黃河流域煤炭開發如何兼顧能源與水資源

流域總面積約為80萬平方公里，其中含煤區域逾35.7萬平方公里；煤炭資源經濟可採量和煤炭產量，目前均為全國首位；國家規劃的14個大型煤炭生產基地，有9個在沿線分佈——作為我國煤炭資源富集區，黃河流域煤炭開發規模最大。但同時，一系列生態環境問題並存。

“保障國家能源安全必須開發黃河流域的煤炭。但煤炭開發必然產生生態損害，再先進的國家也無法避免。如何實現煤炭開採與礦區生態環境協調發展是必須破解的重大科學問題。”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業環保高峯論壇”上表示。“黃河流域煤炭基地的生態環境修復，是整個大黃河流域生態修復的重要組成部分，必須高度重視黃河流域煤炭礦區生態環境修復與治理。”中國工程院院士彭蘇萍也稱。

立足黃河流域生態保護和高質量發展戰略，煤炭行業如何抓好“大保護”？

煤炭生產加上煤化工用水，整個黃河流域礦區，用水量逾驚人

黃河流域是我國煤炭生產潛力最大的區域。據水利部黃河水資源保護科學研究院總工程師劉永峯介紹，其資源主要分佈在寧東、神東、晉北、陝北等基地，現已掌握的探明煤炭產地達685處，保有儲量4000多億噸，煤炭年產量約佔全國總量的70%。“其中，位於黃河中游的內蒙古和陝西接壤區域，主要覆蓋神府-東勝煤田，探明儲量高達2000多億噸，是目前我國探明儲量最大的煤炭基地。”

另據統計，黃河沿線的晉陝內蒙古寧甘地區，已探明煤炭資源保有儲量佔全國的2/3。其核心區——由寧東、榆林和鄂爾多斯組成的“能源金三角”，煤炭儲量佔到全國的27%。

除了上游開發，黃河流域還是下游利用的集中地。以現代煤化工產業為例，石油和化學工業規劃院副總工程師韓紅梅表示，現有100%的煤制油、85%的煤制烯烴、50%的甲醇制烯烴項目，均位於黃河流域。若加上在建及“十三五”規劃項目，上述比例更大。

然而，開發利用也存在制約。多位專家指出，水資源短缺是當前最為突出的矛盾。“黃河以佔全國2%的水資源量，承載了全國12%的人口、15%的耕地和14%的經濟總量，水資源開發利用率已超80%。”黃河勘測規劃設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，因得不到水指標而難以落地、等米下鍋。”

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

大規模開採致礦區地下水位大範圍、大幅度疏降，加速荒漠化進程

記者瞭解到，在本就缺水的基礎上，煤炭開發利用進一步對水資源產生影響。

劉永峯表示，煤礦是富存在地下沉積岩類的礦產資源，含煤層、含水層、隔水層共生。因此，煤礦開採不可避免對地下水含水層造成破壞，並會產生礦井水。“黃河流域從西到東橫跨多個不同地貌單元。由於煤田分佈廣，地質條件各有不同，礦井水出水量及特徵相應不同。有地區每小時高達上萬噸，也有煤田基本沒有水。而礦井水產生較多的省份，恰恰主要集中在黃河流域缺水區域。”

“目前，礦井水處理利用技術極為成熟，完全可滿足煤礦規模化發展需要。但在黃河流域，很多煤礦仍無法實現礦井水回用。”劉永峯坦言，煤礦實際排水量與預測水量差距較大，導致大量礦井水外排；新建煤礦運行後的礦井水回用設施，與煤礦未匹配建成或未建；礦井水綜合利用規劃實施進度緩慢，或老礦區尚未開展規劃；已建成煤礦礦井水水質不能滿足回用要求、未開展提標改造等問題，在黃河流域較為集中。

韓紅梅表示，根據各省區已有的現代煤化工產能，綜合各子行業現狀平均用水指標進行計算，目前黃河流域現代煤化工行業用水總量約5.3億立方米/年。尤其寧夏、陝西、內蒙古地區用水量偏高，佔黃河工業用水的比例達9%-18%。

“由於氣候乾旱、降雨量少，區域抗擾動能力差，煤炭規模開採引起地表沉陷、地面塌陷和裂縫，導致礦區地下水位大範圍、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，形成資源與生態環境之間的惡性循環。”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。

實現從被動防治到主動治理

“把水資源作為最大的剛性約束”，現已成為黃河流域生態保護和高質量發展的關鍵之一。煤炭行業如何推進實施？

王雙明表示，煤炭開採必須做到生態環境保護優先，生態水域保護則是核心。對此，以煤炭與水共生地質特徵研究為基礎，以採動地質條件變化分區為途徑，以減少隔水巖組損害為目標，以保護生態水為核心的減沉、減損、保水綠色開採技術是重要支撐。

劉永峯提出，嚴格的煤礦入河排污口設置及其監督必不可少。“談到煤礦前期手續，其中必談入河排污許可。從排污口的佈局、設置、改建、擴大到撤銷，都需要按照法定程序申辦。根據水環境承載能力，計算區域納污能力，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，也是發展趨勢之一。“在黃河流域執行最嚴格的取水管理政策，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，不斷優化項目用水方案，加強用水管理，可考慮統籌配置省區水資源，保障重大項目、示範項目用水需求。”

“我們也要轉變煤炭開採破壞環境的舊觀念，通過人工修復技術與自然界的自修復作用一起，實現從被動防治到主動治理。”彭蘇萍建議，可根據不同區域的環境與生態現狀進行規劃與實施。例如，上游青海區域生態環境脆弱，煤炭資源少且賦存條件差，建議國家在保障企業轉型發展條件下，讓煤企逐漸退出；資源富集區的煤炭開採強度大，需採用先進方法對該流域的水資源和生態特徵進行系統調查，分析它們與煤礦開採之間的關係，進而對水資源展開有效保護。