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袁亮院士:廢棄礦井資源綜合開發利用助力實現“碳達峰、碳中和”目標
字號:[    ] 發布時間:2021-08-30 11:15:28 來源:科技導報 發布人:劉一鳴
  中國能源結構“缺氣、少油、相對富煤”的基本特征,決定了煤炭在保障國家安全、推動經濟社會高質量發展中的重要支撐作用。2020年,中國煤炭占一次能源消費比重56.7%,原油、天然氣對外依存度分別達73%、43%。中國工程院預測:2050年中國煤炭占一次能源消費比例還將保持在50%左右,2050年以前,以煤炭為主導的能源結構難以改變。煤炭仍將長期在能源體系中發揮穩定器和壓艙石功能,承擔能源安全“兜底”使命。同時,應對全球氣候與生態環境變化,服務“碳達峰、碳中和”目標達成,煤炭工業也承擔著加強廢棄礦井資源綜合開發利用、服務經濟社會全面綠色轉型的重要使命任務。習近平總書記強調,中國煤炭資源豐富,在發展新能源、可再生能源的同時,還要做好煤炭這篇文章,為綜合開發利用廢棄礦井資源、推進煤炭工業高質量發展提供了根本遵循。
 
  當前,煤炭行業供給側結構性改革持續推進,國內綠色煤炭資源量逐年減少,廢棄礦井數量日益增多。“十三五”期間全國累計退出煤礦約5500處、退出落后煤炭產能10億t,“十四五”期間煤礦數量還將進一步壓縮。關閉/廢棄礦井中賦存遺留煤炭資源量高達420億t,非常規天然氣近5000億m3,礦井水(約1/3礦井為水資源豐富礦井)及地熱資源,同時廢棄礦井地下空間資源(約60萬m3/礦)、生態開發及工業旅游資源開發利用潛力巨大。廢棄礦井在抽水蓄能、空氣壓縮儲能、遺留煤層氣地面抽采、遺留煤炭地下氣化、二氧化碳地質封存等方面的高效開發利用將在能源行業減碳、降碳、控碳、增能方面發揮重要作用。開發利用好廢棄礦井資源是構建清潔低碳、安全高效的能源體系的重要戰略部署,同時是踐行“雙碳”目標的重要舉措。
 
  美國、德國、澳大利亞、烏克蘭、奧地利等國率先開展廢棄礦井資源開發利用研究,并形成了較為成熟的開發利用模式,成效顯著。如利用廢棄礦井進行旅游開發,將廢棄礦井開發為醫院,利用廢棄礦井修建極深地下實驗室,將廢棄礦井改建為地下儲氣庫,將廢棄礦井作為壓縮空氣蓄能發電站,利用廢棄礦井進行抽水蓄能發電,將廢棄礦井用于放射性核廢料處置。
 
  相比之下,國內廢棄礦井資源開發利用尚處于起步階段,基礎理論研究薄弱,關鍵技術不成熟,先導示范工程相對缺乏,僅在煤礦瓦斯(煤層氣)、煤炭地下氣化、地下水庫構建等能源化、資源化利用方面進行了工業性試驗,開展了廢棄礦井儲氣庫、儲油庫以及工業旅游等功能化利用方面的探索性研究。
 
  針對中國煤炭資源安全與廢棄礦井資源開發利用戰略性問題,開展中國煤礦安全及廢棄礦井資源開發利用戰略研究,研判煤礦安全重大變革,提出新時代煤礦安全科技重大需求及發展戰略,及基于能源化、資源化、功能化的廢棄礦井資源開發利用模式,形成廢棄礦井油氣儲庫和核廢料處置庫的庫址篩選原則和技術方法,構建基于抽水蓄能的氣油水光互補能源技術體系,建立關閉礦井+旅游產品、關閉礦井+產業融合、關閉礦井+區域協同模式,明確廢棄礦井資源開發利用方向、技術路線、時間表。系統部署廢棄礦井資源綜合開發利用基礎與應用基礎理論研究、創新關鍵核心技術研發、先導示范工程實踐,對國家低碳能源發展將產生重大而深遠的影響。
 
  要準確把握全球氣候變化與經濟社會高質量發展的能源需求,應對煤炭資源逐漸由主導能源向兜底保障能源角色轉變,發揮科技創新在煤炭行業高質量發展中的核心地位,創新建立廢棄礦井資源開發利用科技投入長效機制,加大科技人才保障力度,加強廢棄礦井綜合開發利用工程科技與科研創新平臺建設,加強政產學研用協同創新,鼓勵支持二氧化碳地質封存,推動廢棄礦井能源化、資源化、功能化綜合開發利用,推進“廢棄礦井抽水蓄能+”開發利用模式,促力發展可再生能源,支撐傳統產業轉型升級,提高能源利用效率,服務國家低碳能源結構轉型,力爭在2025年,廢棄礦井資源綜合開發利用取得重大突破;2035年,廢棄礦井資源綜合開發利用率達到35%;2050年,廢棄礦井開發利用率達到50%以上,開發利用技術達到國際領先水平。
 
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