煤炭作為我國的主要能源，如何實現(xiàn)綠色開采和消費，讓其更好地為經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)服務(wù)，成為全社會關(guān)注的焦點。
        在近日由中國國土資源經(jīng)濟(jì)研究院舉行的有關(guān)加強礦產(chǎn)資源節(jié)約與綜合利用的研討會上，中國工程院院士劉炯天從提高煤炭潔配度、實現(xiàn)綠色選礦等方面，詳細(xì)剖析了煤炭行業(yè)如何更好地支持和服務(wù)生態(tài)文明建設(shè)的問題。
        劉炯天是中國煤炭學(xué)會常務(wù)理事、我國著名選礦工程專家，2009年12月當(dāng)選中國工程院化工、冶金與材料工程學(xué)部院士，主要從事微泡柱分選與潔凈煤技術(shù)研究，提出旋流-靜態(tài)微泡柱分離方法，發(fā)明微泡柱分選設(shè)備與工藝，為煤炭分選與潔凈技術(shù)的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。
        記者：煤炭在我國能源結(jié)構(gòu)的突出地位很難改變，煤炭對于國民經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)有多大，其消費總量在未來會有所降低嗎？
劉炯天：煤炭在我們國家的能源地位是非常特殊的，在一次能源中的比例占到70%。據(jù)2011年的統(tǒng)計，我國整個能源消費是20.2%。從我們國家2008年的煤炭能流圖很清楚地看出，煤炭所占的份額非常大，大量用于發(fā)電、工業(yè)和建筑，占整個能源比重達(dá)74.9%。
        我國改革開放以來，經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展與煤炭的能源支撐作用是密不可分的。GDP煤炭貢獻(xiàn)率指標(biāo)里面包括兩部分：一個是煤炭開發(fā)，一個是煤炭利用。我們國家煤炭生產(chǎn)和主要利用行業(yè)對GDP總量和增量的總貢獻(xiàn)率分別達(dá)到15%和18%。從這個角度講，煤炭的貢獻(xiàn)率從經(jīng)濟(jì)層面來看是非常直接，也是非常巨大的。
        美國頁巖氣發(fā)展很快，但在中國，實事求是地講還是要靠煤炭。中國工程院做了一個判斷，2050年煤炭在我國一次能源中所占的比例為40%~50%，比例會有所下降，但絕對量還會上升。這兩年隨著經(jīng)濟(jì)的增長，總體消費還是呈現(xiàn)增加趨勢的，包括進(jìn)口煤炭的增加和我國自己生產(chǎn)煤炭的增加。
        記者：煤炭行業(yè)在未來發(fā)展尤其是在生態(tài)文明的建設(shè)中，將會面臨哪些挑戰(zhàn)？
        劉炯天：隨著煤炭產(chǎn)量和消費量的增加，無論是在行業(yè)內(nèi)部還是國家層面，都將面臨兩個挑戰(zhàn)。一是生態(tài)和環(huán)境方面的挑戰(zhàn)。今年全國兩會代表提到“負(fù)外部因素制約中國煤炭工業(yè)的發(fā)展”。這里我舉兩個例子，一個是地層與生態(tài)破壞。煤炭主要在沉積巖層里面開采，開掘過程中造成沉積巖層里面空出一個空間，致使地層破壞乃至地表破壞，造成地面水資源受到影響；另外一個是資源利用，把好的煤燒了，不好的煤和不能燒的礦物質(zhì)遺留下來，這也是一個很突出的問題。
從整體上講，我們要控制煤的消費量，但客觀上看，煤的消費量還會增加。而現(xiàn)實中我們的環(huán)境容量又是不容置疑的，所以一定要把煤的污染降下來。根據(jù)大氣環(huán)境達(dá)標(biāo)要求，到2030年，煤炭使用過程產(chǎn)生的主要污染物排放要減少40%，而同期煤炭消費量占40%。因此，煤炭用量增加和減少煤炭污染這個矛盾在未來會更加突出。
