黃河流域煤炭開發(fā)如何兼顧能源與水資源

流域總面積約為80萬平方公里，其中含煤區(qū)域逾35.7萬平方公里;煤炭資源經(jīng)濟可采量和煤炭產(chǎn)量，目前均為全國首位;國家規(guī)劃的14個大型煤炭生產(chǎn)基地，有9個在沿線分布——作為我國煤炭資源富集區(qū)，黃河流域煤炭開發(fā)規(guī)模最大。但同時，一系列生態(tài)環(huán)境問題并存。

“保障國家能源安全必須開發(fā)黃河流域的煤炭。但煤炭開發(fā)必然產(chǎn)生生態(tài)損害，再先進的國家也無法避免。如何實現(xiàn)煤炭開采與礦區(qū)生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展是必須破解的重大科學(xué)問題。”中國工程院院士王雙明在近日舉行的“沿黃河流域煤炭及深加工產(chǎn)業(yè)環(huán)保高峰論壇”上表示。“黃河流域煤炭基地的生態(tài)環(huán)境修復(fù)，是整個大黃河流域生態(tài)修復(fù)的重要組成部分，必須高度重視黃河流域煤炭礦區(qū)生態(tài)環(huán)境修復(fù)與治理。”中國工程院院士彭蘇萍也稱。

立足黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略，煤炭行業(yè)如何抓好“大保護”?

煤炭生產(chǎn)加上煤化工用水，整個黃河流域礦區(qū)，用水量逾驚人

黃河流域是我國煤炭生產(chǎn)潛力最大的區(qū)域。據(jù)水利部黃河水資源保護科學(xué)研究院總工程師劉永峰介紹，其資源主要分布在寧東、神東、晉北、陜北等基地，現(xiàn)已掌握的探明煤炭產(chǎn)地達(dá)685處，保有儲量4000多億噸，煤炭年產(chǎn)量約占全國總量的70%。“其中，位于黃河中游的內(nèi)蒙古和陜西接壤區(qū)域，主要覆蓋神府-東勝煤田，探明儲量高達(dá)2000多億噸，是目前我國探明儲量最大的煤炭基地。”

另據(jù)統(tǒng)計，黃河沿線的晉陜內(nèi)蒙古寧甘地區(qū)，已探明煤炭資源保有儲量占全國的2/3。其核心區(qū)——由寧東、榆林和鄂爾多斯組成的“能源金三角”，煤炭儲量占到全國的27%。

除了上游開發(fā)，黃河流域還是下游利用的集中地。以現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)為例，石油和化學(xué)工業(yè)規(guī)劃院副總工程師韓紅梅表示，現(xiàn)有100%的煤制油、85%的煤制烯烴、50%的甲醇制烯烴項目，均位于黃河流域。若加上在建及“十三五”規(guī)劃項目，上述比例更大。

然而，開發(fā)利用也存在制約。多位專家指出，水資源短缺是當(dāng)前最為突出的矛盾。“黃河以占全國2%的水資源量，承載了全國12%的人口、15%的耕地和14%的經(jīng)濟總量，水資源開發(fā)利用率已超80%。”黃河勘測規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司副院長彭少明舉例，沿線重要的能源基地大多存在缺水狀況，“近幾年，幾乎每年都有超過100個項目，因得不到水指標(biāo)而難以落地、等米下鍋。”

彭蘇萍稱，按照煤炭年產(chǎn)量28億噸計算，開發(fā)所消耗的水資源超過56億噸。若加上煤化工企業(yè)，整個黃河流域煤礦區(qū)，每年增加的用水量超過100億噸。生態(tài)脆弱區(qū)水資源短缺，已成為煤炭規(guī)模開發(fā)的瓶頸。

大規(guī)模開采致礦區(qū)地下水位大范圍、大幅度疏降，加速荒漠化進程

記者了解到，在本就缺水的基礎(chǔ)上，煤炭開發(fā)利用進一步對水資源產(chǎn)生影響。

劉永峰表示，煤礦是富存在地下沉積巖類的礦產(chǎn)資源，含煤層、含水層、隔水層共生。因此，煤礦開采不可避免對地下水含水層造成破壞，并會產(chǎn)生礦井水。“黃河流域從西到東橫跨多個不同地貌單元。由于煤田分布廣，地質(zhì)條件各有不同，礦井水出水量及特征相應(yīng)不同。有地區(qū)每小時高達(dá)上萬噸，也有煤田基本沒有水。而礦井水產(chǎn)生較多的省份，恰恰主要集中在黃河流域缺水區(qū)域。”

