王國(guó)法(1960—)，山東文登人，中國(guó)工程院院士，研究員，博士生導(dǎo)師?，F(xiàn)任中國(guó)煤炭科工集團(tuán)有限公司科技委副主任、首席科學(xué)家，《煤炭科學(xué)技術(shù)》雜志主編，天地科技股份有限公司開(kāi)采設(shè)計(jì)事業(yè)部總工程師，煤礦智能化創(chuàng)新聯(lián)盟理事長(zhǎng)兼技術(shù)委員會(huì)主任。被評(píng)為全國(guó)勞動(dòng)模范、中央企業(yè)勞動(dòng)模范、國(guó)家有突出貢獻(xiàn)中青年專(zhuān)家、國(guó)務(wù)院政府特殊津貼等榮譽(yù)稱(chēng)號(hào)，獲全國(guó)杰出工程師獎(jiǎng)、孫越崎能源大獎(jiǎng)等，王國(guó)法院士是我國(guó)煤炭高效綜采技術(shù)與裝備體系的主要開(kāi)拓者之一，創(chuàng)新提出了液壓支架與圍巖“強(qiáng)度耦合、剛度耦合、穩(wěn)定性耦合”的“三耦合”原理和設(shè)計(jì)方法，創(chuàng)立了綜采配套、液壓支架和煤礦智能化系統(tǒng)的理論設(shè)計(jì)方法和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，主持設(shè)計(jì)研發(fā)了薄煤層智能化綜采、中厚煤層智能化綜采、厚煤層大采高綜采、大傾角綜采、特厚煤層綜放等系列首臺(tái)(套)綜采成套技術(shù)與裝備。王國(guó)法院士作為煤礦智能化的科技領(lǐng)軍者，率先系統(tǒng)地提出了煤礦智能化分類(lèi)、分級(jí)發(fā)展的理念、發(fā)展目標(biāo)、技術(shù)路徑和創(chuàng)新智能+綠色煤炭開(kāi)發(fā)新體系支撐煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的科學(xué)思想，主持創(chuàng)新研發(fā)了4種煤礦智能化開(kāi)采模式，開(kāi)展了智能化煤礦頂層設(shè)計(jì)、智能化煤礦巨系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)等研究，引領(lǐng)了智能化煤礦建設(shè)，為我國(guó)煤炭工業(yè)發(fā)展和科技創(chuàng)新作出了杰出貢獻(xiàn)。
王國(guó)法院士獲得國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)１項(xiàng)、二等獎(jiǎng)４項(xiàng)、三等獎(jiǎng)１項(xiàng)，省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)30余項(xiàng)，出版專(zhuān)著６部，發(fā)表高水平學(xué)術(shù)論文100余篇，第一發(fā)明人發(fā)明專(zhuān)利20余項(xiàng)。
煤炭是我國(guó)能源體系的基石，長(zhǎng)期以來(lái)煤炭工業(yè)為我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和國(guó)家能源安全穩(wěn)定供應(yīng)提供了有力保障。回顧“十三五”期間，我國(guó)煤炭工業(yè)在國(guó)家供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革和行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展政策引導(dǎo)下，不斷改革行業(yè)發(fā)展模式，在煤炭消費(fèi)革命、供給革命、技術(shù)革命、體制革命、國(guó)際合作方面取得了豐碩成果和巨大成績(jī)。分析了在“碳達(dá)峰，碳中和”目標(biāo)下，我國(guó)煤炭工業(yè)面臨的任務(wù)和挑戰(zhàn)，提出基于我國(guó)能源資源稟賦和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展要求，在未來(lái)100年中，煤炭仍將在我國(guó)多能互補(bǔ)現(xiàn)代能源體系中扮演穩(wěn)定器和壓艙石的重要角色，以煤礦智能化為標(biāo)志的煤炭技術(shù)革命、技術(shù)創(chuàng)新成為行業(yè)發(fā)展的核心驅(qū)動(dòng)力，煤炭智能綠色開(kāi)發(fā)與清潔低碳利用是發(fā)展主題，煤炭低碳利用技術(shù)的顛覆性創(chuàng)新將使煤炭成為最有競(jìng)爭(zhēng)力的能源和原材料資源。要堅(jiān)定不移地建設(shè)智能化煤礦，淘汰落后產(chǎn)能，發(fā)展以煤礦智能化為支撐的柔性生產(chǎn)供給體系，發(fā)揮煤炭為“雙碳”兜底、為能源安全兜底、為國(guó)家安全兜底的作用，實(shí)現(xiàn)新時(shí)期、新煤炭、新格局高質(zhì)量發(fā)展目標(biāo)。
