现代科技支撑下的煤炭工业可持续发展
[摘 要]纵观我国煤炭行业现状,煤炭资源利用率低下,污染严重、安全事故频发等问题十分严重,与可持续发展的理念和目标相去甚远。究其原因主要在于煤炭工业的科学技术运用程度较低,各方面用于科技的投入严重不足。因此,未来要实现煤炭工业的可持续发展,在思路上必须以现代科学技术为支撑,加强科技创新。在对策上必须以技术为基础,针对目前煤炭行业存在的重大问题进行重点突破。本文将按照以上思路,逐层深入的对煤炭工业的可持续发展问题进行分析和研究,以便为煤炭工业未来的发展提供有价值的参考。
[关键词]煤炭工业 可持续发展 能源产业 科技创新
一、前言
随着石油、天然气资源的日渐短缺和洁净煤技术的进一步发展,煤炭的重要性和地位还会逐渐提升。根据我国资源状况和煤炭在能源生产及消费结构中的比例,以煤炭为主体的能源结构在相当长一段时间内不会改变。数据显示我国煤炭在一次能源生产和消费中的比例长期占70%以上。据有关资料预测,即使我国政府采取积极稳健的替代能源政策,但到2050年,我国的煤炭在能源消费结构中仍然至少达到40%以上。基于以上情况,如何更好的整合煤炭资源,发展煤炭工业就成为我国能源行业的一大重要议题。
二、我国煤炭行业发展现状分析
目前,我国煤炭行业现状十分严峻,集中表现为资源利用不当、环境破坏严重和生产安全性低等几个方面,而其中最关键的就在于虽然目前行业内都已认同了依靠科学技术来改善煤炭生产环境,但是在实际运作中,对于科技的重视程度还远远不够,用于科技手段方面的投入还明显不足,以至于我们煤炭行业始终没有真正走上可持续发展之路。
1、资源利用率低,浪费严重
当前,我国煤炭工业还是以粗放式发展为主,在煤炭开采和生产环节缺乏先进技术支撑,资源利用率长期偏低。目前我国煤矿平均资源回采率仅30%-35%,资源富集地区的小型矿井资源回收率仅10%-15%,资源浪费严重。单位能源消耗的产出,不仅大大低于发达国家,而且也低于印度等一些发展中国家。在美国、澳大利亚、德国、加拿大等发达国家,资源回收率能达到80%左右,平均而言我国的煤炭回采率只有30%,不到国际先进水平的一半。煤炭行业资源综合利用率长期低下。据估算,每采1吨煤炭,就要破坏和消耗与煤炭伴生的矿产资源达8吨,每年因采煤排放的煤层气约60亿立方米,相当于西气东输总输气量的一半,每采1吨煤炭,破坏2.5吨的水资源。
2、环境破坏问题严重
煤炭的利用率低,燃烧物和排放物对环境造成严重破坏,其中主要表现在三个方面。第一,污染气体排放超标。我国85%的煤炭是通过直接燃烧使用的,燃煤产生的二氧化硫排放量占总排放量的74%,二氧化氮的排放量占总排放量的85%,一氧化氮排放量占总排放量的60%。另外,燃烧高硫煤排放的二氧化硫,会导致硫酸型酸雨灾害的发生,据统计,在我国酸雨问题最为严重的山西,每年因酸雨造成的经济损失达上亿元。第二,地下水资源破坏严重。由于我国煤炭开采技术手段落后,每年由于采煤造成的地下采空区和塌陷区使地下水年损失上亿吨,造成了水资源的极大浪费。第三,煤矸石及废水排放带来的污染问题。目前,我国的煤矸石总量巨大,而约有10%的煤矸石会在堆积过程中发生自燃,并产生大量有害气体,严重破坏了自然环境。
3、生产安全性低,事故频发
统计数据显示,每采掘百万吨煤炭的死亡率,中国在2以上,而美国仅为0.039,印度为0.42,俄罗斯为0.34,南非为0.13,中等发达国家一般为0.4。每年中国因煤炭生产事故死亡的人数占全球煤炭生产死亡人数的80%以上。虽然近年来,国家和各级主管部门都非常重视煤矿的安全生产工作,采取了许多措施,但是煤炭生产安全事故率和死亡率仍然居高不下。造成事故频发,固然有一部分的人为因素,但是技术水平的低下也是不容置疑,简陋的采掘条件和落后的开采工具无疑是导致事故频发的根本原因之一。目前,主要困扰我国煤炭企业的两大安全问题就是煤层气的利用问题,和上覆岩层运移控制问题,每年发生的矿井事故有一半以上是由于以上两种问题造成的。
