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智能化、环保成为煤炭新的发展方向
矿井的安全得到了根本的改善。目前，我国的煤炭资源普遍埋深，井工矿井是煤炭开采的主体。矿井地质条件复杂，地质灾害危险因子众多，给矿井的安全带来了严峻的考验。煤矿的安全生产等级一般用一百万吨的原煤死亡率来表达，也就是在煤矿发生事故中，每一百万吨的煤矿发生事故造成的伤亡。这一指数在2000年达到了5.77和0.749。随着煤矿瓦斯、冲击地压、水害、火灾等防治系统的逐步健全，以及一些先进的技术设备的重大突破和大规模的推广，到2021年，原煤生产百万吨死亡率下降到0.044，较2010年下降94.1%，年均下降超22%。部分大型现代化矿井的安全生产水平与国外同类矿井的安全生产水平基本相当。
生产效率有了很大的提升。采煤效率又称为采煤效率，也就是一个工人每天的采煤量。技术进步促进了煤矿机械化水平的提高，单井产量的规模逐渐扩大，从而使煤矿的工效得到了迅速的提高。到2021年，大型煤炭企业的采煤机械化水平达到98.95%，矿井的年产量达到920,000吨左右，大型煤企的平均水平达到8.79吨/小时，比2012年增加36.7%。一些大型的现代化矿井，例如神东煤业公司，其矿井的工作效率已达世界同类矿井的先进水平。
清洁生产水平明显提高。随着煤矿机械化、信息化、智能化水平的不断提升，煤矿的能源消耗逐年下降，加之“电代煤”、“气代煤”的不断更新，能源结构发生了巨大的改变，煤矿的能源消耗也在逐年下降。到2021年，全国各主要矿井的综合能耗和综合能耗将降至10.4公斤/吨，综合能耗降低20.7千瓦时。同时，随着矿井瓦斯的抽采利用逐渐增加，开采过程中向大气中释放的甲烷量明显降低，开采过程中的温室气体排放量也有所降低。根据估算，2010年至2020年，每吨煤的排放总量从226.7公斤降至151.1公斤，10年内每年减少1/3。
技术进步、人员减少、生态环境保护等原因，决定了煤矿开采不能继续采用高劳动强度、高生态损害的传统开采模式，而要走智能化、绿色发展的道路。近几年，随着各级政府部门、煤炭企业的高度重视，煤矿的绿色、智能化开发已初见成效。
在矿井智能化开发上，2014年第一个智能化采煤工作面建成后，智能地质保障系统、智能掘进系统、智能采煤系统、智能主运输系统等10多个环节关键核心系统取得突破，形成智能化煤矿一体化解决方案，探索出适合不同区域、不同煤层条件的煤矿智能化建设模式。到2021年底，已有400余家矿井完成了智能化改造，813个矿井智能化生产，部分矿井实现了“有人巡视、无人操作”的智能化开采。目前，矿井智能化已从试点示范向大规模推广。
在发展“绿色化”的过程中，煤矿企业继续大力发展“绿色矿山”。在保水开采、充填开采等综合开采技术上，取得了重大突破，并在矿井开采中得到了广泛的应用。矿区的土地复垦率在2021年达到57%，矿区的生态环境质量稳定。截止到2021年末，共有284个煤矿被列入国家“绿色矿山”名单。有的矿井在不造成环境污染的前提下，达到了矿山的生态和环境的良性效益。
随着新形势的变化，新的能源基础保障功能定位，碳达峰碳中和等新的需求，煤炭工业的发展将会出现如下的发展趋势。
一方面，在煤矿的施工中，灵活的智能化矿井将是一种新型的施工方式。在“双碳”发展的目标下，可再生资源如风、光等可再生能源的并网比例会逐渐上升，同时，对电网的调峰要求也会有所上升，从而加剧了对煤炭的需求的波动。与此同时，随着石油对外依存度不断上升，地缘政治形势的变化也越来越复杂，石油供给的安全问题将更加突出。从长远来看，煤炭产量并不一定要多，只要有需求就能迅速开工，在不需要的时候，可以以低廉的价格维持生产，灵活的供给，低成本、宽负荷的智能柔性矿井将取代当前高产高效矿井成为未来煤矿建设新形式。
