煤炭革命不會(huì)一蹴而就,將是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程,。 “當(dāng)前既要‘ 低頭拉車(chē)’,,解決開(kāi)發(fā)利用不可持續(xù)的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題,;也要‘抬頭看路’,看清煤炭革命路在何方,。” 在中國(guó)工程院咨詢項(xiàng)目“煤炭革命的戰(zhàn)略與方向”成果發(fā)布會(huì)上,, 深圳大學(xué)深地科學(xué)與綠色能源研究院院長(zhǎng)、中國(guó)工程院院士謝和平如是說(shuō),。 謝和平表示,, 煤炭革命要走綠色安全智能開(kāi)發(fā)的科學(xué)產(chǎn)能發(fā)展之路,清潔高效低碳的科學(xué)轉(zhuǎn)化利用之路,,并與新能源密切結(jié)合,, 使煤炭行業(yè)由最初的單一資源開(kāi)采利用發(fā)展成為煤基多元協(xié)同與原位采用一體化和深地空間利用的智慧能源系統(tǒng), 使煤炭最終成為安全,、綠色,、可靠、高科技含量的清潔能源,。 一,、
謝和平說(shuō),, 煤炭革命分為時(shí)間,、空間和技術(shù)演進(jìn)三個(gè)維度。 從時(shí)間角度看,, 煤炭革命是一個(gè)長(zhǎng)期過(guò)程,。總結(jié)之前100 多年的煤炭技術(shù)發(fā)展規(guī)律,, 煤炭經(jīng)歷了人工開(kāi)采,、機(jī)械化開(kāi)采兩個(gè)階段,即煤炭1.0 階段和2.0 階段,。當(dāng)時(shí),, 煤炭?jī)H作為燃料,被低水平開(kāi)采和利用,。目前,, 煤炭發(fā)展到2.0 階段的后期,, 煤炭開(kāi)采效率,、利用水平大幅提升, 但在滿足能源需求的同時(shí)也帶來(lái)了一系列問(wèn)題,。 從空間角度看,, 目前開(kāi)采深度已到1500 米,, 再繼續(xù)向深部進(jìn)軍將受到高地壓、高地溫以及復(fù)雜地質(zhì)條件等因素的嚴(yán)重制約,, 面臨極大的安全,、環(huán)境,、技術(shù)等風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)前的開(kāi)采理論和方法適應(yīng)的開(kāi)采深度是有極限的,,超過(guò)極限就必須考慮采用全新的開(kāi)采方法,。 從技術(shù)演進(jìn)角度看, 將按照“ 現(xiàn)有基礎(chǔ)支撐技術(shù)— 變革性技術(shù)— 顛覆性技術(shù)” 構(gòu)建煤炭3.0 階段,、4.0 階段和5.0 階段三個(gè)階段的技術(shù)藍(lán)圖,。開(kāi)采、利用技術(shù)的研究不單要考慮現(xiàn)有技術(shù)的升級(jí)與突破,, 還要有對(duì)新的,、顛覆性技術(shù)的探索, 從而應(yīng)對(duì)未來(lái)的技術(shù)變革,。 二,、 謝和平說(shuō):“再經(jīng)過(guò)30 余年努力,‘中國(guó)夢(mèng)’的煤炭篇章將實(shí)現(xiàn),�,!睂�(shí)現(xiàn)步驟分為三個(gè)階段。 一是井下少人,、接近天然氣排放水平的煤炭工業(yè)3.0 階段,。煤炭3.0 階段定位在2020 年之前,是煤炭行業(yè)轉(zhuǎn)型調(diào)整的關(guān)鍵時(shí)期,。此階段核心是盡快實(shí)現(xiàn)煤炭智能開(kāi)采和超低排放潔凈利用,, 完成煤炭開(kāi)采利用技術(shù)升級(jí)與推廣, 最大程度地消除煤炭開(kāi)采及利用的環(huán)境負(fù)效應(yīng),。 到2020 年,, 煤炭開(kāi)采深度不超過(guò)2000 米, 全礦井自動(dòng)化,、智能化技術(shù)有效支撐地質(zhì)信息采集,、通信、智能決策與控制等,; 在東部人口密集區(qū)域,, 加強(qiáng)對(duì)充填開(kāi)采、保水開(kāi)采,、多種資源聯(lián)合開(kāi)采等方面技術(shù)的研究,減少對(duì)土地,、地下水資源的破壞,; 解決煤炭開(kāi)采、利用過(guò)程中產(chǎn)生的環(huán)境負(fù)效應(yīng)問(wèn)題,。 二是井下無(wú)人,、接近清潔能源排放水平的煤炭工業(yè)4.0 階段,。煤炭4.0 階段定位在2020 年至2035年, 是能源技術(shù)由量變到質(zhì)變的突破期和轉(zhuǎn)換期,。