堅守：深刻認識我國能源資源稟賦和煤炭產業的基礎性保障作用，煤炭依然是我國能源安全的基石，是可清潔高效利用的最經濟安全的能源。

轉身：積極推進煤炭第四次技術革命——煤礦智能化，使煤炭傳統產業向數字化、智能化新產業和新業態轉型，走安全清潔低碳利用的綠色發展之路。

國家主席習近平在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上指出，中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和。

在此目標下，應深刻認識到我國能源資源稟賦和煤炭產業的基礎性保障作用，在未來一段相當長的時間內，煤炭仍將是我國能源革命的主力軍，是可以清潔高效利用且最經濟安全的能源。同時，積極推進煤炭第四次技術革命——煤礦智能化，使煤炭傳統產業加快向數字化、智能化新產業和新業態轉型，走安全清潔低碳利用的綠色智能化發展之路。

我國未來能源發展格局將出現新變化

一是我國能源需求仍將保持增長，增速會放緩。

“十四五”時期及未來一段時間，我國仍處于持續較快推進工業化、城鎮化、信息化和農業現代化的關鍵階段，能源消費總量處于平穩爬升期，能源需求將保持增長。

2019年，我國人均一次能源消費為3.47噸標準煤/年，排在全球第48位，遠低于美國、加拿大等發達國家。我國人均用電量5161千瓦時，不到美國等發達國家人均用電量的50%。隨著我國經濟的發展，中等收入群體增加引發消費升級，以及人民對美好生活的向往，仍需要能源的強力支撐，我國能源需求和碳達峰還有較大增長空間。但同時，我國經濟由高速度轉向高質量發展階段，經濟增速會放緩，節能減排技術不斷進步將使能源利用效率顯著提升，未來我國能源需求增速將會下降。

二是我國能源結構將在化石能源主體基礎上逐步向多能融合發展。

在進一步加強煤炭煤電對能源穩定保障作用的同時，碳達峰與碳中和的目標與愿景，將推動我國能源向綠色低碳發展，促進化石能源的清潔高效低碳利用，大力發展可再生能源，安全有序發展核電，提升非化石能源在能源供應中的比重。建立多能融合供應體系將是“十四五”時期及未來一段時間能源發展的重要任務。充分利用各種能源自身的優勢、相互調配，解決新能源調峰調壓的電源問題，加強煤電對電網的穩定作用，提高新能源消納水平，有利于推動能源向綠色低碳多元化轉型升級發展，改善能源消費結構。

三是能源科技創新成為支撐能源發展的核心力量。

“十四五”時期及更長時期，5G、大數據、人工智能、區塊鏈等先進信息技術加速對傳統產業的融合與滲透，能源行業努力推動技術創新、應用創新、模式創新，積極探索多能互補、“互聯網+”智慧能源、綜合能源服務等新產業、新業態、新模式，科技創新日新月異。與此同時，在基礎材料、關鍵元器件、工控系統等技術裝備方面，還存在明顯短板，這類研究涉及領域廣、周期長、投資大、見效慢，需要進一步加大科技投入和政策支持。當前及今后一段時間，能源領域將加快推動科技創新，充分發揮創新引領發展第一動力作用，實施一批重大科技項目，加快突破核心關鍵技術，全面提升能源發展科技含量，提高勞動生產率和資本回報率，加快構建清潔低碳、安全高效的能源體系。

煤炭高質量發展是我國能源安全新戰略的重要組成部分

一是煤炭依然是我國能源安全的基石。

目前，在我國沒有任何一種能源能夠替代煤炭在能源系統中的兜底保障作用。從目前資源勘探來看，我國化石能源中煤炭儲量占比94%，約1.72萬億噸，是我國最豐富的能源。油氣占比不足6%，但油氣的消費占一次能源消費總量近30%。2019年底，我國原油對外依存度70.8%，天然氣對外依存度43%。在國際能源博弈不斷加劇的背景下，保證國家能源的安全穩定供應，煤炭的壓艙石作用依然無以替代。從資源獲取來看，油氣勘探環境復雜、剩余資源品質下降，開發難度增大，而智能化煤礦建設快速發展，將極大地改變煤炭生產方式、提高煤炭生產力和煤礦本質安全水平。2020年12月21日，國務院新聞辦公室發布《新時代的中國能源發展》白皮書，明確提出推進煤炭安全智能綠色開發利用。努力建設集約、安全、高效、清潔的煤炭工業體系。

