中國工程院院士武強：風能、太陽能裝機規模與火電基本持平但發電量遠遠不如 未來要更注重發電量而不單純是裝機規模

每經記者 周逸斐    每經編輯 陳旭    

煤炭作為我國的主體能源，對國家能源安全起著重要的兜底作用。作為國家煤礦水害防治工程技術研究中心主任，中國工程院院士、中國礦業大學（北京）教授武強長期從事礦山水防治與資源化利用和能源戰略等教學科研工作，見證了我國煤炭行業的穩步發展。

武強院士曾獲李四光地質科學獎，在我國煤礦頂底板兩大主要突水災害預測預報方法與防控技術和礦井水防治、利用、生態環保三位一體優化結合模式以及礦井充水條件三維可視虛擬化分析系統研發等方面取得多項重要成果，并曾作為國務院特別重大透水事故調查專家組組長，先后負責6次特別重大透水礦難現場搶險救援或調查研究工作，為搶救多名礦工的生命作出重大貢獻。

值《每日經濟新聞》創刊20周年之際，圍繞煤炭工業未來發展等話題，武強院士接受了《每日經濟新聞》記者（以下簡稱NBD）的專訪。

煤炭開發應更加追求高效益而非單純高效率

NBD：“雙碳”目標疊加煤炭資源趨勢性的減少，煤炭發展面臨著一系列新的挑戰和困難，未來煤炭行業最好的出路是什么？

武強：改革開放40多年以來，我國經濟社會實現了迅猛發展，生產力顯著提升，人民生活水平顯著提高，這一系列舉世矚目的成就背后，礦業扮演了不可或缺的重要角色。然而，礦業工程活動推動經濟社會發展的同時，也暴露出一些新問題。

第一，過去20年間，隨著礦產資源的大規模高強度開發，一些地方環境保護意識和技術措施的滯后，導致部分地區出現嚴重的礦山環境問題，影響了當地生態平衡和可持續發展。

具體來看，1996年，我國原煤產量達13.3億噸，2023年全國原煤產量達到47.1億噸，增長了近3倍，為國家的能源穩定供給和經濟社會發展作出了巨大貢獻。

但在此過程中，也出現勘探不綜合、開采方式粗放、環境保護意識不足等問題。比如說，有的地方煤炭勘探往往單純聚焦于煤炭本身，而忽視了與煤層共伴生的其他礦產資源，這就導致了資源浪費。

隨著生態文明建設的不斷推進，我國在國土空間規劃中劃定了生態紅線，以保護生態環境。在這一背景下，地質勘探行業正面臨著轉型升級的迫切需求。我們必須實施一系列綠色勘探技術和方法。

除了綠色勘探以外，煤炭開發過程中的安全問題也是需要關注的焦點。

過去10年間，煤礦安全事故仍時常發生，包括瓦斯爆炸和透水事故等，造成了巨大的人員傷亡和經濟損失。隨著科技創新的不斷推進和安全工程技術的逐步完善以及對礦工進行持續的安全教育，礦工的安全素質和意識得到了顯著提升。這些措施的實施，使得煤礦安全生產形勢得到較大的改善，安全事故的發生率正趨于下降。

第二，要重視工人職業健康問題。煤炭工人長期在封閉、高溫、高噪聲的環境下作業，塵肺病和硅肺病等職業病頻發。為此，國家加大了對職業健康的關注力度，通過改善作業環境、加強健康監測、配備職業保護用品等措施，保障工人的身體健康。

第三，煤炭工業需要向安全、高效益發展。過去，我國煤炭工業以安全、高效為開發目標，隨著中國經濟轉向高質量發展，我認為煤炭工業的“高效”目標不應像以前那樣強調高效率，而更應注重高效益發展。

目前，我國的煤炭成本計算中并未包括環境修復和治理的費用。若將這些費用計入煤炭成本，那么高效率開采的經濟效益可能會大打折扣。因此，隨著全成本核算體系的建立，煤炭工業的發展目標應轉向安全高效益，而非單純的安全高效率。

