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淮北矿业集团陆旭——《“双碳”目标下淮北矿业集团建设绿色矿山的可行路径探究》

 

 

摘要:煤炭作为我国能源结构中的主导地位,为了实现“双碳”目标和煤炭产业可持续发展,建设国家级绿色矿山是基础和关键。详细分析了“双碳”目标下我国煤炭企业未来的发展前景:煤矿生产地正慢慢向我国北部和西部转移,多个地区的煤炭生产企业之间的重组与融合将成为我国未来煤炭能源发展的最佳选择,建设绿色矿山我国煤炭企业可持续发展的路径。详细讲解了绿色矿山的发展历程和基本条件,分析了煤炭企业建设国家级绿色矿山的现实意义。提出了淮北矿业集团建设国家级绿色矿山的可行路径,从科学技术创新、推进节能降耗、矿山生态环境治理和矿区和谐发展等4个方面全面开展。

关键词:“双碳”目标;绿色矿山;基本条件;可行路径

 

由于我国人口基数大正处于经济飞速发展的时期因此,我国目前仍是二氧化碳排放量最大的国家其次是美国、印度、俄罗斯、日本等[1]。为应对全球气候变化和早日实现碳达峰、碳中和,我国将应对气候变化作为国家生态文明建设的重要内容纳入党的十九大报告中;2020年,习近平总书记在第七十五届联合国大会一般性辩论上首次提出了我国“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“双碳”目标[2];2021年“碳达峰碳中和”首次写入全国两会政府工作报告;2022年有序推进碳达峰碳中和工作”被再次写入全国两会政府工作报告中;习近平总书记在二十大报告中指出:积极稳妥推进碳达峰碳中和[3]。如今,“双碳”目标已成为我国社会共识,既是中国对全球气候变化所做的努力,也是推进我国可持续发展的重要战略。

目前,我国能源产量位居世界第一,且能源自给率达到80%以上,而在传统的化石能源中,煤炭已经成为了主导地位的能源物质。2021年我国煤电装机量占比为50%,其中发电量占比为60%。煤炭作为国内高储产量且自主可控的主要能源,必须推进煤炭领域的高质量可持续发展,提高煤炭的整体供保能力,确保新的国际级形势下我国能源安全稳定[4]。煤炭企业转型走绿色矿山建设是实现我国“双碳”目标的前提条件与关键技术[5]。本文在“双碳”背景下,从我国目前的煤炭企业发展前景和挑战入手,详细阐述了淮北矿业集团转型升级和绿色矿山建设之间的关联,旨在探索出一条适合我国煤炭企业转型绿色矿山建设的道路。

1.“双碳”背景下我国煤炭企业发展的前景

我国北方供暖行业将煤炭供能改为气或电供能,以及缩减全国低端产能的钢铁行业等措施, 既有效减少碳排放量, 又推动了供给侧结构性改革[6]。这些措施给煤炭生产企业带来了巨大压力,因此煤炭生产企业开始不断推动供给侧结构性改革,从而保证行业的高质量发展。

“十三五”规划实施以来,煤炭生产企业不断缩减落后产能,提高先进产能。截至到2020年底,全国累计关闭煤矿5500处左右、缩减煤炭落后产能10亿吨/年以上,超额实现了国务院提出的解决煤炭过剩产能目标,我国煤炭资源开发布局持续优化,煤炭生产重心持续向资源赋存高、开采条件好的“晋陕蒙地区”集中[7]。《2030年前碳达峰行动方案》中指出,到2030年,非化石类能源在能源供给中占比达到25%左右,而煤炭在能源消费结构中的占比有望下降到50%以下。截至到2021年底,全国的原煤生产量达到41.3亿吨,同比增长5.7%;并且全国煤炭消费总量同比增长4.6%,可以看出我国的能源需求仍然保持增长[8]。但未来我国的经济发展模式将不断转型,从高速发展模式逐渐转变为绿色低碳可持续发展模式,从而煤炭能源需求量和煤炭消费总量占比将持续下降,因此建立多种能源共同开发体系将是“十四五”规划和未来经济发展的重要任务。

