李新華

(國能神東煤炭集團有限責(zé)任公司，陜西省榆林市，719315)

實現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和，是以習(xí)近平同志為核心的黨中央統(tǒng)籌國內(nèi)國際兩個大局作出的重大戰(zhàn)略決策[1]，黨的二十大報告提出要“積極穩(wěn)妥推進碳達(dá)峰碳中和”,未來30多年碳達(dá)峰碳中和將是我國經(jīng)濟社會發(fā)展的主基調(diào)和新引擎。作為國家經(jīng)濟社會發(fā)展的基礎(chǔ)，以煤炭為代表的能源產(chǎn)業(yè)落實“雙碳”目標(biāo)任務(wù)艱巨。自然資源部2022年9月21日發(fā)布《中國礦產(chǎn)資源報告2022》指出，2021年煤炭在我國一次能源消耗中占56%。國際能源署(IEA)2022年3月8日發(fā)布數(shù)據(jù)稱，煤炭使用產(chǎn)生二氧化碳排放占全球二氧化碳排放總量增量的40%以上，煤炭消費帶來的二氧化碳排放量達(dá)到153億t的歷史最高水平。對于煤炭行業(yè)來說，加快推進綠色低碳轉(zhuǎn)型不是“選答題”，而是“必答題”，煤炭產(chǎn)業(yè)的碳達(dá)峰碳中和是全國實現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的基礎(chǔ)，因此通過低碳轉(zhuǎn)型、技術(shù)創(chuàng)新等系統(tǒng)性變革，建設(shè)“零碳礦山”勢在必行。

1 建設(shè)“零碳礦山”的重要意義

隨著我國經(jīng)濟進入新發(fā)展階段，資源環(huán)境約束問題日漸突出，人民群眾對優(yōu)美生態(tài)環(huán)境的需求日益增長，促使能源產(chǎn)業(yè)特別是煤炭行業(yè)綠色低碳發(fā)展，走產(chǎn)業(yè)生態(tài)化、生態(tài)產(chǎn)業(yè)化的道路，促進人與自然和諧共生[2-4]。我國是多煤少氣的國家，且受能源利用技術(shù)水平限制，國內(nèi)能源利用率與國際先進水平還有較大差距，油氣資源對外依存度較高，新能源發(fā)展相對滯后[5]。從根本上建立生產(chǎn)“低碳”、生態(tài)“負(fù)碳”方式，從源頭上減少碳排放，提高生態(tài)碳匯能力，擴大環(huán)境容量，建設(shè)“零碳礦山”已經(jīng)成為煤炭企業(yè)破解高碳產(chǎn)業(yè)“低碳發(fā)展”難題的必然選擇。特別是“零碳礦山”建設(shè)過程中，涉及生物質(zhì)能、光伏等新能源發(fā)展，有利于持續(xù)壯大綠色低碳產(chǎn)業(yè)，有利于加快形成綠色經(jīng)濟新動能，推動經(jīng)濟結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級，破解資源環(huán)境約束突出問題，增強能源供應(yīng)的穩(wěn)定性、安全性、可持續(xù)性，推動我國從能源大國向能源強國邁進。

“零碳礦山”從內(nèi)涵上并不意味著煤礦生產(chǎn)運營過程中沒有二氧化碳排放，而是通過實施完整的節(jié)能減排工程，應(yīng)用節(jié)能減排技術(shù)和裝備，加強管理創(chuàng)新，不斷減少煤礦生產(chǎn)過程中的二氧化碳排放量，直至二氧化碳排放最??；在二氧化碳排放后，借助一系列資源轉(zhuǎn)化和利用技術(shù)，逐步將礦井水、廢氣、煤矸石等煤礦生產(chǎn)廢棄物轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)生活用水、其他產(chǎn)業(yè)原料或燃料等可利用資源，實現(xiàn)循環(huán)利用[6]；同時，在煤礦沉陷區(qū)和廠區(qū)大量栽種樟子松、果樹等經(jīng)濟樹木，提升煤礦碳匯能力，建設(shè)“零碳礦山”甚至“負(fù)碳礦山”。

2 神東煤炭集團建設(shè)“零碳礦山”的目標(biāo)和路徑研究

按照國家“雙碳”戰(zhàn)略要求，神東煤炭集團結(jié)合自身實際，明確了建設(shè)“零碳礦山”的目標(biāo)任務(wù)：一是積極穩(wěn)妥推進碳達(dá)峰碳中和，探索“零碳礦山”的實現(xiàn)路徑，采取節(jié)能降耗、新能源利用、生態(tài)碳匯等工程實踐，率先將布爾臺煤礦打造成“零碳示范礦井”；二是不斷優(yōu)化“零碳礦山”的實現(xiàn)路徑，提升綠色低碳結(jié)構(gòu)、技術(shù)、管理措施，將神東礦井全面建成“零碳礦山”?；谏鲜瞿繕?biāo)，神東煤炭集團提出如下“零碳礦山”實施路徑。

