地大熱能：在“雙碳”目標(biāo)下，全行業(yè)越來越注重煤礦全生命周期的綠色低碳發(fā)展，對(duì)再利用也有了新認(rèn)識(shí)，向關(guān)閉礦井再要清潔能源漸成趨勢(shì)。

根據(jù)《國家發(fā)展改革委辦公廳關(guān)于對(duì)曹莊煤炭有限責(zé)任公司等8座煤礦關(guān)閉退出的復(fù)函》，大唐集團(tuán)近日對(duì)順興煤礦退出情況進(jìn)行了公示，擬退出時(shí)間為2023年5月31日；作為今年第一批退出煤礦，貴州省6座礦井將實(shí)施優(yōu)化重組關(guān)閉，按照公告要求12月底前完成物理封閉；山西省能源局日前公布最新數(shù)據(jù)稱，全省煤礦數(shù)量已由1078座減至890座，去產(chǎn)能力度規(guī)模全國第一……

由于煤炭資源枯竭、服務(wù)年限到期、不能滿足安全生產(chǎn)要求等因素，關(guān)閉礦井數(shù)量與日俱增。礦停了、井關(guān)了，剩下殘存資源、設(shè)施設(shè)備、巷道巖壁等還在，怎么辦？記者了解到，在“雙碳”目標(biāo)下，全行業(yè)越來越注重煤礦全生命周期的綠色低碳發(fā)展，對(duì)再利用也有了新認(rèn)識(shí)，向關(guān)閉礦井再要清潔能源漸成趨勢(shì)。

關(guān)閉礦井不等于徹底遺棄

據(jù)中國工程院重大咨詢研究項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)，截至2020年，全國約有1.2萬處關(guān)閉/廢棄礦井，到2030年預(yù)計(jì)達(dá)到1.5萬處。除了數(shù)量可觀，礦井關(guān)停后形成了巨大地下空間，賦存著大量可利用資源。

“粗略估算，我國待開發(fā)利用的關(guān)閉礦井有萬余處，其中賦存煤炭資源高達(dá)420億噸、非常規(guī)天然氣近5000億立方米，礦井水、地?zé)?/a>等資源也很豐富，每礦平均還有約60萬立方米的地下空間資源。”中國工程院院士袁亮表示，直接關(guān)井造成資源浪費(fèi)，還有可能誘發(fā)安全、環(huán)境等問題，做好整合利用這篇大文章迫在眉睫。

關(guān)閉礦井就像一個(gè)特大號(hào)的瓦斯庫，并持續(xù)伴隨著瓦斯外溢，如果一關(guān)了之，將時(shí)刻威脅著臨近礦井的安全生產(chǎn)和地面居民的生活安全。瓦斯排空產(chǎn)生的溫室效應(yīng)是二氧化碳的21倍，而通過合理開發(fā)可作為清潔能源使用。以淮南礦區(qū)2019年關(guān)停的潘一礦為例，初步估算采空區(qū)可抽采瓦斯量達(dá)到1.2億立方米，用好了兼具環(huán)保與經(jīng)濟(jì)效益。

礦井不再一關(guān)了之，更多用途有待探索。中國工程院院士、深圳大學(xué)深地科學(xué)與綠色能源研究院院長謝和平進(jìn)一步稱，目前已有及未來預(yù)計(jì)新增的采煤沉陷區(qū)面積超6萬平方公里，可為燃煤發(fā)電和風(fēng)光發(fā)電深度耦合提供土地資源；煤礦井巷落差大，以此建設(shè)抽水蓄能電站，為可再生能源調(diào)峰；煤礦井下溫度較高且穩(wěn)定，可考慮地?zé)衢_發(fā)利用。“過去很多年，煤炭企業(yè)缺乏動(dòng)力和決心，開發(fā)新能源基礎(chǔ)薄弱，如今‘雙碳’目標(biāo)倒逼企業(yè)主動(dòng)發(fā)展?！?o:p>

多項(xiàng)現(xiàn)實(shí)難題仍有待攻克

有了資源，關(guān)鍵是采得出、用得好。關(guān)閉礦井雖具有優(yōu)勢(shì)，做起來卻非易事。

以建設(shè)抽蓄電站為例，利用廢棄礦洞的空間資源、水資源，可為電站規(guī)劃選址提供有益補(bǔ)充，縮短建設(shè)周期，但技術(shù)經(jīng)濟(jì)性、安全性、工藝及裝備、與之相匹配的智能電網(wǎng)等問題也擺在面前。換句話說，先要回答是否適合建、能不能建、怎樣建設(shè)、建好怎么用等一系列問題。比如，關(guān)閉礦井地下環(huán)境復(fù)雜，需配套施工及抽蓄作業(yè)相關(guān)的特殊裝備，并能適應(yīng)井下應(yīng)用，以解決施工、運(yùn)行及修繕過程中可能遇到的難題。在井下建電站，其監(jiān)控還應(yīng)具備上下水庫地質(zhì)活動(dòng)感知、礦井與電站關(guān)鍵設(shè)備健康狀態(tài)評(píng)估與預(yù)警等功能，這些都是需要加強(qiáng)研究。

