4月2日,中国工程院网站转载了我校中国工程院院士钱鸣高教授《谈我国煤炭工业中长期发展战略》一文,现予刊载。
钱鸣高,中国工程院院士,我国矿山压力及其控制学科的主要奠基者和开拓者之一,曾担任中国矿业大学采矿系系主任、煤炭工业矿山压力中心站站长、国务院学位委员会学科评审组成员和矿业学科召集人、中国煤炭学会副理事长等职务,现任中国煤炭学会名誉理事长。他1984年被评为首批国家有突出贡献中青年专家,1991年享受国务院特殊津贴,1994年获孙越崎能源大奖,1996年获全国五一劳动奖章,2000年获全国先进工作者称号。
记者:钱院士,您近来在思考什么?
钱院士:最近中国工程院正在做“中国能源中长期(2030、2050)发展战略”的研究,煤炭部分由四川大学谢和平校长、中国煤炭学会胡省三副理事长和我负责。应该说,制约我国经济发展的突出瓶颈是能源。按照能源消费弹性系数法预测,到2030和2050年能源需求为51-64和59-78亿吨(标煤)。具体到煤炭,考虑到可再生能源和油气,煤炭可能要达到40-45亿吨。而燃煤是造成温室气体的主要因素,我国在温室气体的排放总量上已经是世界第二。因此国家在发展能源方面必然首先考虑可再生能源,期望尽量压缩煤炭。但可再生能源发展要经过一定的过程,才能期盼有实质性的突破。据有关预测,从保护环境、控制温室气体排放和资源合理利用方面考虑,到2050年煤炭仍要占40%。目前,对我国来说,为保证国民经济发展,由化石能源过渡到可再生能源时期,煤炭仍然是最便于解决和技术成熟的可靠能源。因此,在相当一段时间内,只有煤炭能适应国民经济的发展。
记者:目前,我国的煤炭资源情况如何?
钱院士:我国煤炭资源具有广阔的勘查开发利用前景,全国煤炭资源总量5.57万亿吨。其中垂深1000米以内浅煤炭资源总量为2.86万亿吨,目前已查明煤炭资源储量达到11598亿吨。其中东部占13.5%,中部75.5%,西部11%,列世界第三位。随着勘探程度的加强储量将进一步增加。应该说,我国的煤炭资源还是比较丰富的。但我国煤炭资源有其特点,一是精查率低,在查明资源量中,精查率为25%,详查率42%,普查率68%;二是地质构造复杂,我国资源开采条件属中等偏下,总体上南方和东部构造复杂,北方和西部构造简单,将近50%的储量处于地质构造复杂和高瓦斯地区;三是产需严重分离,造成输送困难,如晋陕蒙宁地区的储量占将近65%,因而是调出区,经济发达的东部是能源利用大户,而储量仅占13.5%,而且将逐步枯竭,因而是能源调入区。
记者:我国煤炭开采利用中最突出的问题是什么?
钱院士:由于我国的资源状态(富煤而贫油),这也是长期能源结构难以改变的原因。煤炭作为我国的主体能源,是我国经济发展的先行者。目前煤炭在我国能源消费总量所占比例达到70%,而煤炭在生产和利用方面又存在着明显的负外部性(对安全和环境的影响),而且没有很好解决。为了国民经济发展,多年来煤炭一直是在超能力生产,特别是原始人工劳动的乡镇煤矿产量约占全国总产量的40%,(乡镇煤矿与落后的地方经济+科技能力和人才的缺失+产业的负外部性=形成落后产能的环境),从而使安全事故不断发生。再比如开采对环境造成巨大影响。一是地下水系的破坏。我国水资源分布很不均衡,且水资源与煤炭资源成逆向分布,大概有70%的矿区缺水,尤其是“三西地区”将成为我国主要的煤炭基地,将来有70%的煤炭要在这里生产,但缺水更为严重,开采将对浅层水疏干形成破坏,据山西估计开采时吨煤排水量达到1.75-2.15吨。二是对地面和农田的破坏。沉陷面积是开采面积的1.2-1.3倍,至2005年全国沉陷面积已达70万公顷。再加上燃煤时形成的二氧化硫和二氧化碳等对环境和气候的影响。由此,煤炭工业在为国民经济作出重大贡献的同时引来社会的很多责难。诸如此类的问题是煤炭生产与利用中存在的主要矛盾。
记者:如果这样的话,随着国民经济发展,在一段时间内对煤炭的需求量仍然很大,如何解决这个矛盾?