2.1 創(chuàng)新綠色開采與清潔生產(chǎn)技術(shù)，做“低碳”生產(chǎn)商

按照龍源碳資產(chǎn)管理公司盤查結(jié)果，2020年神東煤炭集團13個礦井和11個選煤廠碳排放總量為530萬t，其中礦井碳排放487萬t，占92%；選煤廠碳排放43萬t，占比8%。按排放源組成分析，神東礦廠燃料燃燒碳排放19萬t，占3%；外購電力碳排放147萬t，占28%；外購蒸汽碳排放42萬t，占8%；瓦斯逃逸碳排放85萬t，占16%；礦后活動碳排放237萬t，占45%。

解決碳排放問題，關(guān)鍵是調(diào)整能源消費結(jié)構(gòu)、減少化石能源碳排放，首先是要控制煤炭消費總量、降低煤炭消費強度，這對煤炭行業(yè)是革命性要求。神東煤炭集團以綠色低碳生產(chǎn)為抓手，探索以“減+替+匯”能碳路徑實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。

2.1.1 “減”——減少煤炭生產(chǎn)過程碳排放，實現(xiàn)生產(chǎn)減碳

把節(jié)約能源資源放在首位，實行全面節(jié)約戰(zhàn)略，持續(xù)降低單位產(chǎn)出資源消耗和碳排放。通過工程、管理技術(shù)措施，提升噸煤生產(chǎn)綜合能耗水平，減少煤炭生產(chǎn)過程中的碳排放量。

(1)持續(xù)提升用電設(shè)備能效水平，減少電力消耗和碳排放量。嚴(yán)格按照國家高耗能電機目錄，淘汰高耗能落后電機。積極推進設(shè)備變頻改造和推廣永磁同步技術(shù)使用，全面提升采、掘、機、運、通、排、選用電設(shè)備能效。通過全系統(tǒng)智能調(diào)速和順煤流啟動方式，減少設(shè)備空轉(zhuǎn)和輕載電耗。生產(chǎn)安排集中簡化和規(guī)?；V井采用無盤區(qū)布置，大巷兩側(cè)直接布置條帶式工作面，具有工作面寬、推采距離長的特點，開采系統(tǒng)簡單高效，用能設(shè)備少、能耗低，通過上述節(jié)電措施實現(xiàn)碳減排3萬t/a；

(2)提高供熱設(shè)備能源利用效率，減少供熱燃料消耗碳排放量。改造熱源進行節(jié)煤，使用高效煤粉鍋爐取代傳統(tǒng)燃煤鏈條鍋爐設(shè)備，提高供熱環(huán)節(jié)能效水平，鍋爐熱效率提高35%，實現(xiàn)碳減排5萬t/a；通過老舊管網(wǎng)改造、換熱設(shè)備清潔及更換措施，減少熱源輸送環(huán)節(jié)無效損失；通過老舊建筑加裝保溫板、更換保溫門窗措施、蒸汽供熱系統(tǒng)壓力平衡調(diào)節(jié)、建設(shè)低能耗建筑等措施，提升用戶端供熱能效水平。

(3)加強碳排放監(jiān)測，利用監(jiān)測技術(shù)手段減少礦后活動甲烷逃逸產(chǎn)生的碳排放。在上灣煤礦、布爾臺煤礦、上灣選煤廠、布爾臺選煤廠4個試點單位開展溫室氣體監(jiān)測評估工作。礦井生產(chǎn)通過監(jiān)測乏風(fēng)系統(tǒng)采集井下瓦斯?jié)舛取囟?、絕對壓力、風(fēng)量(風(fēng)速)、濕度數(shù)據(jù)；礦后活動瓦斯逃逸碳排放由選煤廠采樣，按照煤層瓦斯含量井下直接測定方法進行測定，實時掌握碳排放狀態(tài)和數(shù)據(jù)，碳排放數(shù)據(jù)更加精準(zhǔn)、科學(xué)。建設(shè)能碳管理平臺，以上灣煤礦為例，在礦井生產(chǎn)保持基本不變的情況下，按照國家溫室氣體排放核算指南標(biāo)準(zhǔn)，2021年上半年瓦斯排放1 046 t；2022年上半年瓦斯實際監(jiān)測排放量55 t，實際監(jiān)測數(shù)僅為計算值的5%，監(jiān)測數(shù)據(jù)較計算數(shù)據(jù)大幅下降，為精準(zhǔn)減少礦后活動甲烷逃逸碳排放提供了重要參考依據(jù)。

