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神东矿区创建“零碳矿山”路径研究与实践

时间:2023-02-05 来源:中国煤炭杂志官网 分享:

★ 生态矿山 ★

神东矿区创建“零碳矿山”路径研究与实践

李新华

(国能神东煤炭集团有限责任公司,陕西省榆林市,719315)

摘 要 “双碳”目标的提出为能源产业不断探索推进绿色低碳转型奠定了基础、指明了方向。从大型煤炭企业落实我国“双碳”目标的必要性出发,介绍了煤炭企业建设“零碳矿山”的重要意义和内涵,以国能神东煤炭集团有限责任公司(以下简称“神东煤炭集团”)为例,分析了神东煤炭集团建设“零碳矿山”的目标,并从基于“减+替+汇”的能碳路径、创新多能互补耦合发展方式、智能碳管理机制创新、“零碳矿井”“零碳矿区”试点实践4个方面,详细阐述了神东煤炭集团探索 “减碳”生产、“低碳”供应、智能碳管理、“零碳矿井”示范的实施路径和具体经验。

关键词 “双碳”目标;“零碳矿山”创建;路径研究;“零碳”生产;智能碳管理机制

中图分类号 TD-9

文献标志码 A

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引用格式:李新华. 神东矿区创建“零碳矿山”路径研究与实践[J].中国煤炭,2022,48(11):88-94. DOI:10.19880/j.cnki.ccm.2022.11.013

LI Xinhua. Research and practice of construction path of "zero-carbon mine" in Shendong mining area[J]. China Coal,2022,48(11):88-94. DOI:10.19880/j.cnki.ccm.2022.11.013

作者简介:李新华(1972-),男,宁夏中宁人,工学博士,教授级高级工程师,现任国能神东煤炭集团有限责任公司党委书记、董事长。

Research and practice of construction path of "zero-carbon mine" in Shendong mining area

LI Xinhua

(China Energy Shendong Coal Group Co., Ltd., Yulin, Shaanxi 719315, China)

Abstract The proposal of the carbon peak and carbon neutrality goals has laid the foundation and pointed out the direction for the energy industry to continuously explore and promote the green and low-carbon transformation. Starting from the necessity for large coal enterprises to implement the carbon peak and carbon neutrality goals in China, this paper introduces the significance and connotation of "zero-carbon mine" construction by coal enterprises. Taking China Energy Shendong Coal Group Co., Ltd. (hereinafter referred to as "Shendong Coal Group") as an example, this paper analyzes the goal of Shendong Coal Group to build a "zero carbon mine", and elaborates in detail the implementation path and experience of Shendong Coal Group to explore the "carbon reduction" production, "low-carbon" supply, intelligent carbon management and "zero-carbon mine" demonstration from the aspects of the erengy-carbon path based on carbon reduction, carbon replacement and carbon sink, the innovative multi-energy complementary coupling development mode, the intelligent carbon management mechanism innovation and the pilot practice of "zero-carbon mine" and "zero-carbon mining area".

Key words carbon peak and carbon neutrality goals; "zero-carbon mine" construction; path research; "zero-carbon" production; intelligent carbon management mechanism

实现碳达峰碳中和,是以习近平同志为核心的党中央统筹国内国际两个大局作出的重大战略决策[1],党的二十大报告提出要“积极稳妥推进碳达峰碳中和”,未来30多年碳达峰碳中和将是我国经济社会发展的主基调和新引擎。作为国家经济社会发展的基础,以煤炭为代表的能源产业落实“双碳”目标任务艰巨。自然资源部2022年9月21日发布《中国矿产资源报告2022》指出,2021年煤炭在我国一次能源消耗中占56%。国际能源署(IEA)2022年3月8日发布数据称,煤炭使用产生二氧化碳排放占全球二氧化碳排放总量增量的40%以上,煤炭消费带来的二氧化碳排放量达到153亿t的历史最高水平。对于煤炭行业来说,加快推进绿色低碳转型不是“选答题”,而是“必答题”,煤炭产业的碳达峰碳中和是全国实现碳达峰碳中和目标的基础,因此通过低碳转型、技术创新等系统性变革,建设“零碳矿山”势在必行。