引 言
煤炭作為我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)原料和最基礎(chǔ)能源，是可實(shí)現(xiàn)清潔高效利用的最經(jīng)濟(jì)、最安全的礦產(chǎn)資源。煤炭工業(yè)產(chǎn)業(yè)一直發(fā)揮能源支柱作用，不僅在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)平穩(wěn)較快發(fā)展提供保障，同樣對(duì)國(guó)家能源安全、穩(wěn)定供應(yīng)給予支持?！笆濉逼陂g，持續(xù)推進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革作為國(guó)家持續(xù)推進(jìn)政策的時(shí)代背景下，煤炭工業(yè)全面落實(shí)能源安全新戰(zhàn)略，推進(jìn)自身消費(fèi)革命、供給革命、技術(shù)革命、體制革命、國(guó)際合作，全面實(shí)施煤炭綠色開(kāi)采和清潔高效利用，支撐我國(guó)能源結(jié)構(gòu)全面優(yōu)化和多能互補(bǔ)的現(xiàn)代能源體系建設(shè)，促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的高質(zhì)量發(fā)展。
1“十三五”煤炭工業(yè)發(fā)展成效
1.1 煤炭消費(fèi)革命
(1)煤炭清潔高效利用水平大幅提高。
1.2 煤炭供給革命
(1)煤炭供應(yīng)保障能力顯著提升。
(2)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革加快。
(3)煤炭產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化。
1.3 煤炭技術(shù)革命
經(jīng)過(guò)“十三五”期間的穩(wěn)步發(fā)展，煤炭科技不斷創(chuàng)新，關(guān)鍵技術(shù)持續(xù)突破。以煤礦智能化開(kāi)采為引領(lǐng)的煤炭基礎(chǔ)理論研究與關(guān)鍵技術(shù)、重大裝備研制取得新的突破，煤炭清潔高效利用與低碳綠色發(fā)展從理念到工程示范和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展取得重大進(jìn)展，煤炭科技貢獻(xiàn)率逐年提高。2020年，全國(guó)煤礦采煤械化程度達(dá)到78.5%，掘進(jìn)機(jī)械化程度已達(dá)60.4%，建成約500個(gè)智能化采掘工作面。
(1)煤炭地質(zhì)勘探。
(2)煤炭綠色高效開(kāi)發(fā)。
(3)煤機(jī)裝備與智能開(kāi)采。
圖1 三維地質(zhì)建模技術(shù)流程
圖2 激光標(biāo)靶和傾角傳感器組合導(dǎo)航技術(shù)
1.4 煤炭體制革命
(1)煤炭行業(yè)市場(chǎng)化程度和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行質(zhì)量穩(wěn)步提高。
(2)法制建設(shè)不斷完善。
1.5 煤炭國(guó)際合作
煤炭領(lǐng)域國(guó)際程度不斷提升，煤炭工業(yè)合作成為中美戰(zhàn)略對(duì)話(huà)重要部分，不斷與國(guó)際能源署、世界能源理事會(huì)、世界采礦大會(huì)、世界煤炭協(xié)會(huì)等國(guó)際組織深度合作，與包括俄羅斯、印度、澳大利亞、印度尼西亞、波蘭、烏克蘭等主要產(chǎn)煤國(guó)交流日趨活躍，逐步從跟隨式合作發(fā)展到以我國(guó)為主的國(guó)際合作；大型企業(yè)發(fā)揮資本、管理、技術(shù)、裝備、人才、產(chǎn)能等優(yōu)勢(shì)，推進(jìn)境外上市、并購(gòu)重組、產(chǎn)能合作、裝備出口，深度融入國(guó)際市場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)互利共贏，既樹(shù)立了中國(guó)煤炭工業(yè)的良好形象、促進(jìn)了友誼，也為“一帶一路”戰(zhàn)略的實(shí)施架設(shè)了橋梁。
2 “雙碳”目標(biāo)下的能源格局與煤炭兜底作用