同时，煤矿区也将向碳汇的发展方向发展。煤矿不但拥有丰富的煤炭资源，而且拥有丰富的地下空间和土地资源，并具备较强的储碳量。相关研究显示，在矿井500米以下，地下空间贮存CO2的稳定性比较好。而煤、岩层、地下水等在一定程度上具有吸附、溶解、运移的特性，在长期的物化和地质变化中，可以形成碳酸盐矿物，使CO2固化。通过对矿区土地的开发，培育能迅速生长、有利用价值的植被，可以实现碳汇的目的。矿井开采出了煤，地下空间封闭了利用煤炭的二氧化碳，使地表植物形成了碳汇，煤矿区具有自我循环的潜力。
技术革新促进煤炭发电的节能降耗
煤炭是我国能源资源的主要来源，是煤炭能源主导的能源生产与消费结构。煤炭发电是国家的基础能源，它为国家经济和社会发展提供了强有力的动力保证。
在能源使用方面，在2020年末，大约有10.3亿千瓦的燃煤电厂，在全国范围内达到了超低排放标准，占了93%。2021年，电力烟尘排放量约为123万吨，二氧化硫约为54.7万吨，SO2为86.2万吨，比2015年下降69%,73%下降52%。
从节能减排的角度来看，2021年，6000千瓦及以上燃煤电厂的煤耗为301.5克标准煤/千瓦时，较2015年下降13.5克标准煤/千瓦时，相当于2021年全年减少电煤消费9500万吨；全国每小时的二氧化碳排放量为828 g/千瓦时，比2015年减少22 g/千瓦时。根据中国电联的数据，以2005年为基准，从2006到2021年，从2006年到2021年，减少的CO2排放量将达到89亿吨左右，对电力行业的碳减排贡献达到41%，从而显著减缓了CO2排放量的增加。
煤炭电力的洁净和高效利用，有赖于煤炭电力技术的不断革新和发展。目前，国内已经实现了高参数、大容量超超临界燃煤机组的自主研制、生产，各项技术指标均达到国际领先水平，建成了世界上最高、在建单机容量最高的燃煤机组，供电煤耗最低降至260克/千瓦时以下；其中，空冷机组、二次再热技术、大型循环流化床发电技术在国际上处于领先地位。中国第一台国产大型CO2循环发电实验装置在2021年末通过72个小时的测试，其额定功率为5000千瓦，是目前世界上最大的CO2循环机组，为今后的发展奠定了坚实的基础。随着煤炭发电技术的推广和淘汰，煤炭行业的结构得到了进一步的优化，大容量、高参数、低排放的煤电机组比例不断提高。目前，我国已有860多个超临界燃煤发电设备，占煤炭发电总装机的半数以上。
随着风电、光伏等新能源的大量出现，电力供给的不确定性也随之增大，合理的可调整电源是保证电力供需平衡和电力系统的安全稳定运行的关键。目前，国内仅有1.5%的抽水蓄能电站，电化学等新型储能技术尚处于初级阶段，需要具备较强的上下调整功能，以保障新能源的发展和新的电力系统的建设。“十三五”起，我国开始实施煤炭电力弹性化改造，鼓励煤炭电力公司进行深度调峰、热电解耦等技术路线的探索，燃煤电机组最小发电出力从50%至60%额定容量可降至30%到35%，部分机组甚至可低至20%到25%，可调整范围大大扩大。到2021年末，全国煤炭发电灵活性改造将达到1亿千瓦以上，这将使电网的适应性调整能力得到有效的提升，对可再生能源的发展起到了积极的推动作用。
我国的能源禀赋，决定了煤炭发电在未来很长一段时期中仍然是保证供电安全的关键。2021年，全国燃煤发电装机总量达46.7%，电力占全国电力总量的60%以上，电力消耗占全国煤炭消费总量的50%以上，虽然目前煤炭工业节能降耗、碳减排等方面已经取得了明显的成绩，但煤电仍然是全国二氧化碳排放量最大的行业，亚临界及以下机组还有四亿多千瓦，其中一些机组能耗偏高、灵活调节能力差。
