煤礦與新能源融合發(fā)展實(shí)施路徑

我國能源資源具有“富煤、貧油、少氣”的特點(diǎn)，長期以來煤炭占據(jù)主導(dǎo)地位。隨著碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的提出，我國能源結(jié)構(gòu)加速轉(zhuǎn)型。自2012年至2023年，煤炭在能源消費(fèi)總量中的比重已從68.5% 下降到 55.3% ，天然氣、水電、核電、新能源（風(fēng)電、太陽能及其他能源）等清潔能源占能源消費(fèi)總量比重從2012年的 14.5% 提高到2023年的 26.4%^[1] 0在能源轉(zhuǎn)型和經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展過程中，推動煤炭與新能源優(yōu)化組合、融合發(fā)展，以實(shí)現(xiàn)安全降碳、能源安全保障及“雙碳目標(biāo)。煤礦與新能源的深度融合不僅是傳統(tǒng)能源產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的內(nèi)在要求，也是構(gòu)建新型能源體系、培育新質(zhì)生產(chǎn)力的重要途徑。

1.發(fā)展現(xiàn)狀

1.1政策支持

國家層面高度重視煤炭產(chǎn)業(yè)與新能源的協(xié)同發(fā)展。2022年國家發(fā)展改革委明確提出“推進(jìn)煤炭與煤電、煤電與新能源‘兩個聯(lián)營’，開展新能源領(lǐng)域增量混改”。2024年底發(fā)布的《煤電低碳化改造建設(shè)行動方案（2024—2027年）》也提出，通過可再生能源制氫合成綠氨，并在煤電機(jī)組中摻燒綠氨，實(shí)現(xiàn)煤電低碳改造[2。各地也相繼出臺配套政策。以山東省為例，其《山東省關(guān)于加強(qiáng)煤炭清潔高效利用的實(shí)施方案》明確支持“煤炭與煤電、新能源聯(lián)營發(fā)展和優(yōu)化組合”，提升礦區(qū)多能互補(bǔ)水平[3]。此外，國家能源局等部門多次強(qiáng)調(diào)支持在采煤沉陷區(qū)和露天礦山利用光伏、風(fēng)電等清潔能源，并開展生態(tài)修復(fù)和供熱替代等示范項(xiàng)目。總體來看，各部門在政策上促進(jìn)煤礦與新能源產(chǎn)業(yè)鏈、價(jià)值鏈和利益鏈的深度融合，為行業(yè)發(fā)展提供了有力政策支撐。

1.2產(chǎn)業(yè)布局與資源稟賦

我國煤炭生產(chǎn)主要集中于西部地區(qū)，而風(fēng)能、太陽能資源也主要分布在西部與北方。2024年全國煤炭產(chǎn)量約47.8億噸，其中西部地區(qū)（山西、陜西、內(nèi)蒙古、新疆四省區(qū)）占比達(dá) 81.6%^[4] 。西部和北方地區(qū)多為沙漠、荒漠和戈壁地貌，為大型風(fēng)電、光伏基地的建設(shè)提供了條件。以內(nèi)蒙古為例，該區(qū)2023年風(fēng)能技術(shù)可開發(fā)量達(dá)14.6億千瓦（約占全國 57% ，太陽能技術(shù)可開發(fā)量94億千瓦（約占全國21% ），成為國家重要的清潔能源基地同時，內(nèi)蒙古也是全國首個新能源裝機(jī)超過1億千瓦的省區(qū)[5。山西、陜西、甘肅、寧夏等傳統(tǒng)煤炭省區(qū)在“風(fēng)光煤”三位一體的布局上具有潛力。總體看，煤礦資源與風(fēng)電、光伏等新能源資源在地理上高度重合，為煤礦與新能源協(xié)同開發(fā)奠定了區(qū)域基礎(chǔ)。

1.3技術(shù)進(jìn)展與應(yīng)用模式

在技術(shù)層面，多種模式不斷涌現(xiàn)：一是礦區(qū)光伏、風(fēng)電開發(fā)的應(yīng)用模式。國家鼓勵利用采煤沉陷區(qū)和廢棄排土場建設(shè)光伏發(fā)電項(xiàng)目，同時配合生態(tài)修復(fù)。露天煤礦方面，國家和地方出臺政策鼓勵在排土場、邊坡等閑置土地上布設(shè)光伏，并配套電池儲能及換電站設(shè)施，以實(shí)現(xiàn)就地消納和重卡換電。使用風(fēng)電機(jī)組和光伏陣列鋪設(shè)在采空區(qū)和礦區(qū)廢棄土地上，可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)煤區(qū)的綠色轉(zhuǎn)型。