為了實現這一目標，我們需要在高效率開采技術和裝備的研發過程中，同步研發配套的環境保護和綠色開發技術。例如，通過充填技術減少開采后的空間塌陷，或者通過預裂技術控制頂板冒落的高度。這些配套技術的發展，將有助于將高效率的開采轉化為既高效率又高效益的開采。

第四，要重視煤炭回采率。煤炭資源雖然在地質尺度上被認為是可再生的，但其再生周期極長，在人類歷史的時間尺度上，它實際上是不可再生的。因此，我們必須珍惜這一資源，通過提高回采率和洗選率等來充分利用煤炭資源。第五，綠色化問題不容忽視。隨著環境保護意識的增強，煤炭工業的綠色化發展成為行業轉型的關鍵。這涉及開采過程中的環境影響要做到最小化，同時在使用和消費過程中要做到低碳化、清潔化、原料化和材料化。

煤炭在一次性能源消費與生產結構中的占比下降幅度未能保持一致

NBD：“雙碳”目標提出后，由于減排的壓力持續加大，不少地方政府開始“去煤”“限煤”，不少人甚至認為煤炭已經變成夕陽產業，您如何看待這一觀點？

武強：多年前我曾提出煤炭工業不是一個朝陽產業，但也絕對不是一個夕陽產業，我認為放在今天仍然適用。

多年來，煤炭在我國一次性能源消費與生產結構中的占比下降幅度沒有保持一致步調。根據去年我國能源消費與生產結構的最新數據，煤炭在我國一次性能源消費中的占比在逐年下降，去年這一數字約為55.3%。

但在能源生產結構方面，去年煤炭（原煤）在我國一次性能源生產中的占比高達67%，即煤炭占我國能源總生產量約三分之二。導致這一差異的主要原因，并非風能和光伏等可再生能源的大幅增加，而是大量石油和天然氣進口所致。

因此，我們必須從消費側和供給側兩個維度全面審視每一種能源在我國能源結構中的占比、貢獻度和重要性。

我認為，相關統計單位在統計能源結構時，僅提到煤炭在我國一次性能源消費中的占比逐步下降還不夠全面，還應當統計煤炭在我國一次性能源生產中的占比。對比過去幾十年數據不難發現，煤炭在一次性能源生產中的占比下降幅度較小，而消費占比下降較多。這說明，中國的能源穩定供給特別是可靠穩定的供給，還離不開煤炭。

NBD：大力推動技術創新是實現煤炭綠色低碳發展的利器，對煤炭開采和生產企業提出了新的要求。我國煤礦區當前面臨哪些問題？該如何解決？

武強：煤炭工業在資源開發過程中對環境產生的影響具有兩種效應：一方面是對環境造成具有災害屬性影響的負效應；另一方面是對周圍環境產生具有資源屬性特征的正效應。我們過去較多關注了負效應，對正效應的關注度不夠。

負效應可以歸納為五大類問題。一是“三廢”問題，即煤炭開采后產生的大量固體、液體和氣體廢棄物。

固體廢棄物如煤矸石、粉煤灰等固體廢棄物的堆積對環境產生了多方面的負面影響。當廢棄物長期暴露堆放時，由于風化作用，其中的重金屬和其他有害元素可能會滲透到土壤和地下水中，造成污染。

與此同時，固體廢棄物的堆積占用了大量土地資源，這種土地占用不僅減少了可用于農業和其他用途的土地面積，還可能對生態系統的平衡造成破壞。而廢棄物在風化過程中會產生揚塵，揚塵會隨風飄散，對大氣環境造成污染，影響空氣質量，對人類健康和生態環境構成威脅。

此外，隨著廢棄物堆積量的增加，邊坡穩定性成為一個嚴重問題。廢棄物堆的邊坡可能會因為重力、雨水侵蝕等因素而變得不穩定，增加滑坡和塌方的風險。

二是地面變形問題，包括沉陷坑、沉陷盆地以及地裂縫等。開采活動會導致地下大面積采空區的形成，這些采空區的出現會伴隨其周圍應力的重新分布，進而引發地面沉陷，形成盆地狀的沉陷區域。這些沉陷區域的外邊緣可能出現地裂縫，甚至引發崩塌、滑坡和泥石流等災害。