此階段核心是突破無(wú)人化開(kāi)采,、近零排放以及液態(tài)化開(kāi)采關(guān) 鍵技術(shù)。 三是井下無(wú)人,、地上無(wú)煤,, 純清潔能源的煤炭工業(yè)5.0 階段。煤炭5.0 階段定位在2035 年至2050年,, 3000 米左右深部開(kāi)采成為現(xiàn)實(shí)需求,。煤炭5.0 階段核心是顛覆傳統(tǒng)煤炭開(kāi)采理念和技術(shù)體系, 實(shí)現(xiàn)深部資源原位液態(tài)化開(kāi)采,。 此階段可讓資源就地利用,, 需要地質(zhì)保障、采區(qū)規(guī)劃,、礦井開(kāi)拓以及智能化開(kāi)采等步驟和技術(shù)支撐,; 將固體煤炭資源轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)、液態(tài),; 顛覆現(xiàn)有采掘模式,, 以人工智能、分布式控制技術(shù)為基礎(chǔ),, 打造采,、選、充填,、氣化,、發(fā)電一體化的高可靠性智慧裝備系統(tǒng)。 三,、
如何實(shí)現(xiàn)上述三個(gè)階段的目標(biāo),? 謝和平表示, 需從煤炭開(kāi)采過(guò)程,、利用過(guò)程,、環(huán)境影響消除的煤炭資源全生命周期角度,研究煤炭技術(shù)的發(fā)展,。 智能化無(wú)人開(kāi)采是煤炭3.0 階段需要著重研發(fā)的關(guān)鍵技術(shù),。2020 年前,實(shí)現(xiàn)2000 米以淺智能化開(kāi)采,;2020 年至2035 年,,實(shí)現(xiàn)3000 米以淺智能化無(wú)人開(kāi)采;2035 年至2050 年,,打造3000米以深的智慧礦山,, 實(shí)現(xiàn)煤炭開(kāi)采人不下井,。 流態(tài)化開(kāi)采的技術(shù)演進(jìn)路線為:2020 年前, 將煤炭流態(tài)化開(kāi)采作為深地研究的重要科學(xué)問(wèn)題率先提出來(lái),, 展開(kāi)煤炭資源流態(tài)化開(kāi)采前瞻性理論,、基礎(chǔ)性技術(shù)研究; 2020 年至2035 年,, 建立現(xiàn)有煤炭開(kāi)采及轉(zhuǎn)化技術(shù)體系對(duì)流態(tài)化開(kāi)采的基礎(chǔ)支撐架構(gòu),, 部分流態(tài)化開(kāi)采關(guān)鍵技術(shù)的深部原位實(shí)現(xiàn); 2035 年至2050年,, 實(shí)現(xiàn)流態(tài)化開(kāi)采重大關(guān)鍵技術(shù)的突破,, 集成相關(guān)技術(shù)開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施。進(jìn)入深部資源開(kāi)采后將面臨更大的安全,、環(huán)境,、經(jīng)濟(jì)以及技術(shù)難題�,;趯�(duì)地球深部基本科學(xué)規(guī)律的探索,, 提出煤炭資源深部原位流態(tài)化開(kāi)采的顛覆性理念, 可以解決3000米甚至更深的資源開(kāi)發(fā)難題,。 地下空間的開(kāi)發(fā)利用技術(shù)路線為:2020 年前,,主要進(jìn)行500 米以淺廢棄礦井空間開(kāi)發(fā)利用, 積累空間分配,、生態(tài)系統(tǒng)再造,、通信等關(guān)鍵技術(shù);2020 年至2035 年,,進(jìn)行2000 米以淺深部地下空間開(kāi)發(fā)利用,, 包括醫(yī)療、試驗(yàn)等用途,; 2035 年至2050 年,,開(kāi)展與流態(tài)化開(kāi)采相配套的地下空間開(kāi)發(fā)利用技術(shù)研究。 煤炭清潔低碳利用方面,, 在2020年前,, 重點(diǎn)解決分散燃煤清潔化問(wèn)題和推廣應(yīng)用燃煤發(fā)電超低排放技術(shù);2020 年至2035 年,,實(shí)現(xiàn)燃煤發(fā)電近零排放和地下轉(zhuǎn)化,, 削減大部分的二氧化碳排放;2035 年至2050 年,,煤炭不到達(dá)地面,, 直接在地下實(shí)現(xiàn)熱電氣一體化生產(chǎn), 由開(kāi)采煤炭轉(zhuǎn)變?yōu)殚_(kāi)采“能源”。 謝和平說(shuō):“ 不論出身,, 只論排放, 煤炭也能成為清潔能源,, 這是煤炭革命的終極目標(biāo),。” |
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