1 建设“零碳矿山”的重要意义

随着我国经济进入新发展阶段,资源环境约束问题日渐突出,人民群众对优美生态环境的需求日益增长,促使能源产业特别是煤炭行业绿色低碳发展,走产业生态化、生态产业化的道路,促进人与自然和谐共生[2-4]。我国是多煤少气的国家,且受能源利用技术水平限制,国内能源利用率与国际先进水平还有较大差距,油气资源对外依存度较高,新能源发展相对滞后[5]。从根本上建立生产“低碳”、生态“负碳”方式,从源头上减少碳排放,提高生态碳汇能力,扩大环境容量,建设“零碳矿山”已经成为煤炭企业破解高碳产业“低碳发展”难题的必然选择。特别是“零碳矿山”建设过程中,涉及生物质能、光伏等新能源发展,有利于持续壮大绿色低碳产业,有利于加快形成绿色经济新动能,推动经济结构转型升级,破解资源环境约束突出问题,增强能源供应的稳定性、安全性、可持续性,推动我国从能源大国向能源强国迈进。

“零碳矿山”从内涵上并不意味着煤矿生产运营过程中没有二氧化碳排放,而是通过实施完整的节能减排工程,应用节能减排技术和装备,加强管理创新,不断减少煤矿生产过程中的二氧化碳排放量,直至二氧化碳排放最小;在二氧化碳排放后,借助一系列资源转化和利用技术,逐步将矿井水、废气、煤矸石等煤矿生产废弃物转化为生产生活用水、其他产业原料或燃料等可利用资源,实现循环利用[6];同时,在煤矿沉陷区和厂区大量栽种樟子松、果树等经济树木,提升煤矿碳汇能力,建设“零碳矿山”甚至“负碳矿山”。

2 神东煤炭集团建设“零碳矿山”的目标和路径研究

按照国家“双碳”战略要求,神东煤炭集团结合自身实际,明确了建设“零碳矿山”的目标任务:一是积极稳妥推进碳达峰碳中和,探索“零碳矿山”的实现路径,采取节能降耗、新能源利用、生态碳汇等工程实践,率先将布尔台煤矿打造成“零碳示范矿井”;二是不断优化“零碳矿山”的实现路径,提升绿色低碳结构、技术、管理措施,将神东矿井全面建成“零碳矿山”。基于上述目标,神东煤炭集团提出如下“零碳矿山”实施路径。

2.1 创新绿色开采与清洁生产技术,做“低碳”生产商

按照龙源碳资产管理公司盘查结果,2020年神东煤炭集团13个矿井和11个选煤厂碳排放总量为530万t,其中矿井碳排放487万t,占92%;选煤厂碳排放43万t,占比8%。按排放源组成分析,神东矿厂燃料燃烧碳排放19万t,占3%;外购电力碳排放147万t,占28%;外购蒸汽碳排放42万t,占8%;瓦斯逃逸碳排放85万t,占16%;矿后活动碳排放237万t,占45%。

解决碳排放问题,关键是调整能源消费结构、减少化石能源碳排放,首先是要控制煤炭消费总量、降低煤炭消费强度,这对煤炭行业是革命性要求。神东煤炭集团以绿色低碳生产为抓手,探索以“减+替+汇”能碳路径实现“双碳”目标。