二是新能源裝備示范應(yīng)用。隨著智能化和電動化技術(shù)的進(jìn)步，煤礦裝備進(jìn)行新能源改造。有能源企業(yè)已經(jīng)開始試用純電驅(qū)動、氫能驅(qū)動的無人駕駛卡車和推土機(jī)，用于開采和運(yùn)輸?shù)茸鳂I(yè)。這些新型車輛擺脫了傳統(tǒng)柴油機(jī)依賴，有利于礦山實(shí)現(xiàn)“零碳”目標(biāo)。另外，各地利用礦井余熱、空壓機(jī)余熱等低品位熱能發(fā)展地源熱泵等清潔供熱技術(shù)，減輕煤炭供暖壓力。技術(shù)進(jìn)步還體現(xiàn)在能源管理系統(tǒng)建設(shè)上，多項(xiàng)示范應(yīng)用表明礦區(qū)微電網(wǎng)、分布式儲能、數(shù)字化監(jiān)控正逐步推廣，為提高可再生能源利用提供了支持。

三是生態(tài)修復(fù)和綜合利用。在礦山復(fù)墾區(qū)，可以在排土場布設(shè)光伏發(fā)電，并結(jié)合復(fù)墾在光伏板下種植高蛋白牧草、發(fā)展光伏農(nóng)業(yè)和旅游，實(shí)現(xiàn)了光伏發(fā)電、農(nóng)牧業(yè)、旅游業(yè)等產(chǎn)業(yè)融合。這一方面有效回收了礦區(qū)廢棄土地，另一方面通過綠色產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)造了新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。

2.存在的問題

盡管發(fā)展勢頭良好，但煤礦與新能源融合過程中仍面臨多方面制約。技術(shù)瓶頸方面，可再生能源的間歇性和不穩(wěn)定性給礦區(qū)能源供應(yīng)帶來挑戰(zhàn)，需要高效儲能與靈活調(diào)度技術(shù)來匹配礦山負(fù)荷；礦區(qū)遠(yuǎn)離電網(wǎng)主干，且缺乏成熟的微電網(wǎng)運(yùn)營和能源管理系統(tǒng)；燃料電池、氫能配套技術(shù)等在礦區(qū)規(guī)模應(yīng)用尚處于起步階段，研發(fā)攻關(guān)仍需加強(qiáng)；發(fā)電側(cè)與燃料側(cè)分配不一致，影響聯(lián)營合作推進(jìn)。安全隱患方面，新能源設(shè)施和設(shè)備需要適應(yīng)礦山特殊環(huán)境，采礦區(qū)普遍存在粉塵、瓦斯等風(fēng)險(xiǎn)。經(jīng)濟(jì)性約束方面，新能源項(xiàng)目普遍前期投資大、回收周期長，而礦山主營業(yè)務(wù)對資金需求緊張，導(dǎo)致新能源開發(fā)項(xiàng)自難以快速推進(jìn)等問題。

3.融合發(fā)展的路徑

3.1源網(wǎng)荷儲一體化

構(gòu)建以礦區(qū)為單位的分布式能源綜合利用體系，實(shí)現(xiàn)發(fā)電（光伏/風(fēng)能）、儲能、負(fù)荷和輸配電協(xié)同運(yùn)行。具體而言，可在礦區(qū)內(nèi)部部署微電網(wǎng)，將光伏、風(fēng)電等可再生資源與工礦負(fù)荷和儲能系統(tǒng)共同納入實(shí)時調(diào)度，以優(yōu)化峰谷差、減少棄電。如在采空區(qū)和排土場建設(shè)大容量儲能設(shè)備，平滑可再生能源輸出，配合智能調(diào)度平臺實(shí)現(xiàn)“就地發(fā)，就地用”，提升整體利用率。通過數(shù)字化管控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)能源生產(chǎn)與消納的動態(tài)平衡，為礦區(qū)用戶提供穩(wěn)定可靠的新能源供給。