(4)提升能碳管理水平，減少碳排放量。建立健全節(jié)能低碳組織機構(gòu)與制度，13個礦井全部建成能源管理體系，制定能源管理手冊文件及程序文件，實行能源績效管理，規(guī)范節(jié)能低碳管理。開展24個礦井和選煤廠能源審計與規(guī)劃工作，查找不足并及時糾正，提出改進目標(biāo)。連續(xù)6年開展礦井及選煤廠碳盤查工作，明確碳排放源，制定監(jiān)測計劃，為碳資產(chǎn)管理、碳交易打下了重要的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。同時按照采、掘、機、運、通、排、選七大生產(chǎn)工序科學(xué)制定節(jié)能降耗指標(biāo)，落實目標(biāo)責(zé)任制，“能耗雙控”和“雙碳”指標(biāo)實現(xiàn)逐年下降。

2.1.2 “替”——調(diào)整能源消費結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)生產(chǎn)低碳

針對目前各省(區(qū))加大對新能源場站配置儲能的支持力度，神東煤炭集團計劃與國家能源集團內(nèi)部的專業(yè)公司合作發(fā)展光伏發(fā)電、煤制氫、氫儲能等項目，尋求新的發(fā)展動能；以地?zé)豳Y源稟賦條件為基礎(chǔ)，通過開展礦區(qū)中深層地?zé)豳Y源開發(fā)利用研究，構(gòu)建礦區(qū)中深層地?zé)峥沙掷m(xù)開發(fā)關(guān)鍵理論與技術(shù)體系，并建設(shè)一批工程示范項目[7-8]。將煤炭、燃油、天然氣、煤電等化石能源和電源消費，替換為光伏電、氫能、生物質(zhì)能等清潔能源，實現(xiàn)用電用熱近零碳排放。

(1)用電光伏化。神東煤炭集團用電量為20億kW·h/a，占公司能源消費總量50%，占碳排放總量的28%。在采煤沉陷區(qū)建設(shè)130萬kW光伏可完全替代外購電量，實現(xiàn)降碳150萬t/a。利用采空區(qū)、矸石場等大規(guī)模建設(shè)光伏項目，生產(chǎn)自用就地消納后多余電量并網(wǎng)。還可利用井下巷道與地面的高差，建設(shè)礦井水儲能電站；發(fā)展建筑光伏，用于特定設(shè)備或場所充電，目前已建成上灣煤礦、哈拉溝煤礦光伏車庫，用于新能源特種車輛充電。

(2)用熱清潔化。神東煤炭集團年用熱能耗為21萬t標(biāo)煤/a，占能源消費總量的46%，占碳排放總量的11%。一是生物質(zhì)能利用。神東煤炭集團已建成20 km2(3萬畝)沙柳基地，未來將建成67 km2(10萬畝)沙柳基地和67 km2(10萬畝)沙棘基地，按照生物質(zhì)能產(chǎn)量450 t/km2計算，能實現(xiàn)生物質(zhì)燃料產(chǎn)能6萬t/a，產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢明顯。二是低溫余熱利用。目前6個礦井已建成礦井乏風(fēng)余熱利用項目，使用熱管技術(shù)，高效回收低溫?zé)嵩?，還可繼續(xù)挖掘剩余7個礦井乏風(fēng)余熱利用潛力。三是礦井水低溫?zé)崮芾谩Ｄ壳皟H在柳塔煤礦建成礦井水低溫余熱利用工程用于餐廳供暖，礦井水低溫?zé)嵩蠢檬墙档兔禾渴褂?、減少碳排放量的重要技術(shù)措施。四是蒸汽冷凝水回收利用?？山档驼羝?，實現(xiàn)碳減排3萬t/a。五是太陽能利用。神東礦區(qū)陜西區(qū)域夏季已實現(xiàn)太陽能洗浴替代鍋爐供熱洗浴，正在規(guī)劃實施內(nèi)蒙古區(qū)域礦井夏季太陽能洗浴工程，最終可實現(xiàn)夏季洗浴碳排放近零排放。六是試點地?zé)衢_發(fā)。地?zé)豳Y源是今后能源發(fā)展的重要資源，神東煤炭集團先行先試，正在維修二廠開展地?zé)峁┡瘓鏊芯俊?/p>

(3)運輸清潔化。神東煤炭集團年消耗燃油量2萬t，占能源消費總量的4%，占碳排放總量的1%。建設(shè)光伏、風(fēng)能等分布式儲能充電站，采用新能源車逐步替換高污染、高耗能特種車輛，以減少燃油消耗。目前已替代456臺高耗能燃油車輛，實現(xiàn)碳減排0.5萬t/a。擴大新能源電動車在井下的使用范圍，地面大型運輸車輛使用氫能可大幅降低運輸系統(tǒng)碳排放。