2.1.1 “减”——减少煤炭生产过程碳排放,实现生产减碳

把节约能源资源放在首位,实行全面节约战略,持续降低单位产出资源消耗和碳排放。通过工程、管理技术措施,提升吨煤生产综合能耗水平,减少煤炭生产过程中的碳排放量。

(1)持续提升用电设备能效水平,减少电力消耗和碳排放量。严格按照国家高耗能电机目录,淘汰高耗能落后电机。积极推进设备变频改造和推广永磁同步技术使用,全面提升采、掘、机、运、通、排、选用电设备能效。通过全系统智能调速和顺煤流启动方式,减少设备空转和轻载电耗。生产安排集中简化和规模化,矿井采用无盘区布置,大巷两侧直接布置条带式工作面,具有工作面宽、推采距离长的特点,开采系统简单高效,用能设备少、能耗低,通过上述节电措施实现碳减排3万t/a;

(2)提高供热设备能源利用效率,减少供热燃料消耗碳排放量。改造热源进行节煤,使用高效煤粉锅炉取代传统燃煤链条锅炉设备,提高供热环节能效水平,锅炉热效率提高35%,实现碳减排5万t/a;通过老旧管网改造、换热设备清洁及更换措施,减少热源输送环节无效损失;通过老旧建筑加装保温板、更换保温门窗措施、蒸汽供热系统压力平衡调节、建设低能耗建筑等措施,提升用户端供热能效水平。

(3)加强碳排放监测,利用监测技术手段减少矿后活动甲烷逃逸产生的碳排放。在上湾煤矿、布尔台煤矿、上湾选煤厂、布尔台选煤厂4个试点单位开展温室气体监测评估工作。矿井生产通过监测乏风系统采集井下瓦斯浓度、温度、绝对压力、风量(风速)、湿度数据;矿后活动瓦斯逃逸碳排放由选煤厂采样,按照煤层瓦斯含量井下直接测定方法进行测定,实时掌握碳排放状态和数据,碳排放数据更加精准、科学。建设能碳管理平台,以上湾煤矿为例,在矿井生产保持基本不变的情况下,按照国家温室气体排放核算指南标准,2021年上半年瓦斯排放1 046 t;2022年上半年瓦斯实际监测排放量55 t,实际监测数仅为计算值的5%,监测数据较计算数据大幅下降,为精准减少矿后活动甲烷逃逸碳排放提供了重要参考依据。

(4)提升能碳管理水平,减少碳排放量。建立健全节能低碳组织机构与制度,13个矿井全部建成能源管理体系,制定能源管理手册文件及程序文件,实行能源绩效管理,规范节能低碳管理。开展24个矿井和选煤厂能源审计与规划工作,查找不足并及时纠正,提出改进目标。连续6年开展矿井及选煤厂碳盘查工作,明确碳排放源,制定监测计划,为碳资产管理、碳交易打下了重要的数据基础。同时按照采、掘、机、运、通、排、选七大生产工序科学制定节能降耗指标,落实目标责任制,“能耗双控”和“双碳”指标实现逐年下降。

2.1.2 “替”——调整能源消费结构,实现生产低碳

针对目前各省(区)加大对新能源场站配置储能的支持力度,神东煤炭集团计划与国家能源集团内部的专业公司合作发展光伏发电、煤制氢、氢储能等项目,寻求新的发展动能;以地热资源禀赋条件为基础,通过开展矿区中深层地热资源开发利用研究,构建矿区中深层地热可持续开发关键理论与技术体系,并建设一批工程示范项目[7-8]。将煤炭、燃油、天然气、煤电等化石能源和电源消费,替换为光伏电、氢能、生物质能等清洁能源,实现用电用热近零碳排放。

(1)用电光伏化。神东煤炭集团用电量为20亿kW·h/a,占公司能源消费总量50%,占碳排放总量的28%。在采煤沉陷区建设130万kW光伏可完全替代外购电量,实现降碳150万t/a。利用采空区、矸石场等大规模建设光伏项目,生产自用就地消纳后多余电量并网。还可利用井下巷道与地面的高差,建设矿井水储能电站;发展建筑光伏,用于特定设备或场所充电,目前已建成上湾煤矿、哈拉沟煤矿光伏车库,用于新能源特种车辆充电。