钱院士:煤炭工业要健康发展,就必须以科学发展观为指导,保持稳定、安全、高效、保护资源和环境,实现煤炭开采与利用和自然环境之间的和谐发展,建立以人为本原则下全面协调可持续的“现代化煤炭工业生产体系”。具体地说,在环境容量内发展煤炭能源,积极地解决好煤炭开采与利用在“安全和保护资源与环境”方面的负外部性,寻找“能源需求和保证安全与环境容量”之间的平衡点,以合理控制产能规模,以适应国民经济发展的需求。
记者:环境容量与产能规模如何确定?
钱院士:从环境的容量来说,燃煤对空气的污染以及二氧化碳的排放必然要约束生产规模。另外,矿产资源与土地、水、植被和草原等环境要素紧密相关,大规模地采矿必然对环境形成威胁和破坏。环境是一种稀缺资源,是亿万年来自然力作用的结果,具有唯一性、不可复制性和破坏后的不可逆性,而且当超过一定限度(生态阈值)自然生态系统将面临崩溃。因此,无论国家、地区和矿区生产和消费规模都受到相应环境容量和生态阈值的制约。
科学产能规模决定于对煤炭生产和利用引起的外部性的控制和转化能力,事实上也体现了对当地经济的有利程度。也就是说,要根据资源精查程度和复杂的赋存条件分类,综合考虑和解决以下的限制:生产安全条件约束、地区环境对规模生产的约束、全国和地区的环境容量对煤炭利用的约束、产需严重分离格局下输送条件约束、行业人才素质约束、科学采矿引起的经济成本约束。因此,科学产能应该是指具有持续发展储量以及与储量条件相匹配的科学、安全和保护环境的方法,将资源最大限度采出的能力。意味着“资源、人才及相应的科学技术和装备”都必须到位,而且还必须与当地环境的自净能力相匹配,是综合能力的体现。
按目前我国保证煤炭安全生产的科技能力形成的产能只能是现有产量的1/3,其水平与美国相当。如果我们每年和美国一样只开采和利用8亿吨左右的话,我们的安全和环境状况和美国也差不多。但实际上,我国的年开采量已达到近28亿吨,产量是遥遥领先,技术力量却没能够领先。按照科学产能,目前乡镇煤矿在机械化开采和安全、保护环境与资源状况形成的“产能”是不可取。不可持续的,在发达国家这种产能是不能实现的,它是以安全、资源和环境作为代价换取的。
另外,煤炭行业实行科学采矿,必须反映煤炭的真实成本,除此还必须实行保护资源的资源有偿使用,实现采矿为当地经济服务,使资源优势转变为经济优势。由于开采引起的负外部性,目前煤炭价格是扭曲的,它有利于用户,而不利于产出地。有人估算,使煤矿的外部成本内部化后,价格将上涨25%,按照科学发展和以人为本对安全、资源和环境的要求,还要在技术经济和管理上作出努力,那样成本可能还要高。
煤炭的自然价值是相当可观的。煤炭、石油、天然气都是经过上亿年,甚至十几亿年时间,在地壳岩层中经过巨大的物理化学作用形成的,属于不可再生性的可耗竭稀缺性自然资源。现在的煤价大约是400元一吨,过去曾经卖到上千元一吨,但是即使现在出到上千元一吨的价格,也没人能够凭空“制造”出一吨煤来,因为它是不可再生性的可耗竭稀缺性自然资源,地球只给予一次,消耗一吨就少一吨,应该特别珍惜。因此,按照煤炭工业走“资源利用率高、安全保障、经济效益好、环境污染少和可持续的煤炭工业发展道路”的要求,必须有专门的机构研究煤炭科学技术和管理,提出一揽子科技管理和经济办法,解决煤炭开采技术、管理和经济的一系列难题,以实现绿色采矿、科学采矿。
记者:钱院士,绿色采矿、科学采矿都是您提出的采矿理念,它们的基本内涵究竟有哪些?