        第二個挑戰(zhàn)是經(jīng)濟(jì)與市場方面的。去年以來，隨著經(jīng)濟(jì)調(diào)整，煤炭面臨經(jīng)濟(jì)和市場的壓力。2000年以來，煤炭生產(chǎn)和消費總量年均增長11.1%，到2011年達(dá)到35.2億噸，煤炭前兩年都是以每年2億噸的速度遞增，從生產(chǎn)到消費都保持這樣一個速度，這在全世界一方面是很了不起的業(yè)績，但另一方面也存在很多問題。
去年以來，煤炭市場需求不旺，壓力加大，競爭越發(fā)激烈。煤炭產(chǎn)業(yè)將會依托市場容量擴張性增長轉(zhuǎn)向競爭性增長，這對煤炭產(chǎn)業(yè)的影響非常大。所以，無論是從生態(tài)與環(huán)境要求還是經(jīng)濟(jì)與市場條件來看，煤炭開發(fā)都遇到一個“精細(xì)化”階段，煤炭行業(yè)必須要實現(xiàn)全面提質(zhì)與合理利用。
記者：現(xiàn)在業(yè)內(nèi)提出了“科學(xué)產(chǎn)能”的概念，什么是科學(xué)產(chǎn)能？我國煤炭行業(yè)的科學(xué)產(chǎn)能占總產(chǎn)能的比例有多大？
劉炯天：所謂煤炭的“科學(xué)產(chǎn)能”，是指具有保證持續(xù)開發(fā)的儲量前提下，用安全、高效、環(huán)境友好的方法將煤炭資源最大限度采出的生產(chǎn)能力。煤炭的數(shù)量科學(xué)產(chǎn)能，是基于安全的生產(chǎn)，這也是生態(tài)文明。
界定煤炭的科學(xué)產(chǎn)能有40多個小指標(biāo)，里面有一個評價體系，歸納為3個1/3。按照前兩年煤炭整體30多億噸的產(chǎn)量計算，也就是說，有1/3達(dá)到科學(xué)產(chǎn)能、有1/3通過改造后達(dá)能到科學(xué)產(chǎn)能、還有1/3即使改造也沒法達(dá)科學(xué)產(chǎn)能。所以，中國如果出十幾億噸煤炭，中國的煤炭生產(chǎn)量和煤質(zhì)都非常好，安全性也非常好。
        記者：什么是煤炭潔配度，它對提高煤炭質(zhì)量、減少環(huán)境污染和促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)有什么積極影響？
        劉炯天：煤炭潔配度主要是綜合評價煤炭產(chǎn)品的灰分、硫分、水分等指標(biāo)的高低，以滿足用煤設(shè)備要求程度的質(zhì)量評價體系。這里面包含兩個意思：一是煤自身的好壞，二是煤滿足下游用戶要求、符合程度的好壞。“潔”代表煤自身的質(zhì)量程度，“配”煤是作為原料，這是原料服從于生產(chǎn)工藝的必然過程。
煤炭潔配度的內(nèi)涵包括質(zhì)量問題與用戶的適配尺度。為此，我們提出一些概念——潔配度、潔凈化度和適配度。潔凈化度是煤炭自身質(zhì)量的問題，適配度是下游產(chǎn)業(yè)怎么使用的問題。灰分、硫分代表的潔凈化程度，權(quán)重加和之后，乘上它的適配度，就形成總的指標(biāo)。
        煤炭灰分的降低會顯著提高潔凈化度，如果灰分從40%~25%降低到10%左右，潔配度可以從25%左右提高到75%。2005年~2010年，我國的煤炭潔凈化率不斷提高。所有煤炭在用之前都要進(jìn)行加工，挖出來的煤就像采出來的原油一樣，原油不煉的話，汽車沒法燒。
        我國低品質(zhì)煤占了40%，這樣的現(xiàn)實條件決定了我國的煤炭潔凈化度并不高。要把它進(jìn)一步提高，煤質(zhì)提升是非常重要的。采煤安全固然很重要，但是現(xiàn)在涉及到煤的污染問題，煤的使用也是很重要的因素。美國的煤炭潔配度是71%，我國是33%。為什么美國這么高，我國這么低？第一個原因是我國能源結(jié)構(gòu)單一。美國的煤主要就是用來發(fā)電，發(fā)電用煤的質(zhì)量也很高，而我國又是民用、又是窯爐、又是化工，什么都得靠煤；第二個原因是我國資源條件差，低品質(zhì)煤多。所以，我們的煤炭潔配度比美國差，不是中國人笨，是自然條件給了我們很大的限制。
