“富煤、貧油、少氣”的能源資源特點形成了我國“以煤為主”的能源結構,占我國壹次能源消費的70%。2013年,我國原煤產量36.8億噸,如此大規模的資源開發對環境的擾動和煤炭消費對環境的影響巨大,煤炭資源綜合利用尤為重要。
煤炭資源分布集中,部分省份資源開發強度過大。煤炭資源儲量主要集中在山西、內蒙古、新疆、陜西、河南和安徽等省(自治區),6省(自治區)基礎儲量占比合計占全國的76.2%。從主要省份的儲量和產量占比看,內蒙古、陜西、安徽和甘肅4省(自治區)煤炭資源產量和儲量比例不匹配,特別是甘肅省儲量約占全國的1.5%,而產量占全國的8.5%,資源開發強度過大(圖1-26)。2012年,全國煤炭采區回采率約為79%。
圖1-26 2012年主要省份煤炭儲量及產量占全國比例
資料來源:全國礦山調研統計數據。
入洗率逐年提高,潔凈煤生產規模增加。2013年,全國原煤產量36.8億噸,同比增長0.8%;入洗原煤21.7億噸,入洗率62%。從2010年以來煤炭入洗率總體穩步提升,2013年全國煤炭入洗率比2010年提高了8%。煤炭產量逐年增長的情況下,入洗率的穩步提高,說明我國潔凈煤生產規模在增加(圖1-27)。
圖1-27 2005—2013年全國煤炭資源入洗情況
資料來源:煤炭工業協會。
2013年,全國90家大型煤炭企業原煤產量27.7億噸,占全國原煤產量的75%,同比增長5.6%;90家大型煤炭企業入洗原煤8.15億噸,同比增長3.7%。全國前10家企業精煤產量6.94億噸,占全國90家大型企業洗精煤產量的85%(表1-3)。
表1-3 2012年和2013年前10名企業精煤產量
資料來源:煤炭工業協會。
專欄1-3 煤炭資源合理開發利用“三率”指標要求(試行)
(壹)煤礦采區回采率
1.井工煤礦
薄煤層(小於1.3米)不低於85%;中厚煤層(1.3~3.5米)不低於80%;厚煤層(大於3.5米)不低於75%;對於采用水力采煤技術的井工煤礦,薄煤層、中厚煤層和厚煤層的采區回采率分別不低於80%、75%和70%。
2.露天煤礦
薄煤層(小於3.5米)不低於85%;中厚煤層(3.5~10.0米)不低於90%;厚煤層(大於10.0米)不低於95%。
(二)原煤入選率
煤炭礦山企業的原煤入選率原則上應達到75%以上。
(三)煤矸石與***伴生礦產資源綜合利用率
國家鼓勵煤炭礦山企業合理開發與綜合利用煤矸石以及與煤***伴生礦產資源。開采設計或開發利用方案也要對煤層氣、黃鐵礦、鎂、銦、高嶺土等礦產資源開發利用提出指標要求。其中煤矸石和礦井水綜合利用率均應達到75%以上。
煤矸石利用率波動不大,未來還有提升空間。煤矸石是煤炭開采和洗選加工過程中產生的主要固體廢棄物。我國井工采煤的煤矸石產出量很大,約占原煤產量的15%~20%。據煤炭協會不完全統計,目前全國累計堆放的煤矸石約80億噸,規模較大的煤矸石山2600多座。大量排放的煤矸石,不但壓占土地,且矸石中的壹些有害微量元素經雨水淋溶後,還會汙染土壤和周圍水體。2012年,國內煤矸石利用率約為62%(圖1-28),煤矸石的主要利用途徑包括發電、制建材、井下充填、土地復墾、築路、提取氧化鋁、制作肥料等。《礦產資源節約與綜合利用“十二五”規劃》中提出,2015年東部、中西部和東北部煤矸石綜合利用分別達到90%、60%和75%。目前,我國矸石綜合利用率在62%左右,距離規劃目標差距不小,尚需進壹步提高煤矸石的綜合利用率。
圖1-28 2007—2012年我國煤矸石利用情況
資料來源:煤炭工業協會。
粉煤灰綜合利用率總體穩定,其年增量大於利用量。粉煤灰主要是燃煤發電排放的固體廢棄物,每燃燒1噸煤可產生250~300千克的粉煤灰。2011年國內粉煤灰產生量達5.4億噸,綜合利用率68%(圖1-29)。產生量和利用量分別比2010年增長0.6億噸和0.4億噸,同比分別增長12.5%和9.8%,利用量仍不及增量(圖1-30)。
圖1-29 2007—2011年我國粉煤灰利用情況
資料來源:煤炭工業協會。
圖1-30 2008—2011年我國粉煤灰產生量與利用量增長情況
資料來源:煤炭工業協會。
粉煤灰利用的途徑較多。其中,用於生產水泥占41%,用於生產商品混凝土占19%,用於生產粉煤灰磚占26%,用於築路、農業和提取礦物等高附加值利用合計占14%。
專欄1-4 煤炭清潔生產與當前霧霾關系
2013年2月初中國科學院“大氣灰霾追因與控制”專項組發布的研究結果顯示,華北地區強霧霾是人為與非人為因素***同作用的結果。燃煤和機動車尾氣是京津冀地區大氣汙染的元兇,其中燃煤占34%,機動車尾氣占16%,其余來自工業、外來輸送、揚塵、餐飲及其他。
根據我國《能源發展“十二五”規劃》,與環保有關的三個目標均是約束性的——單位GDP二氧化碳排放量每年下降17%,煤電二氧化硫排放系數每年下降12.4%,煤電氮氧化物排放系數每年下降15.1%。我國制定了嚴格的環保規劃,為了讓它們更好地實現,恐怕還需要更細致的執行方案、更嚴格的監管制度以及政策和資金層面更多的支持。
20世紀50年代發生在倫敦的煙霧事件是煤炭汙染的典型代表。在那個煤炭清潔利用技術還不完善的時代,英國針對空氣汙染的治理主要是“去煤化”。
從長遠來看,為了人類在更清潔的環境中生存,清潔能源將越來越多地被人們選擇。英國環境治理,對我們有前車之鑒,但同時,因時代的不同,我國治理環境可以有更多的選擇。清潔能源的發展是必然的趨勢,煤炭清潔利用理應得到提倡。
綜合利用產值大幅減少,綜合利用產值率也出現下降。2012年,我國煤炭綜合利用產值為732.79億元,同比下降22.89%,占全國總值的60.3%;綜合利用產值率5.46%,同比下降29.91%(圖1-31)。
圖1-31 2006—2012年我國煤炭綜合利用產值變化情況
資料來源:全國非油氣礦產資源開發利用統計年報(2006—2012年)。
專欄1-5 甘肅窯街煤炭集團綜合利用案例
甘肅窯街通過綜合利用油頁巖等***伴生資源,在海石灣煤礦實施了巖空留巷Y型通風連續開采技術,實現煤層連續開采,進壹步提高了煤炭資源回采率;對煤炭開采***伴生的油頁巖資源采用具用自主知識產權的方爐煉油技術,實現綜合利用;對油頁巖煉化尾氣混合後作為燃氣發電燃料的實踐應用屬國內首例使用,初步實現煤礦資源高效開采,***伴生資源(油頁巖)及工業廢棄物(煤矸石、煤泥、粉煤灰)綜合利用,形成了以煤炭資源高效開采、***伴生資源綜合利用和綠色礦山建設為核心的資源節約與綜合利用體系。