值得注意的是，這些災害并非自然地質災害，而是由于礦山活動引發的礦山災害。

三是含（隔）水層系統擾動破壞問題。煤炭開采會擾動煤層的頂底板，進而破壞含（隔）水層系統，導致地下水位大幅下降，引發生態環境問題。開采工程活動對含（隔）水層結構的破壞不容忽視。在一些地區，由于開采活動的影響，含（隔）水層系統遭到破壞，導致地下水位下降。為解決前述問題，今年國家發展改革委等八部門聯合發布《關于加強礦井水保護和利用的指導意見》，我參與了該文件起草和解讀工作，并提出“四化”解決方案，即源頭減量化、過程無害化處理、末端資源化、終端地質深儲化，以有效解決礦井水問題。

四是沙漠化、水土流失問題。特別是在我國西部地區，煤炭資源豐富，生態環境較為脆弱，且隨著煤炭工業逐漸向中西部轉移，大規模、高強度的開發活動加劇了沙漠化和水土流失問題。

針對上述負效應，近年來我國通過實施綠色礦山建設和推動綠色礦業發展，尤其是2016年啟動的山水林田湖草沙一體化保護和修復工程（簡稱“山水工程”）以及EOD（生態環境導向項目），在環境保護方面取得了顯著成就。

開發可再生能源要更注重發電量，而不僅僅是裝機規模

NBD：西部地區可再生能源豐富，您認為西部地區該如何利用豐富的可再生能源資源推動綠色低碳產業發展，同時促進當地經濟的快速增長？

武強：以內蒙古為例，它是我國能源資源豐富的地區之一，能源稟賦得天獨厚。比如煤炭儲量位居全國第一，產量長期保持在全國第二或第一。同時，內蒙古還擁有蘇里格氣田等豐富的非常規油氣資源，以及全國第一的風能資源和全國第二的光能資源。此外，蒙西地區還擁有獨立運行的電網，為能源的輸送和分配提供了有力保障。

面對傳統化石能源與新興可再生能源并存的現狀，如何高效整合這兩種資源，實現共享發展，是當下內蒙古能源優化升級的關鍵課題。

我建議，首先應加強可再生能源的調節能力和調節容量的研究與產業化規模。具體包括以下措施： 1、通過新建火電廠的靈活性改造以及老舊電廠的升級，提升火力發電的靈活性和調峰能力，為豐富的風光資源提供上網空間。這一舉措不僅能夠充分利用現有電力設施，還能有效促進可再生能源的并網發電。

2、加大化學、物理、電磁等儲能技術研發和產業化規模，特別是利用關閉礦井開展抽水儲能、重力儲能和壓縮空氣等物理儲能的研究與示范。

3、開展主干輸送電網、配電網和局部分布式電網的智能化建設與改造，特別可以利用蒙西獨立小型電網，開展新型電力系統大型特大型電網無法進行的大量智能運行的試驗和示范。

4、創新開展能源氣象研究，加大短期或超短期的氣象精準預報研發工作。

其次，針對煤炭資源，內蒙古應積極探索新技術、新方法的應用，以提高其附加值。通過煤制油、煤制氣、煤制氫、煤制電等轉化途徑，將傳統高碳煤炭資源轉化為低碳新能源產品，從而實現能源結構的優化升級。

此外，內蒙古在地熱能開發方面同樣具有巨大潛力。通過淺層地熱能和深層地熱能的開發利用，可以有效解決建筑物的供暖、制冷及生活熱水需求。這一技術不僅能夠節約大量化石能源，還能減少環境污染，實現可持續發展。

值得一提的是，建筑光伏一體化技術也能為內蒙古的能源優化升級提供新思路。通過建筑物光伏的結合與集成，有助于在偏遠牧區實現熱和電的能源自給自足，這不僅能解決牧民的基本生活需求，還能降低長距離輸電和輸氣的成本。

NBD：能源危機和能源轉型的話題是全球焦點，未來我國能源格局會如何演變？如何解決經濟發展與能源供給趨緊、能源安全與環境安全之間的矛盾？

武強：能源安全是國家戰略安全的重要一環。我認為我國未來能源的發展將呈現多元化的趨勢。關于解決中國未來能源安全穩定供給與低碳綠色轉型矛盾的應對策略，我將其概括為“三足鼎立”，即加快建立以風光為主+地熱能、海洋能、潮汐能、生物質能等的新能源規?；_發利用體系；以煤為主的傳統化石能源清潔低碳化、原料化利用；以主要能耗大戶為主的提效節能系統化提升。