2.1.3 “匯”——提升碳匯能力，實現(xiàn)生態(tài)負(fù)碳

神東煤炭集團開發(fā)建設(shè)以來，堅持“開發(fā)與治理并重”的方針，打造生態(tài)礦區(qū)、建設(shè)綠色礦井、生產(chǎn)清潔煤炭，創(chuàng)建了“采前防治、采中控制、采后營造”和“外圍防護圈、周邊常綠圈、中心美化圈”的“三期三圈”生態(tài)環(huán)境防治技術(shù)模式。截至2022月7月，神東煤炭集團累計投入生態(tài)環(huán)境治理資金63億元，治理水土流失區(qū)與采煤沉陷區(qū)496 km2，礦區(qū)植被覆蓋率由開發(fā)初期的3%～11%提高到64%。2017年建成了全國唯一的采煤沉陷區(qū)水土保持科技示范園，2020年建成國家能源集團首個“國家水土保持生態(tài)文明工程”，系統(tǒng)構(gòu)建了山水林田湖草沙生態(tài)空間結(jié)構(gòu)。結(jié)合采煤沉陷區(qū)生態(tài)治理項目，重點開展生態(tài)固碳研究，增加森林、草地、土壤等生態(tài)碳匯，實現(xiàn)生態(tài)負(fù)碳。

(1)大力推進碳匯林建設(shè)。神東煤炭集團井田面積1 038 km2，若全部綠化為碳匯林，按林地碳匯能力375 t/km2計算，可實現(xiàn)固碳39萬t/a。結(jié)合礦區(qū)生態(tài)建設(shè)，以增加碳匯為原則，按照山水林田湖草沙生命共同體系統(tǒng)工程理念，大力推進自然碳匯。神東煤炭集團前后投資1億元建設(shè)13 km2(20 000畝)“國家能源集團生態(tài)林”，2021年已完成8.8 km2(13 167畝)，2022年計劃完成6.7 km2(10 000畝)。通過合理種植、養(yǎng)護和補植，避免固碳植被和土壤出現(xiàn)碳的迅速釋放[9]。通過優(yōu)化植物結(jié)構(gòu)，將不同高度、不同根系種類、不同根系深度的植物配置在一起，增加單位綠化面積的生物固碳量，使單位面積植物的固碳量最大化[10]。將不同樹齡的樹木進行混栽，保持了植物碳匯穩(wěn)定性，發(fā)揮了自然式叢林及其土壤固碳能力最強的優(yōu)勢。神東煤炭集團已計劃開展采煤沉陷區(qū)生態(tài)治理協(xié)同碳匯功能提升技術(shù)研究與示范，按草地土壤碳匯能力9.99 kg/m2測算，碳匯能力可達(dá)1 039萬t；按草地植被碳匯能力0.34 kg/m2測算，可實現(xiàn)固碳35萬t/a。

(2)大力開展固碳減排研究。進一步優(yōu)化提高土壤固碳承載力，優(yōu)選高固碳植物，建立礦區(qū)生態(tài)固碳新技術(shù)；建立“煤炭開發(fā)過程減排、碳源綜合利用減排、生態(tài)固碳減排”為主線的礦區(qū)碳減排模式，初步形成礦區(qū)碳減排技術(shù)與碳庫構(gòu)建模式，生態(tài)固碳能力提高20%以上，碳排放量下降15%以上。加大與國內(nèi)科研院所的戰(zhàn)略合作，提高碳捕集、碳利用、碳封存技術(shù)(CCUS)的經(jīng)濟性、普及性。

2.2 創(chuàng)新多能互補耦合發(fā)展方式，做“低碳”供應(yīng)商

推動能源清潔低碳高效利用，推進神東煤炭集團清潔低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展，構(gòu)建新型能源供應(yīng)體系，加強煤炭清潔高效利用，構(gòu)建產(chǎn)供儲銷安全穩(wěn)定的能源保障體系。

(1)創(chuàng)新建設(shè)礦山“生態(tài)+光伏”發(fā)展模式。依托神東煤炭集團所在地豐富的太陽能資源，在采煤沉陷區(qū)土地上探索發(fā)展“光伏+”產(chǎn)業(yè)。按照鄂爾多斯年太陽總輻射量5 836.64 MJ/m2估算，神東煤炭集團1 038 km2井田面積光伏可發(fā)電量約為300億kW·h/a，配套生態(tài)治理，實現(xiàn)生態(tài)產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)業(yè)生態(tài)化發(fā)展，并可為社會和企業(yè)提供綠色清潔能源。

