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【校友“友”话说】中国工程院院士武强:煤炭行业低碳化要从全产业链入手

2021年05月03日 18:31  点击:[]


【校友“友”话说】中国工程院院士武强:煤炭行业低碳化要从全产业链入手

校友简介

武强,男,汉族,1959年生,内蒙古呼和浩特人,教授,博士生导师,1982年毕业于河北地质学院水文地质与工程地质专业,2015年12月7日当选为中国工程院院士。水文地质环境地质学家,“李四光地质科学奖”获得者、教育部“长江学者和创新团队发展计划”带头人、首届十位“中国优秀博士后奖”、“全国优秀教师”“百千万人才工程”国家级人选和国务院政府特殊津贴享受者等称号,2018年获何梁何利基金奖。

武强教授长期从事矿山地下水防控与利用领域的科研与实践工作,开创性的提出了煤层底板和顶板两大类主要突水灾害预测预报的“脆弱性指数法”和“三图双预测法”,均获得国家发明专利;建立了华北型煤田立体充水地质结构模式,有效指导了我国区域矿床水文地质勘探、评价预测和水害防控等工作。在我国水害严重的多个矿山得到普遍应用,产生了显著的经济社会环境效益。

4月25日,在北京召开的2021京津冀及周边地区工业固废综合利用高层论坛上,中国工程院院士、中国矿业大学(北京)教授武强表示:“碳排放与能源消费息息相关。我国要实现碳达峰碳中和目标,煤炭行业首当其冲,必须要从开发、加工和利用多个环节抓起,实现全产业链的低碳化。”

武强指出,煤炭行业要实现低碳化,首先是要做到开发过程中的低碳化。煤是共伴生资源包括煤层气、煤矸石及伴生矿等在煤层及开采过程中出现或形成的资源。我国煤层气资源丰富,据原国土资源部统计资料显示,截至2016年底,我国煤层气埋深2000米以浅地质资源量30万亿立方米,可采资源量12.5万亿立方米,具有巨大的开发潜力。2016年,我国煤炭资源开发过程中释放的瓦斯气体为135亿立方米,仅有35%被作为能源资源利用,其余65%都被排放到大气中。而瓦斯的主要成分是甲烷,对臭氧层具有很强的破坏作用,其温室效应是二氧化碳的21倍。因此,加大煤层气资源的开发利用可大大减少煤炭资源开发过程中的温室气体排放,同时也可预防瓦斯事故,保障煤矿安全生产。同时,还要充分利用煤矸石资源。煤矸石中含有残煤、碳质泥岩和废木材等可燃物,长期露天堆放,其内部的热量逐渐堆集,其中的残煤会发生自燃,产生大量的二氧化碳、二氧化硫等有害气体直接排放大大气中。因此,充分对煤矸石分类利用,利用其发电、进行充填开采等等,不仅节约资源,同时也是减少煤炭资源开发过程中碳排放的有效途径。

武强表示,提升煤炭资源质量、降低煤炭在终端能源利用中的原煤直接燃烧比例,是我国实现煤炭低碳化的有效途径之一。我国煤炭资源的灰分及硫分含量偏高,通过煤炭分选加工,不仅可以有效减少原煤中的灰含量和硫含量,还可间接地减少二氧化碳的排放。例如在发电过程中,煤炭灰分每降低1%,每度电的标准煤可减少2~5克,全国每年可减少二氧化碳排放量约为1500~3750万吨,有效地提高了燃煤发电效率,减少了碳排放。同时,针对我国“北煤南运、西煤东运”的运输格局,通过提高煤炭入选率,可以排除大量煤矸石。据统计,每入选1亿吨原煤,可排除约1800万吨煤矸石。按铁路运输煤炭20亿、平均运距600公里计算,可节约运力2160亿吨公里,不仅省去了大量无效运输,降低了成本,更减少了铁路、公路和水路运输等过程中消耗大量电力及化石能源等带来的环境污染及大量的二氧化碳排放。

武强认为,煤炭燃烧和转化过程中的低碳化也至关重要。目前我国碳排放主要集中在能源行业,而煤炭燃烧与转化过程中排放的二氧化碳是我国温室气体排放的最大“贡献者”。以燃煤发电为例,2016年,我国煤电行业共计排放34.76亿吨二氧化碳,占当年全国总量的34.24%。尽管我国目前在燃煤发电清洁发展方面取得了巨大成就,燃煤发电技术和污染物排放等方面已达到世界领先水平,但燃煤发电过程中二氧化碳排放高的难题仍未得到有效解决。不仅煤电行业,钢铁行业和煤化工等其他煤炭资源消耗大户,也应该更多地关注和实现煤炭资源的低碳化利用。相比于汽车尾气及居民生活排放的二氧化碳,煤电行业排放的二氧化碳,具有来源固定、量大、集中且易于统一处理的特点,有利于低碳化利用。

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