類似情況也存在于地?zé)崮荛_發(fā)中。中國礦業(yè)大學(xué)教授浦海表示，地?zé)崮?/a>長期面臨投資成本大、利用規(guī)模小、風(fēng)險(xiǎn)高，且易引發(fā)水體污染等環(huán)境問題，利用關(guān)閉礦井進(jìn)行開發(fā)，恰恰能夠克服上述難題。“地下空間作為采礦作業(yè)副產(chǎn)品，無需鉆井成本即可轉(zhuǎn)化為地?zé)峋?/a>，而且已有較完整的水文與地質(zhì)數(shù)據(jù)。然而，我國關(guān)閉礦井?dāng)?shù)量多，不同礦井條件各異，難以照搬國外模式?！?o:p>

浦海認(rèn)為，利用關(guān)閉礦井進(jìn)行地?zé)崮荛_發(fā)取決于政策、技術(shù)、需求等多重因素。“例如，既要評(píng)估關(guān)閉礦井的熱源潛力，以此確定再利用規(guī)模，也要選擇合適的開采系統(tǒng)，結(jié)合礦井具體特征、熱能需求等。此外，還要考慮用戶規(guī)模與需求，這決定了設(shè)計(jì)規(guī)模、投資成本及經(jīng)濟(jì)效益?！?o:p>

關(guān)閉礦井瓦斯抽采是一個(gè)新課題，與常規(guī)開采相比有其自身特點(diǎn)，如何在確保安全、經(jīng)濟(jì)可行的前提下采出來，對(duì)于大部分礦井來說仍是考驗(yàn)。

需從政策、標(biāo)準(zhǔn)層面予以完善

值得關(guān)注的是，部分項(xiàng)目實(shí)踐已提上日程。據(jù)袁亮透露，位于遼寧撫順的西露天礦抽水蓄能資源綜合利用項(xiàng)目近期將啟動(dòng)立項(xiàng)，阜新海州露天礦抽水蓄能工程也在推進(jìn)中。

“之前缺經(jīng)驗(yàn)、吃過虧，一度以為礦井關(guān)就關(guān)了，結(jié)果后續(xù)遇到很多問題。因此早在潘一礦關(guān)停前，我們就提早規(guī)劃閉坑后的瓦斯治理和綜合利用，原有抽采系統(tǒng)設(shè)備、排水系統(tǒng)設(shè)備及發(fā)電機(jī)組都保留下來，避免后期重復(fù)投入?！标惐玖冀榻B，自關(guān)停至今，該礦瓦斯日產(chǎn)量已穩(wěn)定在4萬方以上，日均發(fā)電量可達(dá)10萬千瓦時(shí)。

不過，陳本良同時(shí)坦言，盡管山西、貴州等地也在探索類似模式，但真正能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的目前只有極少數(shù)?！瓣P(guān)閉礦瓦斯抽采利用還有大量工作要做。除了資源量評(píng)價(jià)、關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)等基礎(chǔ)研究，配套的標(biāo)準(zhǔn)制定、規(guī)劃評(píng)估、管理制度等也待完善。”

多位業(yè)內(nèi)人士紛紛關(guān)注到政策層面的問題。“這些年，我們對(duì)退出礦井的處置基本仍是一關(guān)了之，開發(fā)利用處于滯后狀態(tài)。一個(gè)重要原因就是，目前尚無正式的資源利用標(biāo)準(zhǔn)，很多工作無據(jù)可循，按照關(guān)井要求直接停掉最方便，對(duì)企業(yè)來說成本相對(duì)較小?！?o:p>

“我國煤炭開采監(jiān)管嚴(yán)格，必須遵守管理監(jiān)督機(jī)構(gòu)制定的相關(guān)政策條例。這些內(nèi)容涵蓋了行業(yè)勘探、生產(chǎn)、關(guān)閉等多方面，與關(guān)閉礦井相關(guān)的政策法規(guī)卻不夠完善。即便已有內(nèi)容，更多也是面向礦井處理本身，提出填埋、封堵等要求，并沒有為重新利用提供有效方針和指導(dǎo)。以利用關(guān)閉礦井進(jìn)行地?zé)崮?/a>開發(fā)為例，其研究與推廣仍缺乏支持性政策，不僅會(huì)阻礙技術(shù)的廣泛采用，還可能影響企業(yè)及投資，對(duì)此亟需研究拓展?！逼趾：粲?。