(2)探索“源網(wǎng)荷儲”發(fā)展模式。通過煤炭生產(chǎn)與新能源耦合，運用風(fēng)光水儲一體化，促進供需兩側(cè)精準(zhǔn)匹配，解決清潔能源消納及電網(wǎng)波動性等問題，提高電力系統(tǒng)綜合效率，打造全國智能光伏產(chǎn)業(yè)示范區(qū)，助力神東煤炭集團綠色、低碳高質(zhì)量轉(zhuǎn)型發(fā)展。

(3)探索生物質(zhì)能利用。神東采煤沉陷區(qū)利用沙棘、沙柳需固定平茬的特點，開發(fā)生物質(zhì)能。統(tǒng)籌建設(shè)“五林”協(xié)同碳匯林。繼續(xù)擴大防護林、特種用途林、用材林、經(jīng)濟林和能源林建設(shè)，做好“五林”規(guī)劃協(xié)同、設(shè)計協(xié)同、實施協(xié)同、管理協(xié)同，高質(zhì)化建設(shè)碳匯林。

(4)基于煤基產(chǎn)業(yè)研究發(fā)展原料煤產(chǎn)品。推動煤炭清潔轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)從燃料煤到原料煤的轉(zhuǎn)變，并向高附加值、高技術(shù)含量的材料煤轉(zhuǎn)變。2022年，神東煤炭集團預(yù)計為國家能源集團煤制油、煤制烯烴等項目企業(yè)供應(yīng)化工煤1 310萬t，可降低煤炭礦后活動甲烷逃逸排放產(chǎn)生的碳排放17萬t。神東煤炭集團還將利用煤炭主業(yè)優(yōu)勢，探索推進就地直接轉(zhuǎn)化為氫氣等清潔能源的實踐，豐富低碳能源產(chǎn)品。

(5)探索發(fā)展帶碳匯指標(biāo)的“綠煤”。在生產(chǎn)過程中，利用生態(tài)碳匯、碳捕捉等措施獲得更多的碳匯指標(biāo)，按照“綠電”模式，推動煤炭企業(yè)碳減排指標(biāo)完成情況與煤炭產(chǎn)品掛鉤，提供帶碳匯指標(biāo)的“綠煤”，減輕下游生產(chǎn)企業(yè)碳排放壓力，提升煤炭產(chǎn)品競爭力。

2.3 創(chuàng)新智能碳管理機制，做“碳金”管理者

當(dāng)前，以人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)為標(biāo)志的第4次工業(yè)革命方興未艾，世界正步入智能化時代。智能碳管理通過應(yīng)用人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，利用遙感、無人機、地面基站等監(jiān)測手段和大數(shù)據(jù)建模，加強碳排放全生命周期、可視化監(jiān)測，實現(xiàn)科學(xué)高效的“硬核”碳管理，提高碳管理效率和效益，為控制碳排放強度、加大碳減排力度算好“數(shù)據(jù)賬”。

(1)構(gòu)建碳管理大格局。完善能源消耗計量與管理措施，搭建能源計量管理平臺，對神東煤炭集團主要用能單位、主要用能設(shè)備設(shè)計監(jiān)控節(jié)點，進行在線計量，并以遠(yuǎn)程采集方式實時統(tǒng)計分析、監(jiān)控與報警，確保溫室氣體核算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)獲取。建立溫室氣體定期核算統(tǒng)計制度，以神東煤炭集團能源統(tǒng)計和管理為基礎(chǔ)，參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，及時更新能源消耗引起的溫室氣體排放量核算技術(shù)方法，由專門部門負(fù)責(zé)對溫室氣體排放進行核算、分析、記錄、獎懲、優(yōu)化安排等。加強碳排放數(shù)據(jù)質(zhì)量管理，完善碳排放數(shù)據(jù)質(zhì)量保證和質(zhì)量控制程序，對參與溫室氣體核算及數(shù)據(jù)收集的工作人員進行專業(yè)培訓(xùn)，嚴(yán)格按照溫室氣體排放核算技術(shù)方法開展工作，加強基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與核算結(jié)果和歷史數(shù)據(jù)的分析對比，及時識別信息誤差和遺漏，并確立與保持一個有效的信息收集系統(tǒng)，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的常規(guī)評估。

(2)布局實施核證自愿減排量(CCER)項目。結(jié)合礦區(qū)生態(tài)建設(shè)，以增加碳匯為原則，按照山水林田湖草沙是生命共同體系統(tǒng)工程理念，大力推進自然碳匯。通過合理種植、養(yǎng)護和補植，避免固碳植被和土壤出現(xiàn)碳的迅速釋放。通過優(yōu)化植物結(jié)構(gòu)，提高單位面積植物的固碳量。通過混栽不同樹齡、不同品種樹木，保持植物碳匯穩(wěn)定性，發(fā)揮自然式叢林及其土壤固碳能力最強的優(yōu)勢。挖掘碳匯項目潛力，開發(fā)CCER項目。