钱院士:简单地说,矿区在开发建设之前与周围环境已形成了一定的协调方式,而一旦开发建设,强烈的人为活动便使环境发生巨大的变化,由此形成了独特的矿区生态环境问题,如大气环境污染、农田及建筑物破坏、村庄迁徙、矸石堆积、河川径流减少、地下水源干枯与污染、土地沙漠化等。煤炭行业必须考虑煤炭资源与环境协调开采问题,开展绿色开采技术研究。“绿色开采”在基本概念上是从广义资源的角度来认识和对待煤、瓦斯、水、土地等一切可以利用的资源,基本出发点是从开采的角度防止或尽可能减轻开采煤炭对环境和其他资源的不良影响,其技术体系涵盖了保水开采、煤与瓦斯共采、减沉开采、井下矸石处理、煤炭地下气化等一系列绿色开采技术。我国部分矿区已在矿井水处理、矸石利用和土地复垦等方面取得进展,事实上各矿区应根据自身特点,有所侧重地形成各自的绿色开采模式。由于煤矿井下作业环境和开采期间地应力的多变及由其引起的煤、岩和瓦斯的动力事故难以预测,煤炭开采业目前还属于本质不安全的高危行业,随着国家经济状况的改善,科学发展、以人为本是必然的理念,煤炭开采应从高危行业中消除,走资源利用率高、安全有保障、经济效益好、环境污染少和可持续发展的煤炭工业发展道路,实现“科学采矿”是必由之路。科学采矿的技术主要体现在机械化开采、保护环境、安全生产、提高资源采出率、采用先进科学技术以降低成本等主要方面。我国煤炭的开采量已经超过世界的1/3,而且开采条件差别很大,因此在煤炭开采的科学技术方面理应处在世界的前沿,不仅要达到世界水平,而且要解决世界上没有解决的问题。
记者:关于煤炭生产发展的现状与未来,中国矿业大学应如何面对?
钱院士:中国矿业大学经过一百年的发展,为国家的煤炭事业做出了突出贡献。今年将迎来学校的百年校庆,学校应该很好地总结学校的百年历史、办学经验、辉煌成就,展望煤炭生产发展和新能源的未来,确立学校的发展定位。以煤炭为主要服务对象、将要办成一流能源科技大学的矿业大学,要回答以下问题:煤炭作为能源存在的安全、环境、资源和经济等能否得到解决,我国的环境容量允许多少;煤炭将来的最佳用途是能源还是煤化工;在环境容量范围内,煤炭工业如何实现现代化;如何破解煤炭作为自然资源价值的评估和其负外部性的影响,如何使煤炭企业健康发展;如何使资源优势转变为经济优势;由于煤炭赋存条件和运输不一致,导致开采成本有很大差异,如何使企业公平竞争;煤炭的合理价格应为多少,国家应制定哪些相关政策;可再生能源如何发展,我们学校的优势在哪里;如何改造学科以满足科学采矿和能源发展的需求;如何使煤炭行业全面进入科学发展,成为既安全又高效、受人尊敬的行业?一切工程都需要能源和资源,所有的化工原料也是通过采矿获取的,有句话叫做“Everything begins with mining”,采矿是一门既古老又现代的行业,希望今天的矿业学子勤于学习、勤于实践、勤于思考、勤于总结,担当起把母校办成世界一流的能源科技大学的历史责任。