面對(duì)我國(guó)“CO2排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，力爭(zhēng) 2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”的戰(zhàn)略目標(biāo)，煤炭行業(yè)將加快調(diào)整優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步向智能、 綠色、低碳發(fā)展，推進(jìn)淘汰落后產(chǎn)能。
2.1 “雙碳”目標(biāo)下能源格局變化
(3)各種能源的比較優(yōu)勢(shì)取決于其技術(shù)創(chuàng)新。
2.2“雙碳”目標(biāo)下煤炭面臨的挑戰(zhàn)
(1)面臨不利的發(fā)展環(huán)境
(2)優(yōu)質(zhì)易開(kāi)發(fā)煤炭資源逐年減少
(3)生態(tài)硬約束使開(kāi)采成本大幅度增加
(4)煤炭生產(chǎn)和供給模式不適應(yīng)新發(fā)展要求
2.3“雙碳”目標(biāo)下煤炭的兜底作用
(1)煤炭依然是我國(guó)能源的基石
(2)新能源需要煤炭作為穩(wěn)定器
(3)油氣資源不足，煤炭資源為國(guó)家能源安全發(fā)展兜底作用無(wú)法改變。
3 “雙碳”目標(biāo)下煤炭的發(fā)展之路
在“雙碳目標(biāo)”背景下，煤炭工業(yè)需要在全面落實(shí)能源安全的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮在能源體系中的穩(wěn)定器和壓艙石作用，發(fā)展煤炭柔性生產(chǎn)供應(yīng)體系，適應(yīng)煤炭消費(fèi)需求的不確定性，全面推進(jìn)煤炭的智能綠色開(kāi)采及清潔高效利用，加快建設(shè)以智能、綠色、低碳為特征的現(xiàn)代煤炭工業(yè)體系，促進(jìn)煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
3.1 提升以智能化為支撐的煤炭柔性生產(chǎn)供給保障能力
3.2 降低煤炭開(kāi)發(fā)利用能源消耗強(qiáng)度
實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和是一場(chǎng)廣泛而深刻的經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)性變革，對(duì)能源生產(chǎn)和消費(fèi)部門(mén)影響較大，提高煤炭企業(yè)的綠色發(fā)展能力更勢(shì)在必行。綜合利用余熱、余壓、節(jié)水節(jié)材等節(jié)能項(xiàng)目，采用先進(jìn)節(jié)能技術(shù)和裝備應(yīng)用到煤炭開(kāi)采的各個(gè)環(huán)節(jié)。同時(shí)，繼續(xù)推進(jìn)二次再熱先進(jìn)高效超超臨界煤電技術(shù)、清潔高效熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)、特殊煤種超超臨界循環(huán)流化床等一系列清潔發(fā)電技術(shù)。我國(guó)在煤電低碳發(fā)展方面，掌握了百萬(wàn)千瓦超超臨界二次再熱機(jī)組關(guān)鍵技術(shù)，600MW超臨界循環(huán)流化床鍋爐關(guān)鍵技術(shù)通過(guò)產(chǎn)能10萬(wàn)t/a 的二氧化碳捕集和封存示范項(xiàng)目的建立減少碳排放，通過(guò)已達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平的污染
物脫除、煤基能源廢水處理實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。
3.3 推動(dòng)煤炭從燃料向燃料和原料轉(zhuǎn)變
3.4 研發(fā)實(shí)用的碳捕集、封存和利用技術(shù)
碳捕集、封存和利用技術(shù)(Carbon Capture, Use and Storage，CCUS)將成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)脫碳化的重要技術(shù)路徑，應(yīng)在第一代和第二代技術(shù)基礎(chǔ)上，科學(xué)評(píng)估國(guó)內(nèi)外CCUS技術(shù)，對(duì)新一代CCUS技術(shù)路線進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃，重點(diǎn)突破降低能耗和成本的關(guān)鍵技術(shù)，以電力行業(yè)為重點(diǎn)，進(jìn)行技術(shù)研發(fā)示范，力爭(zhēng)在特定區(qū)域建立碳捕獲集群。
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