛力的重要層狀礦產資源。王雙明舉例,研究二氧化碳地質封存所需的基礎地質條件,據此選取適合封存的礦區,實現采煤與二氧化碳礦井封存一體化,相當于把采煤變成構筑二氧化碳封存空間的過程,具有重大科學意義和應用前景,能夠實現“煤炭從哪兒來,煤炭利用產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。存煤成本優勢明顯,在遭受自然災害、戰爭等影響時,還具有安全優勢。王雙明表示,煤炭也是可實現經濟、安全存儲的能源資源,其戰略儲備力度未來將加強。
推動減損開采至關重要
煤炭重任在肩,但不可否認,其開發過程會對生態環境造成擾動。在發揮作用的同時,減損亦是現實壓力。
“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,這部分原煤產量占總產量的70%左右。這些地區大短板是降雨量少、蒸發量大,生態環境脆弱是大制約。再如目前,我國煤炭產能主要集中在晉陜蒙地區,開發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,水資源匱乏,地表植被稀少,生態環境本就脆弱,采煤與環境保護矛盾突出?!蓖蹼p明坦言,考慮到煤炭開發產生的采動損害及碳排放,如何適應綠色低碳大勢,已成為必須破解的重大技術難題。
致力于鄂爾多斯盆地礦區地質環境保護工作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境的影響。
“我們多年調研發現,地表生態系統與地下水位關系密切,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。在這樣的區域采煤,主要環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的地質因素,研究維系礦區生態環境的主要地質條件。在此基礎上,揭示采煤對地質條件的損害機理,構建分類減損地質工程技術體系。
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應力場變化,從而損害隔水層的隔水性,維系生態系統的地下水流向采空區,導致水位下降和生態退化?!皽p損開采正是以防止隔水巖層損害為目標,以煤與水共生地質特征研究為基礎,實現保水采煤?!?/p>