用足用好各類資源加快支持黃河流域廢棄煤礦因地制宜發展新能源

黃河流域是我國煤炭生產的重心，中上游原煤產量占全國的75%以上。近幾年，隨著煤炭產能結構調整優化，流域內擁有大量的廢棄煤礦（含關閉煤礦，下同）。未來隨著我國能源結構持續向新型能源體系轉型，將產生更多的廢棄煤礦。黃河流域廢棄煤礦具有可觀的地下空間資源，加之同風能、太陽能、地熱等資源重合程度高，適于發展可再生能源和新型儲能設施。包含新能源發電、抽水蓄能、新型儲能、地熱利用等在內的四種再利用模式大多仍處于技術示范、研發的初期。建議從全面摸底評價、制定頂層規劃、完善支撐政策、銜接生態修復等方面支撐廢棄煤礦充分利用資源，因地制宜發展新能源。

一、黃河流域廢棄煤礦發展新能源潛力巨大

（一）煤礦與可再生能源資源高度重合

一是太陽能資源。黃河流域絕大部分屬于太陽能資源II類及以上地區，流域內煤炭產量最高的內蒙古、山西、陜西、寧夏、甘肅、河南6省區，其太陽能資源量位于全國前十。二是地熱資源。黃河流域上游青藏高原、中游關中平原和下游均有富集。下游以水熱型地熱為主，中上游主要為干熱巖。山西、山東、河南、內蒙古等產煤大省的地熱資源量位居全國前十。三是風能資源。其與煤炭亦有一定的重合。以煤炭富集的黃河“幾字彎”區域為例，在100米和150米高度上，分別有50%以上和80%的面積處于風能資源II類區及以上。

（二）廢棄煤礦巨量的地下空間亟待利用

我國約90%的煤礦采用井工開采，產生了大量的地下空間。地下空間主要包括井巷和采空區兩類。按煤礦規模和0.12—0.19的利用系數估計，黃河流域廢棄煤礦總計形成了約1億m3的地下井巷空間。采空區規模更大。據神東礦區估算，其建設至今形成的采空區超過10億m3。當前很多煤礦在按照要求完成生態修復治理等“復綠復墾”的規定動作后，往往“一關了之”，對地下空間的利用率低。如，太原市2016年以來關閉15座煤礦，僅有4座擬開發利用，比例不足30%。未來，隨著我國持續推進能源轉型，廢棄煤礦地下空間增長迅速。中國工程院研究預測到2030年可利用地下空間資源將達到156億m3，待開發利用潛力巨大。

（三）具有基礎設施完備和地理條件適宜的突出優勢

一方面，由于煤礦本身屬于能源設施，其配套供水供電和道路通信等設施與發展可再生能源和新型儲能較為適配，從而能減少這部分的投資和建設成本。另一方面，廢棄煤礦地理地質條件適宜：地上空間廣闊，可解決部分光伏電站、風電廠等可再生能源電站建設的土地制約；地下井巷空間中，黃河流域有一半以上的煤礦礦井大于400米，為抽水蓄能、重力儲能提供了理想的勢能高差；而對于采空區而言，煤礦采空區孔隙是壓縮空氣等儲能形式的良好儲存載體，又具有比地面儲存和地下巷道更安全和更穩定的優點。

二、廢棄礦井發展新能源模式多樣，多數仍處于應用初期

（一）模式一：廢棄礦井+新能源發電

目前處于產業化應用階段，其中“采煤沉陷區+光伏發電”模式已比較成熟，2015年，我國光伏發電“領跑者”計劃相關項目就開始相關探索。第二批“領跑者”基地項目中，利用采煤沉陷區地塊的裝機比重達到八成以上。我國推進的“沙戈荒”風光大基地項目中依托采煤沉陷區開發的數量占比接近20%。

近幾年，國家層面發布一系列政策，支持利用采煤沉陷區因地制宜發展新能源。仍以“采煤沉陷區+光伏發電”為例，目前，山西大同、內蒙古鄂爾多斯、陜北、甘肅等地均已有扎實的應用基礎，并逐步衍生“林光互補”“漁光互補”等模式。該模式不僅實現了廢棄土地資源治理與再利用，也獲得了發電和農業生產的收益，成為資源型地區產業清潔低碳轉型和綠色高質量發展的重要方向。

（二）模式二：廢棄礦井+抽水蓄能

目前處于技術初期示范階段。2021年，江蘇沛縣龍東煤礦抽水蓄能電站項目開展可行性研究。2022年，我國首個利用廢棄礦井抽水蓄能發電項目在山東淄博開工建設。在儲能中，抽水蓄能是為數不多長周期的儲調設施，具有不可替代的作用。但我國抽水蓄能發展還嚴重不足，2023年抽水蓄能占總電源裝機的比重為1.75%，遠低于全球其它國家3.5%—6.6%的水平。很多地方在規劃建設抽水蓄能項目時都面臨水土資源不足、建設成本高昂、移民負擔等問題。據中科院資源研究所顯示，全國范圍內約有50%以上的在建抽水蓄能電站處于高和極高水壓力地區。