(3)積極參與碳交易。利用煤礦優(yōu)勢土地資源，規(guī)?；ㄔO(shè)光伏電站，生產(chǎn)帶有“綠證”的“綠電”，提供零碳能源。推廣和應(yīng)用高產(chǎn)、高抗、速生的油料和能源林新品種，因地制宜開展生物能源基地建設(shè)，推動高效低成本生物能源應(yīng)用。根據(jù)《溫室氣體自愿減排交易管理暫行辦法》，參與自愿減排的減排量需經(jīng)國家主管部門在國家自愿減排交易登記簿進行登記備案，經(jīng)備案的減排量稱為“核證自愿減排量(CCER)”。神東煤炭集團將充分利用政策紅利，部署實施自愿減排項目，減排量經(jīng)備案后，在國家登記簿登記并在經(jīng)備案的交易機構(gòu)內(nèi)交易。

3 試點開展布爾臺煤礦“零碳礦井”和神東“零碳礦區(qū)”實踐

神東煤炭集團按照示范先行、全面引領(lǐng)的思路，計劃以布爾臺煤礦為試點，全力創(chuàng)建以“生產(chǎn)減碳、生活低碳、生態(tài)負(fù)碳”為特征的神東煤炭集團“零碳”發(fā)展示范礦區(qū)。規(guī)劃實現(xiàn)零碳排放，全面中和目前的碳排放量，打造全國首個“荒漠化地帶采煤沉陷區(qū)生態(tài)+光伏示范基地+生態(tài)產(chǎn)業(yè)基地”，為煤炭行業(yè)、區(qū)域煤炭產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)發(fā)揮示范引領(lǐng)作用。

3.1 布爾臺煤礦“零碳礦井”實踐

根據(jù)第三方數(shù)據(jù)盤查結(jié)果，布爾臺煤礦及選煤廠2020年碳排放84.98萬t，其中用電碳排放24.24萬t、用熱碳排放3.00萬t、用燃油碳排放0.50萬t、礦后活動甲烷逃逸碳排放40.00萬t、通風(fēng)瓦斯逃逸碳排放17.24萬t。通過電能、熱能、油能、生態(tài)碳匯等方面的項目建設(shè)，布爾臺煤礦預(yù)計可實現(xiàn)近零碳排放。

(1)電能方面，正在開發(fā)國能神東布爾臺區(qū)域工業(yè)廠區(qū)分布式58.1萬Wp光伏發(fā)電項目；規(guī)劃布爾臺煤礦沉陷區(qū)40萬Wp建設(shè)光伏項目，可實現(xiàn)碳中和48.5萬t/a；2023年布爾臺煤礦計劃淘汰落后電機39臺，配套選煤廠淘汰302臺，預(yù)計減碳2 000 t/a。上倉、主井、盤區(qū)主運巷及巷道帶式輸送機已經(jīng)實現(xiàn)電流敏感型為主、煤流視頻AI識別為輔的全系統(tǒng)智能調(diào)速，可實現(xiàn)節(jié)能1 000 t 標(biāo)煤/a。

(2)熱能方面，2021年布爾臺乏風(fēng)余熱利用供井筒供暖項目可實現(xiàn)節(jié)約煤耗1 500 t標(biāo)煤/a。正在推進布爾臺煤矸石制礫石(400萬m3/a)及余熱發(fā)電項目，可產(chǎn)電3.0億kW·h/a(自用電1.2億kW·h/a，外供電1.8億kW·h/a)，實現(xiàn)碳減排16萬t/a；產(chǎn)飽和蒸汽量72萬t/a，實現(xiàn)碳減排22萬t/a。正在挖掘礦井水余熱、壓風(fēng)機余熱、空壓機余熱等資源潛力，開發(fā)成清潔能源利用項目，可實現(xiàn)節(jié)能5 000萬kW·h/a，減少碳排放約4萬t/a。

(3)油能方面，目前布爾臺煤礦已投入新能源車76臺，還有180臺燃油車輛未替換，今后采用電動車和氫等新能源車，可實現(xiàn)碳減排0.5萬t/a。

(4)生態(tài)碳匯方面，布爾臺沉陷區(qū)生態(tài)碳匯提升項目(碳匯林、草、土壤等)可實現(xiàn)碳中和20萬t/a。

3.2 神東煤炭集團先行示范“零碳礦區(qū)”實踐

神東煤炭集團“零碳礦區(qū)”建設(shè)的總體思路是在布爾臺煤礦“零碳礦井”建設(shè)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，深入探索光伏、氫能、生物質(zhì)能，進一步拓展礦區(qū)清潔用電和用熱廣度，加強生態(tài)碳匯管理，力爭神東煤炭集團所屬礦井實現(xiàn)“零碳礦山”建設(shè)目標(biāo)，最終建成“零碳礦區(qū)”。