(2)用热清洁化。神东煤炭集团年用热能耗为21万t标煤/a,占能源消费总量的46%,占碳排放总量的11%。一是生物质能利用。神东煤炭集团已建成20 km2(3万亩)沙柳基地,未来将建成67 km2(10万亩)沙柳基地和67 km2(10万亩)沙棘基地,按照生物质能产量450 t/km2计算,能实现生物质燃料产能6万t/a,产业优势明显。二是低温余热利用。目前6个矿井已建成矿井乏风余热利用项目,使用热管技术,高效回收低温热源,还可继续挖掘剩余7个矿井乏风余热利用潜力。三是矿井水低温热能利用。目前仅在柳塔煤矿建成矿井水低温余热利用工程用于餐厅供暖,矿井水低温热源利用是降低煤炭使用、减少碳排放量的重要技术措施。四是蒸汽冷凝水回收利用。可降低蒸汽消耗,实现碳减排3万t/a。五是太阳能利用。神东矿区陕西区域夏季已实现太阳能洗浴替代锅炉供热洗浴,正在规划实施内蒙古区域矿井夏季太阳能洗浴工程,最终可实现夏季洗浴碳排放近零排放。六是试点地热开发。地热资源是今后能源发展的重要资源,神东煤炭集团先行先试,正在维修二厂开展地热供暖场所研究。

(3)运输清洁化。神东煤炭集团年消耗燃油量2万t,占能源消费总量的4%,占碳排放总量的1%。建设光伏、风能等分布式储能充电站,采用新能源车逐步替换高污染、高耗能特种车辆,以减少燃油消耗。目前已替代456台高耗能燃油车辆,实现碳减排0.5万t/a。扩大新能源电动车在井下的使用范围,地面大型运输车辆使用氢能可大幅降低运输系统碳排放。

2.1.3 “汇”——提升碳汇能力,实现生态负碳

神东煤炭集团开发建设以来,坚持“开发与治理并重”的方针,打造生态矿区、建设绿色矿井、生产清洁煤炭,创建了“采前防治、采中控制、采后营造”和“外围防护圈、周边常绿圈、中心美化圈”的“三期三圈”生态环境防治技术模式。截至2022月7月,神东煤炭集团累计投入生态环境治理资金63亿元,治理水土流失区与采煤沉陷区496 km2,矿区植被覆盖率由开发初期的3%~11%提高到64%。2017年建成了全国唯一的采煤沉陷区水土保持科技示范园,2020年建成国家能源集团首个“国家水土保持生态文明工程”,系统构建了山水林田湖草沙生态空间结构。结合采煤沉陷区生态治理项目,重点开展生态固碳研究,增加森林、草地、土壤等生态碳汇,实现生态负碳。

(1)大力推进碳汇林建设。神东煤炭集团井田面积1 038 km2,若全部绿化为碳汇林,按林地碳汇能力375 t/km2计算,可实现固碳39万t/a。结合矿区生态建设,以增加碳汇为原则,按照山水林田湖草沙生命共同体系统工程理念,大力推进自然碳汇。神东煤炭集团前后投资1亿元建设13 km2(20 000亩)“国家能源集团生态林”,2021年已完成8.8 km2(13 167亩),2022年计划完成6.7 km2(10 000亩)。通过合理种植、养护和补植,避免固碳植被和土壤出现碳的迅速释放[9]。通过优化植物结构,将不同高度、不同根系种类、不同根系深度的植物配置在一起,增加单位绿化面积的生物固碳量,使单位面积植物的固碳量最大化[10]。将不同树龄的树木进行混栽,保持了植物碳汇稳定性,发挥了自然式丛林及其土壤固碳能力最强的优势。神东煤炭集团已计划开展采煤沉陷区生态治理协同碳汇功能提升技术研究与示范,按草地土壤碳汇能力9.99 kg/m2测算,碳汇能力可达1 039万t;按草地植被碳汇能力0.34 kg/m2测算,可实现固碳35万t/a。