記者：如何來提高我國的煤炭潔配度？
劉炯天：煤炭產(chǎn)品要加強市場準(zhǔn)入。生產(chǎn)端、市場端，不管什么樣的煤，我們通過潔配度來設(shè)置門檻，提高市場準(zhǔn)入。煤炭市場以競爭為主的時候可以開展這項工作，不要讓所有煤炭隨意進(jìn)入流通領(lǐng)域。這需要政策支持，沒有強硬的政策是很難辦到的。
同時，還要依靠技術(shù)進(jìn)步。煤炭產(chǎn)業(yè)要設(shè)立兩個門檻，一個是質(zhì)量門檻，一個是技術(shù)壁壘，以推動我國煤炭的技術(shù)進(jìn)步。要靠標(biāo)準(zhǔn)、靠準(zhǔn)入、靠政策來推動我們的技術(shù)進(jìn)步。
還要以煤炭潔配度為中心，全面推進(jìn)提質(zhì)戰(zhàn)略。戰(zhàn)略里面包括結(jié)構(gòu)優(yōu)化、煤質(zhì)潔凈、資源保障等內(nèi)容。主要包括4個子戰(zhàn)略：一是低品質(zhì)煤資源開發(fā)戰(zhàn)略，二是大規(guī)模入選戰(zhàn)略，三是技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略，四是資源綜合利用技術(shù)戰(zhàn)略。特別是煤炭的綜合利用戰(zhàn)略，更值得關(guān)注和思考。煤有很多種，有的可以作材料，有的作化工原料，有的還可以作燃料。資源綜合利用、高效利用首先要合理利用，合理利用了就是高效利用。對煤炭來說，就是品種多樣化，消費結(jié)構(gòu)多元化，最大程度地發(fā)揮煤的資源效用，提高它的轉(zhuǎn)化率和利用率，只有實現(xiàn)這樣的匹配才是高效利用。
記者：如何實現(xiàn)綠色選煤？它對綠色礦山建設(shè)的作用是什么？
劉炯天：綠色選煤的概念來源于綠色制造。綠色制造包括兩層含義，一是要為下游產(chǎn)業(yè)提供好的產(chǎn)品；二是在整個制造，就是加工、利用過程中，充分考慮到資源和環(huán)境影響。在選煤過程中，既要想法選出更高質(zhì)量的煤為下游服務(wù)，又要考慮過程當(dāng)中的矸石、地?zé)嶂得骸⑺暮侠砝脝栴}，這就要求選擇一個環(huán)境友好、資源利用高的選煤新模式。
綠色選煤就是基于水循環(huán)與資源綜合利用的煤炭高效分選。我們過去選煤就是煤炭分選，現(xiàn)在要把低熱值煤、石頭用掉，這才是綠色選煤。
高效分選方面，現(xiàn)在我們開展組分富集，進(jìn)行二次資源開發(fā)。循環(huán)則是指整個礦區(qū)的水循環(huán)。資源綜合利用方面包括低品質(zhì)熱的利用，和對礦物資源的利用。整體上把這兩個方面作為附加條件，賦予高效分選過程，這就是綠色選煤。
我們把選煤分成3個發(fā)展階段：洗煤時代，主要靠簡單水洗，主要是作燃料用，洗后的煤炭灰分水平為25%~28%；選煤時代，是近30年來才開展起來的，所有煤炭都要進(jìn)行洗選，選后的煤炭灰分水平8%~10%；綠色選煤時代，選后的煤炭灰分水平3%~5%。
綠色選煤包括“一主兩輔”系統(tǒng)。“一主”就是高效分選，“兩輔”就是水循環(huán)和礦物利用，這樣就形成一個綠色選煤系統(tǒng)。綠色分選就是要排低熱值煤、排矸石，并且將他們都用掉。只有我們的礦山地沒有塌陷，所有廢物都用掉了，這才是綠色礦山了。
煤礦從單一采礦到資源綜合利用，現(xiàn)在形成一個產(chǎn)業(yè)，這是一個非常好的模式。以選煤為主，到矸石、高嶺土、粉煤灰利用和水循環(huán)，整個形成一個產(chǎn)業(yè)園區(qū)。這是今后煤炭工業(yè)的發(fā)展方向，也是建設(shè)綠色礦山的必然要求，現(xiàn)在許多煤炭企業(yè)已經(jīng)在朝著這個方向努力。