从2007年开始,我国原国土资源部首次提出了“坚持科学发展,推进绿色矿业”的口号。2009年,绿色矿业发展规划被提升至国家发展战略高度,颁布的《全国矿产资源规划( 2008—2015年) 》中明确提出了要推动发展“绿色矿业”,到2020年基本完成绿色矿山格局建设。2010年,我国颁布了《国家级绿色矿山基本条件》,为企业转型建设绿色矿山提供了法律依据和技术支撑[9]。2016年,国家“十三五”规划纲要中提出“大力推进绿色矿山和绿色矿业发展示范区建设”。2018年,自然资源部出台了《国家绿色矿山建设规范》,制定了非金属、化工、黄金、煤炭、砂石等九大行业的绿色矿山建设国家级标准。2019年,我国正式发布了《绿色矿山建设评估指导手册》,为更好的开展绿色矿山建设评估提供了技术指导[10,11]

煤炭生产企业积极响应国家政策,开启绿色矿山建设之路。2011—2014年,原国土资源部通过“试点先行,整体推进”的方法,陆续公布了4批(共661家)国家级绿色矿山建设试点单位。2015年底,前两批国家级绿色矿山建设试点单位中有191家企业通过国家专业验收评估,正式成为国家级绿色矿山,为我国绿色矿山建设提供典范和参考。随着《国家绿色矿山建设规范》的颁布,我国绿色矿山建设进入标准化规范化发展阶段。2019年自然资源部通过网上申请、实地考察、第三方评估等相关审核程序开展了国家级绿色矿山评选工作,共有953家矿山企业被收录到全国绿色矿山名录中。截至到2020年底,已有1254家矿山企业被收录到全国绿色矿山名录,还设立了50个绿色矿业发展示范区[12,13]。淮北矿业集团坚持“生态优先、绿色发展”理念,围绕生态文明建设总体要求,统筹矿产资源开发和生态保护,朱仙庄煤矿、许疃煤矿等9对矿井入选国家级绿色矿山,临涣焦化公司、雷鸣科化入选国家级绿色工厂。

通过上述情况来看,在 “双碳”背景下,我国煤炭行业正在进行新一轮调整转型与重组改建,并且根据我国煤炭资源的赋存分布情况,传统且落后的煤矿生产地正慢慢向我国北部和西部转移,使落后煤炭生产地渐渐退出市场,多个地区的煤炭生产企业之间的重组与融合将成为我国未来煤炭能源发展的最佳选择。同时,大力推进绿色矿山建设和研发创新煤炭绿色开采技术也将成为煤炭企业未来发展的重点。

2.绿色矿山的概念及基本内容

绿色矿山是指在开发矿山资源时,采取科学合理、高效有序的开采方式,将开采造成的生态环境扰动控制在较低范围内,从而达到矿山科学化开采、资源高效化利用、信息数字化管理,最终建立绿色可持续发展利用的矿山[14]

2.1绿色矿山的发展历程

绿色矿山的发展经历了三个阶段。

第一阶段:绿色矿山概念的提出。19世纪初期,英国和美国等西方国家先后提出了绿色矿山的概念,为了保护矿区植被和生态环境。在这一阶段绿色矿山的内容主要针对于生态环境。

第二阶段:矿产资源的综合利用。第二次世界大战结束以后,全球经济高速发展,大力发展重工业,对矿产资源的消耗量大幅度增加, 人们开始意识到不能无节制的开采矿产资源,必须提高资源的利用率和多种资源综合利用,才能推动经济高速发展。这一阶段绿色矿山的内容主要针对于资源的综合利用。

第三阶段:矿山的可持续发展。如今,各国正面临着资源短缺的问题,已经开始阻碍经济社会的发展,资源的综合利用起到了很好的效果,但为了更好的保障能源供给,则需要走绿色可持续发展道路。因此绿色矿山建设的内容必须强调资源可持续发展利用[10,15]