(2)大力开展固碳减排研究。进一步优化提高土壤固碳承载力,优选高固碳植物,建立矿区生态固碳新技术;建立“煤炭开发过程减排、碳源综合利用减排、生态固碳减排”为主线的矿区碳减排模式,初步形成矿区碳减排技术与碳库构建模式,生态固碳能力提高20%以上,碳排放量下降15%以上。加大与国内科研院所的战略合作,提高碳捕集、碳利用、碳封存技术(CCUS)的经济性、普及性。

2.2 创新多能互补耦合发展方式,做“低碳”供应商

推动能源清洁低碳高效利用,推进神东煤炭集团清洁低碳转型发展,构建新型能源供应体系,加强煤炭清洁高效利用,构建产供储销安全稳定的能源保障体系。

(1)创新建设矿山“生态+光伏”发展模式。依托神东煤炭集团所在地丰富的太阳能资源,在采煤沉陷区土地上探索发展“光伏+”产业。按照鄂尔多斯年太阳总辐射量5 836.64 MJ/m2估算,神东煤炭集团1 038 km2井田面积光伏可发电量约为300亿kW·h/a,配套生态治理,实现生态产业化和产业生态化发展,并可为社会和企业提供绿色清洁能源。

(2)探索“源网荷储”发展模式。通过煤炭生产与新能源耦合,运用风光水储一体化,促进供需两侧精准匹配,解决清洁能源消纳及电网波动性等问题,提高电力系统综合效率,打造全国智能光伏产业示范区,助力神东煤炭集团绿色、低碳高质量转型发展。

(3)探索生物质能利用。神东采煤沉陷区利用沙棘、沙柳需固定平茬的特点,开发生物质能。统筹建设“五林”协同碳汇林。继续扩大防护林、特种用途林、用材林、经济林和能源林建设,做好“五林”规划协同、设计协同、实施协同、管理协同,高质化建设碳汇林。

(4)基于煤基产业研究发展原料煤产品。推动煤炭清洁转化,实现从燃料煤到原料煤的转变,并向高附加值、高技术含量的材料煤转变。2022年,神东煤炭集团预计为国家能源集团煤制油、煤制烯烃等项目企业供应化工煤1 310万t,可降低煤炭矿后活动甲烷逃逸排放产生的碳排放17万t。神东煤炭集团还将利用煤炭主业优势,探索推进就地直接转化为氢气等清洁能源的实践,丰富低碳能源产品。

(5)探索发展带碳汇指标的“绿煤”。在生产过程中,利用生态碳汇、碳捕捉等措施获得更多的碳汇指标,按照“绿电”模式,推动煤炭企业碳减排指标完成情况与煤炭产品挂钩,提供带碳汇指标的“绿煤”,减轻下游生产企业碳排放压力,提升煤炭产品竞争力。

2.3 创新智能碳管理机制,做“碳金”管理者

当前,以人工智能、大数据、物联网为标志的第4次工业革命方兴未艾,世界正步入智能化时代。智能碳管理通过应用人工智能、大数据等技术,利用遥感、无人机、地面基站等监测手段和大数据建模,加强碳排放全生命周期、可视化监测,实现科学高效的“硬核”碳管理,提高碳管理效率和效益,为控制碳排放强度、加大碳减排力度算好“数据账”。