二是煤炭是可清潔高效利用的最經濟安全的能源。

根據2019年數據測算，同等熱值的煤炭、石油、天然氣比價為1∶7∶3，可以說煤炭是我國最經濟安全的能源資源。截至2019年底，全國原煤入選比率超73%，總量超過28億噸;接近90%的燃煤發電機超低排放，85%以上的煤炭消費基本實現清潔高效利用。目前，我國清潔高效煤電機組大氣污染物的超低排放標準已高于世界主要發達國家和地區。此外，隨著我國現代煤化工技術的不斷創新，煤制油氣、醇烴類燃料開發規模不斷擴大，加快了煤炭“由黑變白”、資源由重變輕轉變的步伐。

三是智能化是新時期煤炭高質量發展的必由之路。

我國煤炭工業發展歷程經歷了人工采煤階段、普通機械化開采階段、綜合機械化開采階段，目前進入智能化開采發展的新階段，煤礦智能化是第四次煤炭行業重大技術變革。

經過近十年的培育和發展，智能化煤礦建設示范取得成效，建立了智能化煤礦系統架構，攻克系列關鍵技術，研發了四種模式的智能化開采成套技術與裝備，形成較為成熟的推廣模式。我國已有300多個工作面實現了不同水平的以“記憶截割或智能采高控制為主，人工干預為輔，無人跟機作業，有人安全巡視”為特征的智能化開采。

2020年3月，八部委聯合印發《關于加快煤礦智能化發展的指導意見》。2020年9月，全國煤礦智能化現場推進會進一步提出了加快推進煤礦智能化建設。國家能源局和國家礦山安全監察局2020年底前批準啟動了首批71家智能化示范煤礦建設項目。

煤礦智能化是新時期煤炭高質量發展的必由之路。這背后的推動力不僅是國家的頂層設計，也是技術發展推動人類生活方式進步，倒逼礦業領域改變傳統高強度的工作方式，智能化開采先行先試企業贏得了成本優勢、發展優勢，倒逼企業加快走智能化之路。

“十四五”如何建設智能化煤礦

煤礦智能化發展，目的是實現煤礦全時空多源信息實時感知，風險閉環管控本質安全;全流程人—機—環—管數字互聯高效協同運行，生產現場全自動化作業;煤礦職工更有尊嚴獲得，煤炭企業實現更多價值創造。

“十四五”時期，煤礦智能化發展，要分類推進。對于生產技術條件較好的I類和生產技術條件中等的II類井工生產煤礦全面進行智能化升級改造，重點提高采煤工作面智能化水平、掘進工作面減人提效和遠程控制、智能安控全覆蓋，固定崗位全部實現無人值守作業，形成基于綜合管控平臺的智能一體化管控;對于生產技術條件差的III類井工煤礦重點進行基礎信息系統、機械化+智能化的采掘系統、重大安全隱患的監測預警和完善安全監測系統建設，實現減人、增安、提效;對于新建煤礦應充分進行煤礦智能化頂層架構設計，按照頂層設計全面開展煤礦智能化建設，采用先進開拓和生產工藝、技術與裝備，全面建設智能化基礎系統、智能化生產系統、智能化綜合管控平臺、智能化綜合管理體系，形成完整的智能化煤礦高效協調運維體系。

對于露天生產煤礦重點提升礦井網絡、數據中心、感知系統建設，重點建設遠程操控系統、無人駕駛系統、遠程運維系統等，實現開采環境數字化、采掘裝備智能化、生產過程遙控化、信息傳輸網絡化和經營管理信息化;新建露天煤礦應高起點建設信息基礎設施，構建露天煤礦信息傳輸、處理、存儲平臺和集中管控體系，開采過程實現遠程智能控制，建設露天煤礦智能化綜合管控平臺，實現基于大數據分析、云計算、數字孿生為基礎的智能開采。

煤礦智能化的主要路徑是“智能化生產決策控制+機器人作業”。在煤礦系統智能化建設基礎上，在煤礦井上井下主要作業點、線作業崗位上，應用智能裝備和機器人，全面替代人工的高強度作業。

要加強頂層設計，強化標準引領。以《智能化煤礦分類、分級技術條件與評價》《智能化采煤工作面分類、分級技術條件與評價》等標準和已提出的智能化煤礦巨系統架構為指南，按照分類建設、因礦施策，培育典型、示范引領，全面推進，分級達標;按照安全高效，質量第一的原則，科學制定智能化煤礦建設總體實施方案。

加強對煤炭智能化發展核心基礎零部件、先進基礎工藝、關鍵基礎材料等共性關鍵技術的研發，重點突破精準地質信息系統及隨掘隨采探測技術與裝備、智能化煤礦物聯網技術與裝備、巷道智能化快速掘進技術與裝備、智能化無人開采關鍵技術與裝備、煤礦機器人技術及產品研發，實現無人采煤。

