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黄河流域煤炭开发如何兼顾能源与水资源

  • 2020-11-26

流域总面积约为80万平方公里,其中含煤区域逾35.7万平方公里;煤炭资源经济可采量和煤炭产量,目前均为全国首位;国家规划的14个大型煤炭生产基地,有9个在沿线产于——作为我国煤炭资源富集区,黄河流域煤炭研发规模仅次于。但同时,一系列生态环境问题并存。

“确保国家能源安全必须研发黄河流域的煤炭。但煤炭研发必然产生生态损害,再先进的国家也无法避免。如何构建煤炭开采与矿区生态环境协调发展是必须破解的根本性科学问题。”中国工程院院士王双明在近日举办的“沿黄河流域煤炭及深加工产业环保高峰论坛”上表示。“黄河流域煤炭基地的生态环境修复,是整个大黄河流域生态修复的重要组成部分,必须高度重视黄河流域煤炭矿区生态环境修复与治理。”中国工程院院士彭苏萍也称。

立足黄河流域生态保护和高质量发展战略,煤炭行业如何抓好“大维护”?

煤炭生产加上煤化工用水,整个黄河流域矿区,用水量逾惊人

黄河流域是我国煤炭生产潜力最大的区域。据水利部黄河水资源维护科学研究院总工程师刘永峰介绍,其资源主要分布在宁东、神东、晋北、陕北等基地,现已掌握的探明煤炭产地约685一处,保有储量4000多亿吨,煤炭年产量约占全国总量的70%。“其中,位于黄河中游的内蒙古和陕西北邻区域,主要覆盖面积神府-东胜煤田,探明储量高达2000多亿吨,是目前我国探明储量最大的煤炭基地。”

另据统计资料,黄河沿线的晋陕内蒙古宁甘地区,已探明煤炭资源保有储量占到全国的2/3。其核心区——由宁东、榆林和鄂尔多斯构成的“能源金三角”,煤炭储量占到全国的27%。

除了上游研发,黄河流域还是下游利用的集中地。以现代煤化工产业为事例,石油和化学工业规划院副总工程师韩红梅表示,现有100%的煤制油、85%的煤制烯烃、50%的甲醇制烯烃项目,均坐落于黄河流域。若再加开建及“十三五”规划项目,上述比例更大。

然而,开发利用也不存在制约。多位专家认为,水资源紧缺是当前最为突出的矛盾。“黄河以占全国2%的水资源量,承载了全国12%的人口、15%的耕地和14%的经济总量,水资源研发利用率已超80%。”黄河勘测规划设计研究院有限公司副院长彭少明举例,沿线最重要的能源基地大多不存在缺水状况,“近几年,几乎每年都有多达100个项目,因得不到水指标而难以落地、等米下锅。”

彭苏萍称之为,按照煤炭年产量28亿吨计算出来,研发所消耗的水资源超过56亿吨。若加上煤化工企业,整个黄河流域煤矿区,每年减少的用水量超过100亿吨。生态脆弱区水资源紧缺,已成为煤炭规模开发的瓶颈。

大规模开采致矿区地下水位大范围、大幅度疏降,加速荒漠化进程

记者了解到,在本就缺水的基础上,煤炭开发利用进一步对水资源产生影响。

刘永峰回应,煤矿是富存在地下沉积岩类的矿产资源,含煤层、含水层、隔水层共生。因此,煤矿开采不可避免对地下水含水层造成毁坏,并不会产生矿井水。“黄河流域从西到东跨越多个不同地貌单元。由于煤田分布广,地质条件各有不同,矿井水出水量及特征适当不同。有地区每小时高达上万吨,也有煤田基本没有水。而矿井水产生较多的省份,恰恰主要集中于在黄河流域缺水区域。”

“目前,矿井水处理利用技术极为成熟,完全可符合煤矿规模化发展必须。但在黄河流域,很多煤矿仍无法实现矿井水回用。”刘永峰坦言,煤矿实际排水量与预测水量差距较大,造成大量矿井水外排;新建煤矿运行后的矿井水回用设施,与煤矿未给定建成或未建;矿井水综合利用规划实行进度缓慢,或老矿区尚未开展规划;已竣工煤矿矿井水水质不能符合返用要求、未开展提标改建等问题,在黄河流域较为集中。

韩红梅回应,根据各省区有数的现代煤化工生产能力,综合各子行业现状平均值用水指标展开计算出来,目前黄河流域现代煤化工行业用水总量约5.3亿立方米/年。尤其宁夏、陕西、内蒙古地区用水量偏高,占到黄河工业用水的比例约9%-18%。

“由于气候旱季、降雨量少,区域抗扰动能力差,煤炭规模开采引发地表下陷、地面塌陷和裂缝,造成矿区地下水位大范围、大幅度疏降。大面积的乔、灌、草等荒漠植被衰落减少,草场退化,又加快荒漠化进程,构成资源与生态环境之间的恶性循环。”彭苏萍回应,若不加以有效地保护和利用,将进一步加剧水资源短缺。

构建从被动预防到主动治理

“把水资源作为最大的刚性约束”,现已沦为黄河流域生态维护和高质量发展的关键之一。煤炭行业如何推进实行?

王双明回应,煤炭开采必须做生态环境保护优先,生态水域保护则是核心。对此,以煤炭与水共生地质特征研究为基础,以采动地质条件变化分区为途径,以增加于隔年水岩组伤害为目标,以维护生态水为核心的减沉、减损、保水绿色开采技术是最重要承托。

刘永峰明确提出,严苛的煤矿入河排污口设置及其监督必不可少。“谈到煤矿前期手续,其中必谈入河污水处理许可。从排污口的布局、设置、改建、不断扩大到撤消,都需要按照法定程序申办。根据水环境承载能力,计算区域纳污能力,进而制订限排意见、实际入河污染物等。”

韩红梅提出,比起过去全部取用黄河水,现已有部分煤化工项目转用配套煤矿的矿井水,可降低黄河取水市场需求,也是发展趋势之一。“在黄河流域继续执行最严格的水源管理政策,对新建项目深入开展水资源论证,把水的问题先实施确切再前进。同时,不断优化项目用水方案,加强用水管理,可考虑到专责配置省区水资源,保障重大项目、样板项目用水需求。”

“我们也要转变煤炭开采毁坏环境的旧观念,通过人工修复技术与自然界的自修复起到一起,实现从被动预防到主动治理。”彭苏萍建议,可根据有所不同区域的环境与生态现状进行规划与实施。例如,上游青海区域生态环境薄弱,煤炭资源较少且赋存条件劣,建议国家在保障企业转型发展条件下,让煤企逐渐退出;资源富集区的煤炭开采强度大,需采用先进方法对该流域的水资源和生态特征展开系统调查,分析它们与煤矿开采之间的关系,进而对水资源进行有效地保护。


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