(1)构建碳管理大格局。完善能源消耗计量与管理措施,搭建能源计量管理平台,对神东煤炭集团主要用能单位、主要用能设备设计监控节点,进行在线计量,并以远程采集方式实时统计分析、监控与报警,确保温室气体核算基础数据获取。建立温室气体定期核算统计制度,以神东煤炭集团能源统计和管理为基础,参照相关标准要求,及时更新能源消耗引起的温室气体排放量核算技术方法,由专门部门负责对温室气体排放进行核算、分析、记录、奖惩、优化安排等。加强碳排放数据质量管理,完善碳排放数据质量保证和质量控制程序,对参与温室气体核算及数据收集的工作人员进行专业培训,严格按照温室气体排放核算技术方法开展工作,加强基础数据与核算结果和历史数据的分析对比,及时识别信息误差和遗漏,并确立与保持一个有效的信息收集系统,实现对数据准确性的常规评估。

(2)布局实施核证自愿减排量(CCER)项目。结合矿区生态建设,以增加碳汇为原则,按照山水林田湖草沙是生命共同体系统工程理念,大力推进自然碳汇。通过合理种植、养护和补植,避免固碳植被和土壤出现碳的迅速释放。通过优化植物结构,提高单位面积植物的固碳量。通过混栽不同树龄、不同品种树木,保持植物碳汇稳定性,发挥自然式丛林及其土壤固碳能力最强的优势。挖掘碳汇项目潜力,开发CCER项目。

(3)积极参与碳交易。利用煤矿优势土地资源,规模化建设光伏电站,生产带有“绿证”的“绿电”,提供零碳能源。推广和应用高产、高抗、速生的油料和能源林新品种,因地制宜开展生物能源基地建设,推动高效低成本生物能源应用。根据《温室气体自愿减排交易管理暂行办法》,参与自愿减排的减排量需经国家主管部门在国家自愿减排交易登记簿进行登记备案,经备案的减排量称为“核证自愿减排量(CCER)”。神东煤炭集团将充分利用政策红利,部署实施自愿减排项目,减排量经备案后,在国家登记簿登记并在经备案的交易机构内交易。

3 试点开展布尔台煤矿“零碳矿井”和神东“零碳矿区”实践

神东煤炭集团按照示范先行、全面引领的思路,计划以布尔台煤矿为试点,全力创建以“生产减碳、生活低碳、生态负碳”为特征的神东煤炭集团“零碳”发展示范矿区。规划实现零碳排放,全面中和目前的碳排放量,打造全国首个“荒漠化地带采煤沉陷区生态+光伏示范基地+生态产业基地”,为煤炭行业、区域煤炭产业实现“双碳”目标发挥示范引领作用。

3.1 布尔台煤矿“零碳矿井”实践

根据第三方数据盘查结果,布尔台煤矿及选煤厂2020年碳排放84.98万t,其中用电碳排放24.24万t、用热碳排放3.00万t、用燃油碳排放0.50万t、矿后活动甲烷逃逸碳排放40.00万t、通风瓦斯逃逸碳排放17.24万t。通过电能、热能、油能、生态碳汇等方面的项目建设,布尔台煤矿预计可实现近零碳排放。

(1)电能方面,正在开发国能神东布尔台区域工业厂区分布式58.1万Wp光伏发电项目;规划布尔台煤矿沉陷区40万Wp建设光伏项目,可实现碳中和48.5万t/a;2023年布尔台煤矿计划淘汰落后电机39台,配套选煤厂淘汰302台,预计减碳2 000 t/a。上仓、主井、盘区主运巷及巷道带式输送机已经实现电流敏感型为主、煤流视频AI识别为辅的全系统智能调速,可实现节能1 000 t 标煤/a。

(2)热能方面,2021年布尔台乏风余热利用供井筒供暖项目可实现节约煤耗1 500 t标煤/a。正在推进布尔台煤矸石制砾石(400万m3/a)及余热发电项目,可产电3.0亿kW·h/a(自用电1.2亿kW·h/a,外供电1.8亿kW·h/a),实现碳减排16万t/a;产饱和蒸汽量72万t/a,实现碳减排22万t/a。正在挖掘矿井水余热、压风机余热、空压机余热等资源潜力,开发成清洁能源利用项目,可实现节能5 000万kW·h/a,减少碳排放约4万t/a。