完善煤礦智能化5G+F5G+WIFI6基礎設施，建設基于云計算、大數據等技術的企業級IT基礎設施，構建集團、礦業公司、企業等多級大數據中心，構建實時、透明的煤礦采、掘、機、運、通、洗選等數據鏈條，優化智慧決策模型，實現煤礦智能化決策、自動化運行。建設國家能源、礦業安全生產與交易智能化平臺，全面推進能源與礦業治理能力建設。

“十四五”煤炭如何實現低碳發展

一是大力發展煤炭開采碳排放控制技術。

煤炭開采碳排放主要為開采設備運行消耗的電力、熱力等引起的二氧化碳間接排放，開采過程中煤層氣(煤礦瓦斯)排放。通過智能變頻永磁驅動等節能技術降低礦用設備能耗。利用礦井水、回風、瓦斯等余熱資源利用代替用煤。加快推進煤炭開發過程甲烷排放控制與利用。開發利用煤層氣能夠實現有效控制非二氧化碳氣體排放、促進煤礦安全生產、增加天然氣供應一舉多得。新的碳減排形勢要求加快關鍵共性技術研發，逐步探索建立適用不同地質條件和開發條件的煤層氣抽采利用技術、工藝和裝備體系，大幅提升煤層氣抽采利用規模、效率和質量。

二是降低煤炭開發利用能源消耗強度。

強化企業節能減排責任，在國家能源節約和環境保護標準約束下，降低單位產品能耗。在煤炭開采各環節采用高能效開采技術和設備，開展余熱、余壓、節水、節材等綜合利用節能項目。繼續推進二次再熱先進高效超超臨界煤電技術、清潔高效熱電聯產技術、特殊煤種超超臨界循環流化床等高效清潔發電技術。

目前，我國在煤電低碳發展方面，掌握了百萬千瓦超超臨界二次再熱機組關鍵技術，600兆瓦超臨界循環流化床鍋爐關鍵技術;在碳排放方面，建成產能10萬噸/年的二氧化碳捕集和封存示范項目;在節能環保方面，燃煤電站污染物脫除、煤基能源廢水處理、資源節約利用技術達到國際領先水平;在新興產業方面，不斷探索風電、水電、氫能等技術研發。

通過改善煤炭開發利用工藝、技術和系統性管理，可提高煤炭資源的開發利用效率，減少煤炭用量，這本身就是碳減排，而且比捕集和封存的減排量更大、更具經濟性。我國煤炭的利用效率方面潛力非常大，煤電、鋼鐵、建材、化工行業、工業鍋爐和民用爐具的技術通過改造提升和優化工藝條件，達到最優水平，能大幅度減少煤炭使用量和碳排放量。通過提高煤炭利用效率和系統節能等措施，對2030年溫室氣體減排量的貢獻將達到50%以上。

三是提高用煤質量減少碳排放。

針對下游煤炭利用對煤炭產品質量要求，優化提高煤炭品質，提高煤炭利用效率，減少碳排放。提高工藝水平和管理水平降低洗選工藝能耗可以間接降低碳排放。煤中灰分硫分在燃燒中不會增加二氧化碳的排放，但煙氣處理會增加能耗，間接增加二氧化碳的排放。調研電廠的研究數據分析表明，入爐煤灰分增加10個百分點，供電標準煤耗增加2克/千瓦時—5克/千瓦時。調研結果表明，灰分由20%增加到30%時，相當于增加9.2千克二氧化碳排放。用煤灰分降低10個百分點，供1千瓦時電可減少1.2%的二氧化碳排放。煤中硫分的增加直接增加了脫硫成本和能耗。硫分由1%增加到2%時，供電煤耗增加6.6千克二氧化碳排放。硫分減少1個百分點，供1千瓦時電減少1%的二氧化碳排放。考慮到煤中礦物質在煤炭燃燒升溫時會吸收熱量，增加能源消耗，因此優化提高用煤質量，可使燃煤發電減少3%至5%的碳排放。

四是推動煤炭從燃料向原料轉變。

煤化工具有減少碳流失的作用，可以作為煤炭低碳發展的重要路徑之一。煤化工中煤制油、煤制天然氣碳基本流失，但易于捕獲轉化過程中的高濃度二氧化碳，節碳率大幅提升。煤制甲醇、烯烴、乙二醇等工藝路線，部分碳元素進入產品，可以起到30%至40%的固碳作用，具有天然的節碳能力。應鼓勵煤炭轉化與可再生能源、碳捕集利用和封存等耦合利用，建立低碳循環、清潔高效的現代煤化工產業體系。抓住行業轉型契機，提高煤炭加工轉化水平，持續推動煤炭由單一燃料向原料、燃料并重轉變。在環保、利用效率、能源安全保障和產品市場供需均衡綜合考量下，適度且高水平、高標準發展現代煤化工產業，繼續推進煤炭焦化、氣化、煤炭液化(含煤油共煉)、煤制天然氣、煤制烯烴等關鍵技術攻關和示范。延伸現代煤化工產業鏈，推動煤基新材料技術進步和規模化發展。