“目前，礦井水處理利用技術(shù)極為成熟，完全可滿足煤礦規(guī)?；l(fā)展需要。但在黃河流域，很多煤礦仍無法實現(xiàn)礦井水回用。”劉永峰坦言，煤礦實際排水量與預(yù)測水量差距較大，導(dǎo)致大量礦井水外排;新建煤礦運行后的礦井水回用設(shè)施，與煤礦未匹配建成或未建;礦井水綜合利用規(guī)劃實施進度緩慢，或老礦區(qū)尚未開展規(guī)劃;已建成煤礦礦井水水質(zhì)不能滿足回用要求、未開展提標(biāo)改造等問題，在黃河流域較為集中。

韓紅梅表示，根據(jù)各省區(qū)已有的現(xiàn)代煤化工產(chǎn)能，綜合各子行業(yè)現(xiàn)狀平均用水指標(biāo)進行計算，目前黃河流域現(xiàn)代煤化工行業(yè)用水總量約5.3億立方米/年。尤其寧夏、陜西、內(nèi)蒙古地區(qū)用水量偏高，占黃河工業(yè)用水的比例達(dá)9%-18%。

“由于氣候干旱、降雨量少，區(qū)域抗擾動能力差，煤炭規(guī)模開采引起地表沉陷、地面塌陷和裂縫，導(dǎo)致礦區(qū)地下水位大范圍、大幅度疏降。大面積的喬、灌、草等荒漠植被衰敗減少，草場退化，又加速荒漠化進程，形成資源與生態(tài)環(huán)境之間的惡性循環(huán)。”彭蘇萍表示，若不加以有效保護和利用，將進一步加劇水資源短缺。

實現(xiàn)從被動防治到主動治理

“把水資源作為最大的剛性約束”，現(xiàn)已成為黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵之一。煤炭行業(yè)如何推進實施?

王雙明表示，煤炭開采必須做到生態(tài)環(huán)境保護優(yōu)先，生態(tài)水域保護則是核心。對此，以煤炭與水共生地質(zhì)特征研究為基礎(chǔ)，以采動地質(zhì)條件變化分區(qū)為途徑，以減少隔水巖組損害為目標(biāo)，以保護生態(tài)水為核心的減沉、減損、保水綠色開采技術(shù)是重要支撐。

劉永峰提出，嚴(yán)格的煤礦入河排污口設(shè)置及其監(jiān)督必不可少。“談到煤礦前期手續(xù)，其中必談入河排污許可。從排污口的布局、設(shè)置、改建、擴大到撤銷，都需要按照法定程序申辦。根據(jù)水環(huán)境承載能力，計算區(qū)域納污能力，進而制定限排意見、實際入河污染物等。”

韓紅梅提出，相比過去全部取用黃河水，現(xiàn)已有部分煤化工項目改用配套煤礦的礦井水，可降低黃河取水需求，也是發(fā)展趨勢之一。“在黃河流域執(zhí)行最嚴(yán)格的取水管理政策，對新建項目深入開展水資源論證，把水的問題先落實清楚再推進。同時，不斷優(yōu)化項目用水方案，加強用水管理，可考慮統(tǒng)籌配置省區(qū)水資源，保障重大項目、示范項目用水需求。”

“我們也要轉(zhuǎn)變煤炭開采破壞環(huán)境的舊觀念，通過人工修復(fù)技術(shù)與自然界的自修復(fù)作用一起，實現(xiàn)從被動防治到主動治理。”彭蘇萍建議，可根據(jù)不同區(qū)域的環(huán)境與生態(tài)現(xiàn)狀進行規(guī)劃與實施。例如，上游青海區(qū)域生態(tài)環(huán)境脆弱，煤炭資源少且賦存條件差，建議國家在保障企業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展條件下，讓煤企逐漸退出;資源富集區(qū)的煤炭開采強度大，需采用先進方法對該流域的水資源和生態(tài)特征進行系統(tǒng)調(diào)查，分析它們與煤礦開采之間的關(guān)系，進而對水資源展開有效保護。