2.2绿色矿山的基本条件

2010年8月,原国土资源部发布的《关于贯彻落实全国矿产资源规划发展绿色矿业建设绿色矿山工作的指导意见》中明确规定了我国建设国家级绿色矿山的基本条件和要求,分为“依法办矿、规范管理、资源综合利用、技术创新、节能减排、环境保护、土地复垦、社区和谐、企业文化”九个方面[16]

①依法办矿:企业必须严格遵守《矿产资源法》等国家法律法规,办理合法经营证件进行开采,严格按照《矿山地质环境保护与治理恢复方案 》《矿山土地复垦方案 》等进行生态治理和土地复垦。②规范管理:企业参照《绿色矿业公约》制定切合自身实际的绿色矿山建设规划,建立健全安全生产制度、环境保护措施、资源合理利用方案等,努力形成绿色矿山建设管理的规范化、合法化和制度化。③资源综合利用:如期完成建设规划所制定的资源开发与综合利用指标,相关矿产资源开发利用工艺、技术和设备达到或超过国家相关标准。④技术创新:积极研发创新矿产开采、资源利用等技术,每年投入不低于矿山企业总产值的1%进行科技创新,淘汰落后工艺和效能低的设备。⑤节能减排:大力推进节能减排工作,节能降耗满足国家标准,优先使用无废或少废工艺或设备,污染物排放达标或零排放。⑥环境保护:严格遵守“三同时”制度,制定合理的矿山生态环境保护与治理方案,使矿区植被覆盖率达到可绿化面积的90%以上。⑦土地复垦:严格按照企业制定的《矿区土地复垦方案》进行合理有效的复垦,坚持“边开采,边复垦”的原则,因地制宜,优先设计复垦后的土地用于耕地或农用地,实现矿区土地的可持续利用。⑧社区和谐:企业自身要履行相应的社会责任,生产作业不影响社区生活,环境保护切实有效,树立良好的企业形象,出现矛盾及时沟通解决,旨在建立和谐的社区关系。⑨企业文化:坚持以绿色理念为主导,创造符合国家绿色矿山建设要求和具有企业自身特色的企业文化,建立健全职工晋升、学习、福利等政策[17,18]

3.“双碳”目标下淮北矿业集团绿色矿山建设的路径

为建设国家级绿色矿山,以 “双碳”目标和国家级绿色矿山基本条件与政策为指导,主要从科学技术创新、推进节能降耗、矿山生态环境治理和矿区和谐发展等4个方面,提出淮北矿业集团绿色矿山建设的可行路径。

3.1科学技术创新

建立完备的科学技术创新体系,推进智能绿色矿山建设。加快煤矿信息化、智能化发展趋势,全面推进集团相关矿区以机电运输、“一通三防”、监视监控等为重点的煤矿智能化建设。此外,信息化系统项目全面上线运行,形成决策管理集约化、经营管理数字化、生产调度可视化、过程控制智能化等。大力推动科技创新,重视技术成果转化,鼓励新技术新工艺新设备的研究、推广和应用,为矿区发展提供技术支持。

3.2推进节能降耗

(1)推进采煤、洗选过程中的节能降耗。继续推广变频节能技术在井下采煤系统(如采煤机、皮带输送机、矿井提升机、通风机等)中的应用,实现设备精细化管理。通过矿井回风热源利用、污水热源利用、变频电磁采暖以及空气加热等清洁能源技术对矿井供暖系统进行改造,降低供暖能源需求。推广全粒级干法选煤等节能技术,提高煤炭分选效率。推广煤矿矿井水超磁分离井下处理,实现矿井水资源化利用。

(2)加强现役火电机组节能降碳技改。推进煤炭清洁高效利用,优化煤炭利用结构,从淘汰落后用煤、节能技术更新、清洁利用技术改造等方面发展洁净煤技术。加强燃气锅炉烟气深度冷却、烟气低品位余热回收利用、低压驱动热泵、背压机高品位蒸汽合理利用等余热、余压利用,发展煤电热冷多联产,杜绝单一热利用。持续推进现有火电机组的节能技术与超低排放技术改造,因厂制宜采用汽轮机变工况运行改造/通流改造、变频器调速改造、空冷岛管束升级改造、凝汽器真空保持等成熟、适用的节能改造技术,从而提高煤炭利用效率,减少化石燃料燃烧二氧化碳排放,协同减少煤炭消耗总量和污染物排放。