3.2.1 生產(chǎn)減碳

(1)減少供熱系統(tǒng)產(chǎn)生的碳排放。神東礦區(qū)陜西區(qū)域已全部建成太陽能洗浴，可節(jié)能5 000 t標(biāo)煤/a；下一步將內(nèi)蒙古區(qū)域單位全部改建成太陽能洗浴，預(yù)計可節(jié)能1萬t標(biāo)煤/a，減少碳排放2萬t/a。正在籌建的布爾臺煤矸石制礫石(400萬m3/a)及余熱發(fā)電項目，可使用其余熱減少碳排放22萬t/a。同時還可繼續(xù)挖掘通風(fēng)機余熱、壓風(fēng)機余熱、礦井水余熱、礦井乏風(fēng)余熱潛力，實現(xiàn)碳減排22萬t/a。

(2)減少電力消耗產(chǎn)生的碳排放。9個總計15.56 MWp分布式光伏項目正在開展初設(shè)、工程實施，計劃2022年底實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。正在規(guī)劃規(guī)?；擅撼料輩^(qū)集中式光伏項目，建成后預(yù)計可中和450萬t/a碳排放量。通過機電設(shè)備能效提升及替換、變頻器改造及智能化運行、淘汰落后機電設(shè)備等，預(yù)計可實現(xiàn)節(jié)能5 000萬kW·h/a、減少碳排放4萬t/a。

(3)減少燃油消耗產(chǎn)生的碳排放。全面推廣礦井用系列化電動防爆無軌運輸車輛，減少車輛用油。截至2021年已購置456臺防爆電動輔助運輸車，主要有運人車、指揮車、材料車。下一步將繼續(xù)新增新能源車投運比例，試點使用氫能汽車，預(yù)計可節(jié)能1.28萬t標(biāo)煤/a，可減少碳排放3.5萬t/a。

(4)減少瓦斯逃逸碳排放。2020年神東煤炭集團瓦斯逃逸碳排放84萬t，瓦斯逃逸碳排放占總排放量的16%。已建成2個低濃度瓦斯發(fā)電廠，每年通過瓦斯燃燒減少直接逃逸產(chǎn)生的碳排放20萬t，使用瓦斯電廠余電和余熱減少間接碳排放5萬t，共計25萬t。正在論證25萬Nm3的通風(fēng)瓦斯催化氧化示范項目，建成后可減少碳排放20萬t/a。

(5)加強礦后活動碳排放管理。2021年神東煤炭集團布爾臺煤礦、上灣煤礦、布爾臺選煤廠及上灣選煤廠開展低濃度瓦斯礦井碳監(jiān)測評估試點工作。通過配置高精度瓦斯探測儀，開展通風(fēng)瓦斯逸散監(jiān)測，配合衛(wèi)星監(jiān)測，準(zhǔn)確反映礦后活動碳排放實際情況。從現(xiàn)有監(jiān)測結(jié)果看，神東煤炭集團礦后活動碳排放僅為煤炭企業(yè)核算指南規(guī)定的1/10。神東煤炭集團將繼續(xù)配合國家生態(tài)環(huán)境部開展低瓦斯礦井溫室氣體監(jiān)測評估工作，制定符合煤炭行業(yè)實際的統(tǒng)計監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)。目前神東煤炭集團已完成3省(區(qū))5個能耗在線監(jiān)測平臺接入工作，并安排資金1 600萬元完善能耗平臺計量，提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。7個礦井電力數(shù)據(jù)已接入伊金霍洛旗方舟能碳平臺。未來公司計劃對主要用能單位、主要用能環(huán)節(jié)、主要用能設(shè)備進行在線能耗監(jiān)測，實現(xiàn)碳減排精細(xì)化管理。

3.2.2 生活低碳

倡導(dǎo)員工低碳辦公、低碳交通、低碳消費的低碳生活方式，降低生活碳排放量。在辦公場所全面節(jié)電，減少辦公設(shè)備空載電耗。全面節(jié)支降耗，推行無紙化辦公，養(yǎng)成良好的用水習(xí)慣，節(jié)約用水。優(yōu)化交通結(jié)構(gòu)，提供員工集中通勤服務(wù)，鼓勵新能源車使用。鼓勵員工衣食住行全面低碳化。