(3)油能方面,目前布尔台煤矿已投入新能源车76台,还有180台燃油车辆未替换,今后采用电动车和氢等新能源车,可实现碳减排0.5万t/a。

(4)生态碳汇方面,布尔台沉陷区生态碳汇提升项目(碳汇林、草、土壤等)可实现碳中和20万t/a。

3.2 神东煤炭集团先行示范“零碳矿区”实践

神东煤炭集团“零碳矿区”建设的总体思路是在布尔台煤矿“零碳矿井”建设经验的基础上,深入探索光伏、氢能、生物质能,进一步拓展矿区清洁用电和用热广度,加强生态碳汇管理,力争神东煤炭集团所属矿井实现“零碳矿山”建设目标,最终建成“零碳矿区”。

3.2.1 生产减碳

(1)减少供热系统产生的碳排放。神东矿区陕西区域已全部建成太阳能洗浴,可节能5 000 t标煤/a;下一步将内蒙古区域单位全部改建成太阳能洗浴,预计可节能1万t标煤/a,减少碳排放2万t/a。正在筹建的布尔台煤矸石制砾石(400万m3/a)及余热发电项目,可使用其余热减少碳排放22万t/a。同时还可继续挖掘通风机余热、压风机余热、矿井水余热、矿井乏风余热潜力,实现碳减排22万t/a。

(2)减少电力消耗产生的碳排放。9个总计15.56 MWp分布式光伏项目正在开展初设、工程实施,计划2022年底实现并网发电。正在规划规模化采煤沉陷区集中式光伏项目,建成后预计可中和450万t/a碳排放量。通过机电设备能效提升及替换、变频器改造及智能化运行、淘汰落后机电设备等,预计可实现节能5 000万kW·h/a、减少碳排放4万t/a。

(3)减少燃油消耗产生的碳排放。全面推广矿井用系列化电动防爆无轨运输车辆,减少车辆用油。截至2021年已购置456台防爆电动辅助运输车,主要有运人车、指挥车、材料车。下一步将继续新增新能源车投运比例,试点使用氢能汽车,预计可节能1.28万t标煤/a,可减少碳排放3.5万t/a。

(4)减少瓦斯逃逸碳排放。2020年神东煤炭集团瓦斯逃逸碳排放84万t,瓦斯逃逸碳排放占总排放量的16%。已建成2个低浓度瓦斯发电厂,每年通过瓦斯燃烧减少直接逃逸产生的碳排放20万t,使用瓦斯电厂余电和余热减少间接碳排放5万t,共计25万t。正在论证25万Nm3的通风瓦斯催化氧化示范项目,建成后可减少碳排放20万t/a。

(5)加强矿后活动碳排放管理。2021年神东煤炭集团布尔台煤矿、上湾煤矿、布尔台选煤厂及上湾选煤厂开展低浓度瓦斯矿井碳监测评估试点工作。通过配置高精度瓦斯探测仪,开展通风瓦斯逸散监测,配合卫星监测,准确反映矿后活动碳排放实际情况。从现有监测结果看,神东煤炭集团矿后活动碳排放仅为煤炭企业核算指南规定的1/10。神东煤炭集团将继续配合国家生态环境部开展低瓦斯矿井温室气体监测评估工作,制定符合煤炭行业实际的统计监测标准。目前神东煤炭集团已完成3省(区)5个能耗在线监测平台接入工作,并安排资金1 600万元完善能耗平台计量,提高数据的准确性和稳定性。7个矿井电力数据已接入伊金霍洛旗方舟能碳平台。未来公司计划对主要用能单位、主要用能环节、主要用能设备进行在线能耗监测,实现碳减排精细化管理。