具體來說，一是加快建立以風光為主+地熱能、海洋能、潮汐能、生物質能等新能源規?；_發利用體系。規?；侵赴l電量的規模化，而非裝機容量的規?；ｋm然目前我國已建成世界最大的清潔能源發電體系，在技術、裝備制造水平、產業規模等方面具備了良好基礎，但也要看到，規?；_發利用還需要長遠科學的謀劃。

我認為，開發可再生能源助力經濟社會高質量發展，靠的不是裝機量，而是發電量。風能、太陽能發電裝機總量與火電基本持平，但其發電量遠遠不如火電。如何提高可再生能源的發電量，而非單純擴大裝機容量，成為當前亟待解決的問題。要實事求是地制定基于調節能力的風光裝機發展規劃。

此外，要加快提升與風光裝機規模和速度相匹配的，包括靈活性清潔煤電與氣電以及各類儲能的調節能力。推進電網基礎設施智能柔性化改造和智能微電網及智能充電樁設施建設，提高電網對清潔能源的接納、配置和調控能力。

與此同時，還要加強能源氣象學研究，加強新能源氣候預測系統的關鍵技術研發與攻關，為能源系統安全穩定運行提供專業化、定量化氣象服務。

二是推進傳統能源清潔低碳化利用。在這方面，要積極發展煤基電、煤基油、煤基氣、煤基氫等清潔新質能源，形成現代化的清潔低碳能源生產系統。其中包括燃煤機組前端靈活性改造+末端CCS/CCUS（碳捕獲和封存/碳捕獲、利用和封存技術）的低碳清潔高效燃煤發電、低碳煤液化制油、煤層氣高效抽采以及電解水煤漿制氫等。

三是提高認識，強化“提效節能就是能源”的理念。目前我國生產1萬美元GDP需消耗約3.6噸標準煤，與發達國家相差1倍，提效節能提升空間很大。盡量避免“大馬拉小車”現象，推進產業結構優化，通過淘汰落后產能，嚴控高能耗行業產能提升，培育壯大節能環保產業等提效節能。

為此，首先是要實現新能源或可再生能源的規?；l展，特別是以風能和太陽能為主的可再生能源，這是一個至關重要的議題。

因為可再生能源，包括風能、地熱能、潮汐能、生物質能、海洋能等，作為我國及全球能源發展的主要增量，具有巨大的市場潛力。然而，目前其規模化利用仍面臨諸多難題。正如前面所說，2023年全國并網風電和光伏發電合計裝機規模已達到10.5億千瓦，盡管裝機規模已相當大，但其發電量還遠不及火力發電，因此當前亟待實現新能源發電行業的高質量發展。

要實現這一目標，我們必須強調調節能力的重要性。調節能力包括各種儲能技術，如物理儲能、化學儲能，以及火電、煤電、氣電的靈活性改造，還有電網的智能化和能源氣象學的應用等。一個地區或企業的可再生能源裝機規模應根據其調節能力來確定，以避免資源浪費和潛在的報廢危機。

其次，是以煤炭為主的化石能源清潔低碳化原料化利用。盡管我國正在積極推動能源轉型，但煤炭在現階段及未來相當長一段時間內，仍是我國能源供給的重要組成部分。因此，研究煤炭的清潔化、低碳化利用技術至關重要。目前，我國在煤制油、煤制氣、煤制氫以及煤電等方面已取得顯著進展，為煤炭的清潔低碳化利用提供了有效途徑。

最后，是以能源消費大戶為主的節能提效技術。通過提高能效，可以降低能源的總消耗量，從而間接提高能源的穩定供給。我國與美國在創造1萬美元GDP所需的標煤量上存在顯著差異，表明我國在能效提升方面仍有巨大空間。

未來，通過優化產業結構、改進工程技術、提高設備效率等措施，我們可以有效降低能耗，實現能源的節約和高效利用。