(3)加强矿井主要耗能机电设备改造。积极开展各矿井井下运输系统的改造升级,对各煤矿井下皮带机淘汰更新升级。井下新水平、新采区建成单轨吊网络化运输系统,取代地轨运输,实现物料一站式配送;排矸实现连续化,即井下皮带机连续运输+立井箕斗提升+地面皮带机连续运输,逐步取消矿车排矸。积极推进本土矿井采用装备高效煤巷、岩巷掘进示范作业线;新购、更换部分巷修设备。

(4)持续提标减排。临涣焦化实施中压蒸汽替代管式炉改造、焦炉一期新建机侧除尘;中利发电实施1#、2#机组除尘器电源进行提效升级改造、安装余热省煤器;金岩高新实施1#、2#回转窑的煤改天然气改造;华塑股份实施VCM车间废气收集治理提标改造,通过实施系列改造,持续减少污染物排放总量。

3.3矿山生态环境治理

(1)推动矿井水深度处理及利用。建立严格、智能、高效的水量和水质管理运行模式,用来解决矿区的水资源利用、生态环保、绿色产业发展等问题。强化矿井水氟化物深度处理,经过处理后的水质达到《地表水环境质量标准》GB3838-2019中的Ⅲ类标准,并对净化后的矿井水进行农业灌溉利用。

(2)高效治理矿区烟气和粉尘。强化煤矸石、焦炭等物料扬尘治理,煤炭、矸石、煤泥等物料实施封闭贮存,使粉尘和扬尘去除率达到100%。

(3)加强沉降区生态修复。积极开展沉陷区动态监测、地面附属物补偿、农田水利设施修复、道路修建。全面消除矸石山,播撒草籽和植物种子,进行自然恢复,种植桃树、梨树、苹果树、枣树等形成经济林。

(4)推广绿色光伏产业。研究制定以太阳能光伏发电为主的可再生能源综合利用方案,利用采煤沉陷区、建筑屋顶、工广区停车场及矿内空地因地制宜实施太阳能、风电、空气能等可再生能源项目开发,通过分布式光伏、热泵等技术实现多能互补,提供高效智能的能源供应。

(5)研究瓦斯高效利用方案。加大推广应用超低浓度瓦斯蓄热氧化技术,将超低浓度瓦斯与空气混合成适当浓度,通过该技术回收余热产生饱和蒸汽,替代目前的燃气锅炉、电蓄热锅炉、空气源热泵、余热利用、电厂供热等,既减少因井工开采造成的甲烷逃逸排放,又可减少天然气、电力用量,实现碳减排的同时节省供热成本。

3.4矿区和谐发展

(1)大力建设矿山工作区域的环境保护设施。投入大量资金建设绿色矿山和服务社区,增加配套的矿区基础设施,发展土地沉降区复垦农业,努力发展为机械一体化、自动智能化、节能低碳的现代农业。

(2)提升大众环保理念,鼓励公众参与资源开发活动。鼓励大众通过网络、电视、宣传单、报纸等媒介参与到绿色矿山建设中来,既能让公众充分了解并掌握建设绿色矿山的意义和价值,又能监督企业建设绿色矿山的全过程,并提出相应的意见和整改建议,提高矿山企业内部工作人员的积极性和自觉性,从而推动企业绿色矿山建设发展。

4.结语

在“双碳”背景下,我国煤炭行业未来的发展既存在挑战,又存在机遇,想要实现煤炭企业的高质量可持续发展,就需要积极采用新能源。建设国家级绿色矿山是目前煤炭行业实现 “双碳”目标的重要路径,绿色矿山的基本条件中资源综合利用、节能减排、环境保护、土地复垦就是减少碳排放量的重要方法。绿色矿山是一种集矿产资源综合利用和生态环境保护于一体的现代矿山建设模式。淮北矿业集团创建国家级绿色矿山,就要从科学技术创新、推进节能降耗、矿山生态环境治理和矿区和谐发展等4个方面全面开展。

 

 

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