3.2.3 生態(tài)負(fù)碳

(1)開展固碳減排研究。基于碳源利用機理研究，進一步優(yōu)化提高土壤固碳承載力，優(yōu)選高固碳植物，建立礦區(qū)生態(tài)固碳新技術(shù)；制定各環(huán)節(jié)關(guān)鍵量化指標(biāo)與評價體系，探索煤炭領(lǐng)域的節(jié)能減排與生態(tài)固碳企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；建立“煤炭開發(fā)過程減排、碳源綜合利用減排、生態(tài)固碳減排”為主線的礦區(qū)碳減排模式，初步形成礦區(qū)碳減排技術(shù)與碳庫構(gòu)建模式，生態(tài)固碳能力提高20%以上，碳排放量減少15%以上。此外，神東煤炭集團可在碳捕集、碳利用、碳封存技術(shù)(CCUS)方面加大與科研機構(gòu)的合作，提高其應(yīng)用的經(jīng)濟性、普及性。

(2)大力實施碳匯林。結(jié)合礦區(qū)生態(tài)建設(shè)，以增加碳匯為原則，按照山水林田湖草沙是生命共同體的系統(tǒng)工程理念，大力推進自然碳匯，合理種植、養(yǎng)護和補植，混栽不同樹齡、不同品種的樹木，保持植物碳匯穩(wěn)定性。

3.2.4 發(fā)展新能源與低碳產(chǎn)業(yè)

目前在巴圖塔已建成20 km2(3萬畝)沙柳基地，未來將建成67 km2(10萬畝)沙柳基地和67 km2(10萬畝)沙棘基地，可產(chǎn)生生物質(zhì)燃料6萬t/a，節(jié)能3萬t標(biāo)煤/a，實現(xiàn)碳減排6萬t/a。神東煤炭集團已在柳塔煤礦礦規(guī)劃建設(shè)2×15 t生物質(zhì)鍋爐供熱項目，建成后可實現(xiàn)節(jié)能1萬t/a，碳減排2萬t/a。持續(xù)加大與煤化工企業(yè)合作，在提供煤制油、煤制烯烴等項目企業(yè)1 310萬t化工煤的基礎(chǔ)上，持續(xù)拓展煤炭深加工合作，試點高爐噴吹，煉焦煤應(yīng)用，降低煤炭礦后活動碳排放17萬t。同時，在生產(chǎn)過程中加強對原料煤的保護性開采，優(yōu)化選煤工藝，保障原料煤生產(chǎn)，開展神東低階煤煤基炭材料開發(fā)利用研究。

4 煤炭企業(yè)建設(shè)“零碳礦山”的啟示

我國能源轉(zhuǎn)型發(fā)展已呈現(xiàn)“雙控、 雙側(cè)、雙料、多元”總格局，化石能源清潔化、清潔能源規(guī)?；?、能源布局集約化將是今后低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展方向[11]?！傲闾嫉V山”作為“雙碳”目標(biāo)的落地工程和生態(tài)保護的重要載體，具有重要的示范意義，也給煤炭企業(yè)碳達(dá)峰碳中和提供了參考依據(jù)和啟示。

一是通過“零碳礦山”建設(shè)，證明高碳產(chǎn)業(yè)可以低碳發(fā)展。煤炭行業(yè)既有高碳產(chǎn)出的劣勢，也具有新能源開發(fā)的優(yōu)勢，可以充分利用產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，協(xié)同轉(zhuǎn)型發(fā)展。二是通過“生產(chǎn)減碳、生活低碳、生態(tài)負(fù)碳”的能碳路徑可以實現(xiàn)“零碳礦山”。通過能源節(jié)約，大規(guī)模使用新能源，減少化石燃料使用，增加瓦斯利用率、加大生態(tài)碳匯力度，可實現(xiàn)“零碳礦山”建設(shè)。三是加快新技術(shù)研發(fā)，管理創(chuàng)新，產(chǎn)業(yè)培育。受國內(nèi)降碳技術(shù)起步晚、技術(shù)水平不成熟等因素影響，目前降碳裝備和技術(shù)推廣的成本和費用較高，煤炭企業(yè)生產(chǎn)運營存在一定壓力。需要全社會目標(biāo)一致，統(tǒng)籌新技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用，創(chuàng)新能碳管理模式，規(guī)劃上中下游全鏈條產(chǎn)業(yè)，穩(wěn)定發(fā)展低碳產(chǎn)品并持續(xù)改進。四是加快制定政策導(dǎo)向機制、財稅調(diào)節(jié)機制、市場競爭機制。

2021年至今,國家出臺了近40項法規(guī)政策，但目前僅電力系統(tǒng)參與碳交易，且核算指南還在逐步完善中。煤炭行業(yè)配套政策導(dǎo)向機制更加不完善，需加快制定?，F(xiàn)有財稅政策未體現(xiàn)出減碳的正向激勵導(dǎo)向作用，企業(yè)碳達(dá)峰碳中和工作還處于被動階段。應(yīng)充分利用市場競爭機制，在產(chǎn)品端建立碳鏈條，使用市場手段倒逼企業(yè)低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展。