實踐證明“廢棄礦井+抽水蓄能”模式能同時解決水土資源約束和經濟性問題。據貴州畢節某煤礦數值模擬和可行性研究結果，廢棄煤礦建抽水蓄能電站相比常規電站降低33%—50%的成本。更為重要的是，該模式是“缺水”的黃河流域發展抽水蓄能的“適水”路徑。

（三）模式三：廢棄礦井+新型儲能

目前處于技術研發測試階段。廢棄煤礦適宜發展的新型儲能形式主要有壓縮空氣儲能、重力儲能兩類。在壓縮空氣儲能方面，目前我國僅有山西大同云岡煤礦唯一一個在運項目，其余均在技術論證和可行性研究階段。在重力儲能方面，中煤能源研究院提出了利用廢棄礦井和礦井提升機的重力儲能方案，中科院已于2022年完成了10kW豎式重力儲能樣機。

黃河中上游風光基地新能源消納不足的問題依然突出。2024年，蒙西、陜西、寧夏、甘肅、青海的光伏發電利用率都低于全國96.8%的平均水平；蒙西、甘肅、青海的風電利用率低于全國95.9%的平均水平。因此，除電化學儲能外，充分利用廢棄煤礦的地下空間資源探索壓縮空氣儲能、重力儲能等其它形式，能夠豐富拓展新型儲能應用場景，促進新能源消納。

（四）模式四：廢棄礦井+地熱利用

目前處于技術研發測試階段。全球范圍內共有涉及到加拿大、荷蘭、英國等國家的16個廢棄礦井地熱能項目記錄在案。我國尚未有產業化運行的相關項目，以案例研究和技術測試為主。

廢棄礦井可用的熱水資源包括礦坑水、涌滲水、地熱水等，1000米左右的深部礦井的坑道溫度通常在35℃—45℃，部分高溫區可達60℃—70℃，具備供熱利用的良好前提。國外在運項目顯示，廢棄礦井地熱供熱效率高，是空氣源熱泵的1.7—2.3倍，溫室氣體削減幅度能達到65%—75%，且地熱水中具有提取鋰資源的潛在價值。有鑒于此，在渤海灣盆地、鄂爾多斯盆地等黃河流域地熱高值區的適宜廢棄煤礦加大地熱利用具備生態環境、戰略安全等效益。

三、推動廢棄煤礦因地制宜發展新能源的對策建議

廢棄煤礦發展新能源是一項復雜而龐大的系統工程，要積極推動將廢棄煤礦資源開發利用充分納入區域經濟和社會發展中去，加快完善相關技術研發應用和產業發展的政策支持體系。

（一）全面摸底評價

在沿黃九省區開展廢棄煤礦及可利用資源全面摸底，重點調查廢棄/關閉煤礦規模、煤炭采出賦存量等。在省區、礦區、煤田等不同維度，估算包含井下巷道和采空區的地下空間資源總量。結合可再生能源資源量和開發利用情況、地形地質水文條件、基礎設施配套情況等，根據耦合發展風電光伏、抽水蓄能、新型儲能、地熱等不同的模式類型，開展廢棄礦井可利用性和利用方向評價。

（二）制定頂層規劃

將沿黃廢棄煤礦發展可再生能源、新型儲能作為“十五五”時期推動黃河流域生態保護和高質量發展、能源轉型的重要工作，將兩者融合發展列入各省區可再生能源、煤炭等發展規劃中。建議研究制定《黃河流域廢棄煤礦與新型能源體系融合發展的意見》，指導相關省區出臺廢棄煤礦因地制宜發展新能源、新型儲能的具體實施方案。研究制定廢棄煤礦分類開發利用指導細則，推動將廢棄煤礦再利用納入煤礦綠色礦山評價體系。

（三）完善支撐政策

強化技術創新和示范應用，重點在地下空間改造和地質安全穩定性保障方面開展新方法、新材料研發創新；以加快標志性、先導性工程示范應用為目標，同步推進技術攻關、標準規范和配套政策實施，爭取“十五五”時期四種模式在黃河流域均實現工程化，“十六五”期間在黃河流域煤炭資源富集城市開展廢棄/關閉煤礦儲能集群和多能耦合互補試點。研究出臺包含財政補貼、稅收價格優惠、專項基金在內的一攬子激勵政策，積極引導煤炭、電力、可再生能源、儲能等市場主體參與廢棄煤礦再開發利用。

（四）銜接生態修復

按照綠色礦山建設要求，在廢棄煤礦采煤沉陷區治理、煤矸石山治理、重金屬和廢水污染凈化、復綠復墾中嚴格落實相關標準，為與新型能源體系耦合奠定良好基礎。加強生態修復治理與廢棄煤礦再利用相銜接，在煤矸石山、受污染土地治理中注重采用原位植被修復，科學引入固氮耐貧瘠、重金屬轉化能力強的本土樹種；最大程度利用礦區已有地形搭建涵蓋“凈、用、排”的水循環系統，科學布設人工濕地、蓄水池等設施。

（作者為中國宏觀經濟研究院能源所環境中心副主任、副研究員）