随着我国碳达峰碳中和工作的不断推进，新型电力系统正在逐渐形成，煤炭电力清洁、高效、灵活、低碳的转型步伐仍有待于进一步加快。要积极推进“三改联动”，即煤炭发电节能减排、灵活性改造、供热改造，明确煤炭发电从主体供电向提供可靠容量、调峰等配套供电转变。国家发展改革委和国家能源局在2021年10月共同发布了《全国煤电机组改造升级实施方案》，其中明确提出，“十四五”，煤炭发电将在“十四五”期间实现3.5亿千瓦、供热和两亿千瓦的改造。按照这个规模，可以节省五千万吨的煤炭消耗，增加五千万千瓦的新能源消纳量，促进煤炭与新能源的最优配置。
多方合力打破限制
虽然我国煤炭的发展已经取得了明显的效果，但是仍然存在着一定的局限性。
目前，我国的煤炭洗选技术与设备已接近世界领先水平，但其选煤率还有待进一步提高。煤的洗选处理可以使煤质得到改善，并得到进一步的使用，是实现煤炭资源的清洁、高效利用的前提和基础。在澳大利亚和美国等发达国家，原煤的入选率已经达到85%-90%。根据我国的煤炭资源状况，要做到“应选尽选”、“选煤”的原则，原煤的出选率要在90%以上。此外，我国的洗选工艺中，也存在着分拣产品质量不均衡、信息化应用差距明显、定制水平不高等问题，因此，在洗选机的精细化、智能化上还有很长的路要走。
中国的煤炭能源发电技术在国际上处于领先地位，但其效率低、碳排放量大。煤炭是清洁、高效的能源能源，一方面，国内火力发电的煤耗从2015年的315克/千瓦时降至今年上半年的299.8克/千瓦时，但最先进的燃煤电厂供电煤耗已达到270克标准煤/千瓦时，对标先进，我国供电煤耗仍有提升空间。同时，由于目前国内燃煤电厂的发电效率均在50%以下，且由于能量转换效率较低，造成了电力消耗较大，同时也加大了污染的排放量。此外，目前我国燃煤电厂中CO2排放较高的问题，碳捕集技术的推广还处于试验阶段。
煤炭是清洁能源的主要原材料，需要在技术上不断提高和优化。一方面，煤炭工业节能水平有待进一步提高。当前，我国煤炭工业存在着先进和落后的产能，各企业之间的能效水平存在着明显的差别，因此，煤炭工业的节能减排和升级具有很大的潜力。
为切实推动煤炭的清洁、高效使用，提出了以下措施。
一是要加强法制的保护。建议尽快修改《煤炭法》，进一步完善《煤炭清洁高效利用》的内容，明确其地位、主要措施、政策支持等，并加强程序性规定，为有关工作的开展提供充分的法律保障。
二是支持开发和应用新型煤炭清洁高效利用技术。强化煤炭清洁高效利用的重点技术与设备的研究与开发。加强基础和前沿技术的布局，大力推进具有前瞻性、先导性、“卡脖子”的关键技术设备的研发。针对国家重要战略需要的煤炭清洁、高效利用技术，研究制订专项政策，扶持工业示范运行。加强对煤炭工业的扶持，使其向高端、多元化、低碳化方向发展。
三是出台财政、税收等激励措施。建立财政补贴、税费、贷款支持等促进煤炭清洁高效利用的政策。对列入煤炭清洁高效利用技术设备的技术设备，可以在税收、贷款等方面给予优惠，并简化区域内的煤炭清洁高效利用项目审批程序。引导风险投资、私募股权投资等，发挥政策性金融、开发性金融、商业金融等优势，继续支持煤炭清洁技术的研究与应用；支持有能力的技术储备和能力储备，以保证国家的能源安全。
四是要促进煤炭和新能源的结合。按照行业能效标杆标准和基准标准，对现有的化工项目进行节能减排、淘汰落后产能，提高能效基准水平以下产能要基本清零，拟建、在建项目要对照能效标杆水平建设实施。支持“新能源、电解水、蓄能、电网、现代煤化工”的综合碳中和示范，并给予相应的政策支持。对于积极发展新技术、新能源的公司，要给予相应的政策扶持，减少他们的总能耗，并鼓励他们参与到新的技术研发中来。
五是要加快煤炭资源的分散利用。优先选用工业余热、热电联产、地热等非煤的分散燃烧；推进燃煤锅炉向燃煤、废弃物、生物质、半焦、天然气等多元能源的清洁、高效燃烧技术的发展；加快提高节能、环境友好的炉子普及率，淘汰低效、落后的产品，清洁能源无法覆盖的地区，采用清洁型煤和特殊炉具进行清洁生产，鼓励生物质供暖，“太阳能+”，水源热泵，“民用清洁炉具+太阳能+蓄热罐”，以及“太阳能+蓄热罐”。