五是推進煤炭與可再生能源耦合發展。

在大規模低成本碳減排、大規模低成本儲能未獲得突破的背景下，煤炭難以突破碳排放的瓶頸，可再生能源難以高比例接入現有能源體系。因此，必須以煤炭煤電作為可再生能源平抑波動穩定器，可再生能源也可以為煤炭的低碳發展助力，兩者耦合協同發展，將成為建立新能源體系的重要途經。

通過煤炭與新能源(風、光、生物質等)進行耦合化學轉化、耦合發電、耦合燃燒，實施風光水火儲一體化，可大幅減少煤炭碳排放，并提升新能源利用規模。煤電在提高靈活性和發電效率的同時，又承擔為電力安全兜底的角色。在應對氣候變化與低排放發展的大背景下，煤炭作為基礎能源，需加快提升自身碳減排的貢獻度，并為新能源發展提供支撐基礎。

六是研發實用的碳捕集、封存和利用技術。

CCUS由于減排潛力巨大，將成為實現工業脫碳化的重要技術路徑。未來，應在第一代和第二代技術基礎上，科學評估國內外CCUS技術，對新一代CCUS技術路線進行系統規劃，重點突破降低能耗和成本的關鍵技術，以電力行業為重點，進行技術研發示范，力爭在特定區域建立碳捕獲集群。積極進行國際合作，提升我國CCUS技術水平和國際話語權。

“十四五”煤炭綠色發展有哪些路徑

一是強化煤炭綠色開發和礦區生態環境治理。

從資源和生態環境協同一體發展角度出發，在生態環境約束下，做好產能布局規劃，按照安全綠色開發標準進行煤礦設計、建設和改造，推廣應用煤炭綠色開采技術，實現對生態環境擾動最小，減少開采過程中廢棄物排放。在資源開采同時，展開對礦區的生態環境治理。伴隨煤炭資源進入深部開采，強化災害治理。

二是構建煤炭綠色物流體系。

完善煤炭物流體系建設，進行煤炭產運儲銷整體規劃。推動煤炭大宗商品物流技術和裝備進步，優化煤炭物流網絡，創新多式聯運、集裝箱運輸等運輸方式，降低煤炭物流帶來的環境污染。

三是推動煤炭分級分質梯級利用。

從源頭控制，鼓勵煤炭企業以區域環保要求為導向，發展煤炭洗選加工，提高煤炭質量，推出相應商品煤產品。推動煤炭分級分質梯級利用，在中西部低階煤資源富集區域開展低階煤綜合利用試點建設，著力探索低階煤中低溫熱解轉化及產物分質分級梯級利用，加快低階煤利用技術研發，降低低階煤燃燒過程中產生的二氧化硫、氮氧化物、粉塵排放，減少大氣污染。同時，分離出部分經濟價值更高、資源比較緊缺的油和氣，促進低階煤資源清潔利用，尋求煤炭經濟價值增長新領域。

四是加強煤炭生產和利用污染物排放治理。

大力發展并推廣應用煤礦開采和煤化工廢水處理、固廢無害化處理和煙氣脫硫脫氮等大氣污染物防治技術和裝備，開展細顆粒物、硫氧化物、氮氧化物、重金屬等多種污染物協同控制技術。加強煤矸石、粉煤灰、脫硫石膏、磷石膏、化工廢渣、冶煉廢渣等大宗工業固體廢物的綜合利用。

五是推進煤炭集中利用減少分散燃燒。

散煤燃燒帶來的污染物排放是火電排放的5倍至10倍，目前我國散煤消費總量為4億噸至5億噸，主要為中小工業鍋爐、窯爐和取暖爐。散煤燃燒多存在于中小型工業企業、農村和小城鎮等經濟相對落后的區域，考慮企業和居民用能成本和區域資源稟賦，要科學規劃“煤改電”“煤改氣”實施步驟，精準施策，尋找散煤替代技術路線。如在過渡過程中，推廣高效工業鍋爐、潔凈煤以及配套環保爐具等。(王國法)

作者系中國工程院院士、中國煤炭科工集團首席科學家