《Engineering》:New Insights into the Green Development Potential and Exploration-Based Supply Security of China’s Coal Resources
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摘要:中国以煤为主体的能源结构短期内难以根本改变。面对东部浅部资源枯竭、煤炭产能西移,以及“双碳”(Dual Carbon)目标与生态约束趋紧的新形势,煤炭资源安全供给能力亟需重新研判。研究人员提出绿色煤炭资源(green coal resources,在当前
摘要:中国以煤为主体的能源结构短期内难以根本改变。面对东部浅部资源枯竭、煤炭产能西移,以及“双碳”(Dual Carbon)目标与生态约束趋紧的新形势,煤炭资源安全供给能力亟需重新研判。研究人员提出绿色煤炭资源(green coal resources,在当前技术经济条件下具备适宜资源禀赋、可安全高效开采、生态友好且适于清洁利用并具有经济竞争力的煤炭资源)概念,构建涵盖资源禀赋(resource endowment)、生态环境(ecological environment)与开发利用(development and utilization)三个维度的绿色开发潜力综合评价模型,系统解析中国煤炭资源的空间分布与保障特征。结果表明:受“两横两纵”网状构造格架控制,绿色煤炭资源集中分布于晋陕蒙宁区与北疆区,其构造简单、煤层稳定、埋深适中,以低灰低硫长焰煤、非炼焦煤及弱黏结煤为主,与五大煤炭供应保障基地空间高度吻合;黄淮海、东南、东北及西南等区浅部资源大多已开发,深部资源整体绿色水平偏低。基于782座生产煤矿与45座闭坑煤矿数据,全国煤炭资源平均回收率仅42.1%,闭坑煤矿平均37.3%;按实际回收率估算,中国剩余可采煤炭保障年限仅约20年,其中黄淮海不足20年、晋陕蒙宁不足25年、北疆约94年,区域保障失衡显著。研究提出煤炭地质勘查应由“资源发现型”转向“系统保障型”,加快开发重心西移与深部增储,协同勘查煤系共伴生矿产,开展覆盖资源—安全—生态的全域地质调查,构建多源数据智能融合、地质条件透明化与灾害因素动态监测的精细化地质支撑体系,为保障煤炭长期稳定供给提供路径依据。
论文解读:《Engineering》刊发:中国绿色煤炭资源潜力与供应保障的系统重构研究
研究背景与问题提出
中国能源结构呈“富煤、少油、少气”特征,煤炭占已探明化石能源储量的约94%,仍是国民经济与能源安全的压舱石。经过近五十年高强度开发,东部浅部资源趋于枯竭,产能持续向晋、陕、蒙、疆西移;2024—2025年原煤产量仍达47.8亿、48.3亿吨,消费总量未降。与此同时,“美丽中国”建设、“双碳”目标与生态红线对煤炭开发形成刚性约束。传统评价偏重“资源量多少”,忽视资源质量、生态容量与实际可回收性,导致公开储量大但真实保障能力被高估。在此背景下,研究人员认为必须重塑煤炭资源认知范式,从“有多少”转向“能用多久、在哪儿能用、怎样绿色用”。
研究人员开展的工作与核心结论
研究人员重新界定绿色煤炭资源内涵,建立三维综合评价模型,结合全国矿产地、生产矿与闭坑矿数据,重估中国煤炭供应保障能力,并指出勘查模式应由资源发现转向系统保障。论文发表于中国工程院院刊《Engineering》,其意义在于为新时代煤炭基地布局、深部增储与绿色开发提供定量化地质依据。
主要关键技术方法
研究采用三类方法:第一,基于“两横两纵”构造格架的煤炭资源空间分布分析;第二,构建绿色开发潜力综合评价模型F=f(R,E,M),从资源禀赋、生态环境、开发利用三个维度加权评分;第三,以全国782座生产煤矿与45座资源枯竭闭坑煤矿为样本队列,按“累计产量/累计探明资源量”口径统计煤炭资源回收率(区别于矿井设计回收率),并据此重算区域可保障年限。
研究结果
2.1 中国煤炭资源分布的“#”格局与供应保障
基于多轮全国煤炭资源预测数据,研究人员指出:2007—2012轮评价中,埋深2000米以浅资源中可采界限约为1200米。资源受“两横两纵”井形格架控制,形成九宫格区块;晋陕蒙宁区保有储量5707.81亿吨,是战略核心。国家“十五五”新型能源体系规划明确晋、蒙西、蒙东、陕北、新疆为五大供应保障基地,到2030年五大基地产量占比将超80%。结论:煤炭开发向资源条件优、规模基础强的双核心区集中。
2.2 绿色煤炭资源特征与开发潜力评价
研究人员给出绿色煤炭资源定义:当前技术经济条件下,禀赋适宜、安全高效可采、生态扰动可控、宜清洁利用且有经济竞争力。评价模型为F=Σf_j(w_i)=w_iΣR_i w_iR + w_iΣE_i w_iE + w_iΣM_i w_iM。结果显示:绿色资源高度集中于晋陕蒙宁与北疆;前者山西组、延安组、瓦窑堡组煤层低灰、硫分<1%、埋深多<1000米,太原组高硫列为非绿色;北疆煤质灰分5%—20%、低硫、构造简单。黄淮海仅冀中、鲁西南浅部少量绿色资源;东南、东北、西南多为非绿色区;蒙东受草原生态约束,整体绿色水平受限。结论:绿色资源空间与五大基地高度拟合。
2.3 煤炭资源回收率与保障能力重估
传统矿井回收率仅反映设计可采部分,忽略煤柱、构造损失与政策关停。研究人员定义煤炭资源回收率=累计产量/累计探明资源量。782座生产矿回收率呈正态分布,均值42.1%;45座闭坑矿均值37.3%。以此重算:全国实际保障年限约20年;黄淮海<20年,晋陕蒙宁<25年,蒙东约42年,北疆约94年。结论:平均仅约40%资源可真实动用,传统储备观严重高估安全性,必须转向“质量分级+绿色可行+实际回收”的评价逻辑。
讨论与结论翻译
讨论部分指出,煤炭地质勘查需从“资源发现模式”转向“系统保障模式”:重点加快西移与深部勘查增储;协同勘查煤系内多种矿产;开展资源—安全—生态全覆盖地质调查;探索矿区生态地层修复;建立多源勘探数据智能融合、透明矿山地质条件与灾害因素动态监测的精细化支撑系统。
研究结论如下:中国煤炭资源受构造格架控制,绿色煤炭资源高度集中于晋陕蒙宁与北疆;实际回收率仅约40%使表观储量保障期大幅缩短,区域失衡明显;未来应以绿色煤炭资源为核心,重构基地布局与勘查战略,依托双核心枢纽与系统化地质保障,支撑煤炭长期稳定供给与国家能源安全。
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