能源“金三角”：破解“硬约束”还需“硬手段”

中煤榆林煤制烯烃工厂 中国科学院大连化学物理研究所供图

在今年的政府工作报告中，“污染防治持续推进，生态环境总体改善”成为2020年能源发展的目标之一。

然而，能源与环保的相互掣肘，却让中国工程院院士、中国科学院大连化学物理研究所所长刘中民满含忧虑：“能源‘金三角’地区的宁东基地，估计已有近千万吨固废亟待处理。”

作为我国能源资源的富集地，西北地区也被称为化石能源和可再生能源的大型综合能源基地。其中，内蒙古鄂尔多斯、陕西榆林和宁夏宁东最为典型、集中，被誉为能源“金三角”。

当前，该地区社会经济得到快速发展，正进入转型升级阶段。但是，刘中民早就注意到，能源资源开发利用带来的环境及碳排放问题，正成为能源“金三角”发展的“硬约束”，区域经济发展与环境保护对立的现象日益严重。

于是，在刚刚结束的全国两会上，刘中民提出了“合理设定和管理化石能源聚集区环境容量”的建议。这也与中国工程院院士、安徽理工大学校长袁亮的想法“不谋而合”。

　　区域经济与环境发展“两手抓”

关于能源发展与环境保护的相互掣肘，刘中民曾做过很多调研。

他认为，能源开发的主要问题，一是总体上环境约束指标已经限制了其进一步发展；二是煤炭利用产生的固体废弃物还没有办法很好地解决。另外，环境容量指标方面也有不合理的地方，如西电东送、东部用电，指标都留在当地。而要想从根本上解决问题，还要依赖多能融合发展。

袁亮团队长期从事煤炭安全高效开采基础研究与技术攻关。近年来，他们团队长期扎根内蒙古、陕西煤炭生产一线，围绕鄂尔多斯盆地矿产资源协调开发战略、鄂尔多斯市伊金霍洛旗辖区煤矿无煤柱开采关键技术、神东矿区深部开采灾害预测与防控基础研究及关键技术等开展了系列攻关，为能源“金三角”地区高质量发展提供了技术支撑。

相似的科研方向与经历，使得袁亮对刘中民提到的能源“金三角”如何开发、固体废弃物如何综合利用等观点完全赞成。实际上，中国工程院院士谢克昌也对《中国科学报》表示，刘中民的建议，正是他们的“共识”。

长期以来，我国能源资源禀赋和消费需求呈逆向分布格局，形成了西电东送、西气东输、北煤南运的能源格局和流向。

到2018年，能源“金三角”地区以全国不到1.4%的国土面积，赋存了全国30%的煤炭资源储量、近1/8的油气当量储量；提供了全国31%的原煤、5.6%的原油和29.1%的天然气等共22.4%的化石能源；建成了全国1/4的大型煤电基地和超过1/3的现代煤化工项目；切实保障了我国能源供应安全。

化解区域经济发展与环境保护对立现象，必须两手抓，两手都要硬，这成为科研人员的共识。

“二氧化碳虽然对环境不利，但它是一个宝贵的资源，也是原材料。国外提出了CCS，即碳捕集与封存。而我们国家更加重视二氧化碳资源性利用，提出了CCUS，即碳捕集、利用与封存。”袁亮对《中国科学报》说。据透露，两会期间，袁亮提出的“尽快启动科技创新2030——‘煤炭清洁高效利用’重大项目”的议案将会尽快启动。

　　发展中保护 保护中发展

针对煤炭区域发展与环保现状，刘中民早有自己的思考。他提出了“坚持发展中保护、保护中发展”的解决方案。

首先要正确认识和处理经济发展与环保治理二者的辩证关系。“在不突破生态保护红线的前提下，科学、合理地设定环境容量指标和考核方法，精准、有力地实施环保治理政策，避免不顾经济安全运行的‘一刀切’政策。”刘中民对记者说。

其次，建立跨行政区域的环境容量协同管理机制。当前以行政区域为界的环保治理体系已经难以应对环境污染的跨区域流动问题，亟须建立跨行政区域的区域协同管理机制。化石能源集聚地区也需建立如能源“金三角”环境容量协同管理机制，探索以市场化、行政化手段协同管理区域环境容量。

另外，刘中民还提出要充分考虑化石能源集聚地区保障全国能源供应的战略定位和能源产品外调为主的格局，对于跨区域性的碳排放控制问题，合理分配排放源地区和能源产品终端消费地区的碳排放责任。同时，要建立环境容量的分区、分类差异化评价考核机制。加快建立环境质量自动监测、动态评估和决策体系，因时、因地、因项目制定相应的环境容量管理措施。

袁亮则认为，解决该问题，应该有顶层设计。“必须承认，现在由于体制和机制的问题导致条块分割。如整个煤炭的安全精准绿色开发与清洁高效利用涉及到的相关环境、政策等问题，由于地区不同，无法统筹考虑。我也赞成在‘金三角’地区实行多种矿产资源、多种能源综合开发利用。”

袁亮建议国家要重视未来几十年我国能源价值开发利用最大化。另外，他还强调，“金三角”地区地处黄土高坡，干旱少雨，生态环境较为脆弱。在合理开发和利用能源资源的同时，更要有效地保护和改善生态环境。

　　把固废“还”回地下

此前，中国科学院曾组织27名专家，论证合肥综合性国家中心能源研究院研究的4个方向，其中第一个方向就是煤炭清洁高效利用，袁亮团队就负责这个方向。他认为，我国有些学者提出“去煤”的观点是片面的，因为他们对煤的了解认识并不全面。

“煤具有双重属性，一是燃料，二是原材料。很多人认为煤炭就是用来烧的，这一认识是不全面的。”袁亮说，2017年他提出了绿色煤炭资源量的新概念，通俗地讲就是好采的煤炭资源量。全国现在探明的煤炭资源量中，绿色煤炭资源量仅占总量的1/10，约有5000亿吨左右。

“5000亿吨什么概念？按照现在的开采方法和需求，我们只能采40至50年。在有限的煤炭资源开发利用中，我们不但需要把煤当作燃料燃烧，还要发挥它重要的资源作用。” 袁亮强调说。

科学认识并充分发挥煤的“两重性”，我们最需要做什么？那就是煤炭的清洁高效利用。“不是把煤一烧了之直接变成电，而是要尽可能地通过科技进步来延长它的价值链。”

袁亮就此提出“全生命周期”“全产业链”的概念，即煤矿从建设、生产到最后闭坑的全生命周期，以及煤炭从开采到利用的全产业链，都要开展清洁高效利用研究。首先是煤炭的绿色开采，开采后不能破坏土壤、地下水等生态环境。另外，要大力开展低损伤无害化开采研究。同时，还要研究煤炭的清洁燃烧和高效转化，提高它的燃烧效率，实现燃烧最充分、排放最低、耗煤最低，要降到300克/千瓦时以下。

袁亮告诉记者，他们团队今年承担了国家重点研发计划项目“大型煤电化基地固废规模化利用成套技术及集成示范”中多源煤基固废协同利用与绿色充填关键技术的攻关。“这是全世界的一次重大尝试，就是研究能源‘金三角’地区宁夏宁东基地近千万吨煤基固废全产业链协同利用，通过研发固废无害化处置及绿色充填关键技术，实现固废的无害化、资源化、规模化利用，把它‘还’回地下。”

（原载于《中国科学报》 2020-06-03 第3版 能源化工)