3.2智能礦區(qū)新能源開發(fā)

充分利用物聯(lián)網(wǎng)、人工智能和無人系統(tǒng)等先進(jìn)技術(shù)，將新能源設(shè)備與礦山運(yùn)營深度融合。加快推進(jìn)礦區(qū)電力系統(tǒng)智能化升級，建立可視化監(jiān)控和遠(yuǎn)程控制中心，實(shí)時監(jiān)測礦區(qū)用電需求和可再生能源發(fā)電情況。支持無人駕駛電動卡車、氫能推土機(jī)等新能源裝備在采運(yùn)環(huán)節(jié)的應(yīng)用。完善礦井內(nèi)光伏接入及礦井照明、電熱等用電系統(tǒng)的智能配合，實(shí)現(xiàn)礦井排水、通風(fēng)等設(shè)備與新能源系統(tǒng)的協(xié)同節(jié)能。開發(fā)礦區(qū)儲能和需求響應(yīng)管理平臺，根據(jù)電網(wǎng)價(jià)格和生產(chǎn)計(jì)劃靈活啟停備用電源，提升新能源的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。

3.3多能互補(bǔ)產(chǎn)業(yè)園區(qū)建設(shè)

以重點(diǎn)能源基地和傳統(tǒng)煤礦區(qū)為載體，打造多能互補(bǔ)的綠色礦區(qū)和綜合能源園區(qū)。例如，在煤炭開采區(qū)規(guī)劃建設(shè)集風(fēng)電、光伏、氫能、儲能等一體化的綜合能源產(chǎn)業(yè)園。可借鑒內(nèi)蒙古某礦模式，將光伏農(nóng)業(yè)、光伏牧業(yè)和旅游開發(fā)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)能源與農(nóng)林生態(tài)的協(xié)調(diào)發(fā)展；建立綠色礦業(yè)示范區(qū)，將廢棄礦山改造、生態(tài)修復(fù)與新能源發(fā)電同步融合。同時，鼓勵煤炭企業(yè)與電力、化工、裝備制造等多領(lǐng)域協(xié)同創(chuàng)新，共建創(chuàng)新平臺和供應(yīng)鏈，加快形成“煤炭 + 新能源 + 新業(yè)態(tài)”融合發(fā)展的產(chǎn)業(yè)新生態(tài)。

3.4政策協(xié)同機(jī)制構(gòu)建

完善促進(jìn)融合發(fā)展的頂層設(shè)計(jì)和配套政策。各級政府部門可以出臺更具針對性的指導(dǎo)意見和激勵措施，將新能源和煤炭發(fā)展納入統(tǒng)一規(guī)劃，統(tǒng)籌市場準(zhǔn)入、用地、環(huán)保和電網(wǎng)保障等要素，減少項(xiàng)目推進(jìn)過程中的制度性障礙。建立煤炭、電力和新能源部門的聯(lián)席工作機(jī)制，形成規(guī)劃編制、建設(shè)審批、運(yùn)行監(jiān)管等方面的合力。同時，加快碳市場、綠色信貸等激勵機(jī)制建設(shè)，引導(dǎo)企業(yè)加大投資力度。通過政策紅利引導(dǎo)、市場化運(yùn)作與公眾參與的有機(jī)結(jié)合，形成推動煤礦與新能源協(xié)同發(fā)展的長效體制機(jī)制。

4.結(jié)束語

煤礦與新能源融合發(fā)展已成為推動煤炭產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量轉(zhuǎn)型的重要方向。本文分析認(rèn)為，在政策扶持、技術(shù)創(chuàng)新、礦區(qū)新能源開發(fā)、智能化升級及生態(tài)修復(fù)等領(lǐng)域均取得了積極成果，但仍需進(jìn)一步攻克新能源消納、制度協(xié)調(diào)等難題。未來可進(jìn)一步探索煤礦區(qū)多能互補(bǔ)優(yōu)化調(diào)度模型、微電網(wǎng)與主網(wǎng)耦合控制策略以及社會經(jīng)濟(jì)效益評價(jià)體系，為實(shí)現(xiàn)煤礦與新能源深度融合、構(gòu)建新型能源體系提供決策依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

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