4、煤炭科技资金投入不足
我国目前用于煤炭工业的科技投入严重不足。一方面,煤炭工业的科技总量投入还相对较低。另一方面,煤炭科技投入不均衡。大型煤炭企业逐步成为科技投入的主体,2007年中国煤炭企业100强27家企业营业收入超百亿元,有28家企业上市融资1,521亿元,82家企业研发投入1,103,595万元,平均投入强度为1.54%,但投入强度不高,其中60%的大型煤炭企业研发投入在1%以下,中小型煤炭企业的科技投入更低,而美国企业研发投入平均为3%,差距较大。
三、实现煤炭工业可持续发展的思路
要实现煤炭工业可持续发展,必须首先明确可持续发展的定义。由联合国世界环境与发展委员会制定的《我们共同的未来》报告中定义的可持续发展概念:“满足当代人的需求又不损害子孙后代满足其需求能力的发展”。
基于上述阐述,煤炭工业的可持续发展要遵循以下思路。首先,利用现有科技技术手段解决现阶段存在的资源利用率问题、环境污染问题和生产安全问题。其次,通过利用相关的辅助手段建立煤炭工业长期发展战略体系,确保煤炭工业按照可持续发展的轨迹进行下去。对于能源产业,特别是煤炭工业来说,走可持续发展之路的一个关键就是要充分利用资源和多次循环利用资源,即发展循环经济。可以说,发展循环经济是煤炭工业实施可持续发展的必然选择。煤炭工业实施可持续发展必须正确处理好经济、生态环境和社会之间的关系,实现多方共赢。
四、实现煤炭工业可持续发展的对策
1、引入先进技术,促进煤炭工业科技
(1)提高煤炭资源利用效率
首先,国家要制定相关的控制标准,严格控制煤炭资源的开发利用效率,对资源利用率和回收率不达标的煤炭资源立项坚决不予批准,从源头上控制资源利用率低下这一重要问题。其次,国家和有关部门应充分利用法律手段和行政手段,鼓励煤炭企业提高资源利用率,比如对于资源利用率较高的企业可以予以适当的税率优惠,对于资源利用率低,浪费严重的企业则给予严厉的处罚。此外,要在全国范围内,根据煤炭资源储存情况,重点开发那些已探明储量和可采储量较多煤矿,如山西、陕西、内蒙古、黑龙江等省的矿区,以便提高资源利用效率,对于一些小型煤矿则应严格规定,杜绝民间开采。
(2)减少煤炭工业对环境的破坏和污染
首先,要推进煤炭的深加工和精加工,减少原煤直接销售,从而减少因为燃烧原煤而带来的SO的排放量,从根本上治理环境,减少酸雨等灾害带来的直接和间接经济损失。其次,要依靠技术进步,引入新型工艺和材料设备,减少生产过程中地下水渗漏、地表沉陷等问题的发生。在具体开采过程中,凡是牵涉到供水的含水层在开采之前要充分考虑采矿对水资源的影响,进行充分的论证。论证内容包括井田位置、面积、煤炭储存量、开采年限、开采层位、开采和加工取用水量、矿坑排水量、对水资源的影响及其防治措施等。此外,要逐步实现无废开采。要充分借助先进的开采工艺和先进的智能化开拓系统降低开采造成的废物污染。如:可推行矸石井下充填技术及矸石的综合利用技术。
2、提高煤矿生产安全性
(1)开发利用煤层气
研究表明,煤层气是一种非常好的清洁能源,但是在实践中,由于受到技术限制,这种资源没有被利用,反而成为了引发事故的危险因素。因此,未来煤矿企业要重点研究煤层气抽采技术,在开采矿产的过程中,对煤层气进行充分利用。目前,国内在煤层气抽采方面取得了一定的成果。如山西沁水蓝焰煤层气有限公司开发的潘庄井田,是我国最有利的煤层气开发区段之一。煤层气的利用让煤炭企业看到了变废为宝的可能性,如果未来能够妥善充分的利用这部分资源,不仅对于提高生产安全性具有重要意义,同时还可以显著资源利用率,实现资源的可持续发展。