3.2.2 生活低碳

倡导员工低碳办公、低碳交通、低碳消费的低碳生活方式,降低生活碳排放量。在办公场所全面节电,减少办公设备空载电耗。全面节支降耗,推行无纸化办公,养成良好的用水习惯,节约用水。优化交通结构,提供员工集中通勤服务,鼓励新能源车使用。鼓励员工衣食住行全面低碳化。

3.2.3 生态负碳

(1)开展固碳减排研究。基于碳源利用机理研究,进一步优化提高土壤固碳承载力,优选高固碳植物,建立矿区生态固碳新技术;制定各环节关键量化指标与评价体系,探索煤炭领域的节能减排与生态固碳企业标准;建立“煤炭开发过程减排、碳源综合利用减排、生态固碳减排”为主线的矿区碳减排模式,初步形成矿区碳减排技术与碳库构建模式,生态固碳能力提高20%以上,碳排放量减少15%以上。此外,神东煤炭集团可在碳捕集、碳利用、碳封存技术(CCUS)方面加大与科研机构的合作,提高其应用的经济性、普及性。

(2)大力实施碳汇林。结合矿区生态建设,以增加碳汇为原则,按照山水林田湖草沙是生命共同体的系统工程理念,大力推进自然碳汇,合理种植、养护和补植,混栽不同树龄、不同品种的树木,保持植物碳汇稳定性。

3.2.4 发展新能源与低碳产业

目前在巴图塔已建成20 km2(3万亩)沙柳基地,未来将建成67 km2(10万亩)沙柳基地和67 km2(10万亩)沙棘基地,可产生生物质燃料6万t/a,节能3万t标煤/a,实现碳减排6万t/a。神东煤炭集团已在柳塔煤矿矿规划建设2×15 t生物质锅炉供热项目,建成后可实现节能1万t/a,碳减排2万t/a。持续加大与煤化工企业合作,在提供煤制油、煤制烯烃等项目企业1 310万t化工煤的基础上,持续拓展煤炭深加工合作,试点高炉喷吹,炼焦煤应用,降低煤炭矿后活动碳排放17万t。同时,在生产过程中加强对原料煤的保护性开采,优化选煤工艺,保障原料煤生产,开展神东低阶煤煤基炭材料开发利用研究。

4 煤炭企业建设“零碳矿山”的启示

我国能源转型发展已呈现“双控、 双侧、双料、多元”总格局,化石能源清洁化、清洁能源规模化、能源布局集约化将是今后低碳转型发展方向[11]。“零碳矿山”作为“双碳”目标的落地工程和生态保护的重要载体,具有重要的示范意义,也给煤炭企业碳达峰碳中和提供了参考依据和启示。

一是通过“零碳矿山”建设,证明高碳产业可以低碳发展。煤炭行业既有高碳产出的劣势,也具有新能源开发的优势,可以充分利用产业优势,协同转型发展。二是通过“生产减碳、生活低碳、生态负碳”的能碳路径可以实现“零碳矿山”。通过能源节约,大规模使用新能源,减少化石燃料使用,增加瓦斯利用率、加大生态碳汇力度,可实现“零碳矿山”建设。三是加快新技术研发,管理创新,产业培育。受国内降碳技术起步晚、技术水平不成熟等因素影响,目前降碳装备和技术推广的成本和费用较高,煤炭企业生产运营存在一定压力。需要全社会目标一致,统筹新技术研发与应用,创新能碳管理模式,规划上中下游全链条产业,稳定发展低碳产品并持续改进。四是加快制定政策导向机制、财税调节机制、市场竞争机制。

2021年至今,国家出台了近40项法规政策,但目前仅电力系统参与碳交易,且核算指南还在逐步完善中。煤炭行业配套政策导向机制更加不完善,需加快制定。现有财税政策未体现出减碳的正向激励导向作用,企业碳达峰碳中和工作还处于被动阶段。应充分利用市场竞争机制,在产品端建立碳链条,使用市场手段倒逼企业低碳转型发展。

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(责任编辑 郭东芝)

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