日前,由中国水利水电科学研究院主导完成的 《实施最严格水资源红线要求约束煤炭开发利用》课题研究成果对外发布。该课题研究显示,全国14个大型煤炭基地,除云贵基地、两淮基地、蒙东基地水资源相对丰富外,其余基地都存在不同程度的缺水。其中,晋陕蒙宁甘等省区,原煤产量超过全国总产量的60%,而水资源占有量仅占全国总量的4.8%,水资源供需矛盾十分突出;部分地区煤炭开采洗选用水量超过了区域工业用水总量的50%,这对缺水地区水资源供需形势产生了较大的影响。煤炭转化利用相关的火电及煤化工等高耗水行业持续发展,其对水资源的需求难以满足,往往只能挤占生态环境用水,相应的取用排水过程也对区域水资源和水环境形势带来了严重挑战。
该课题从煤炭消费的开采、运输、转化、利用等全过程出发,通过对取水、用水、排水等各个环节的研究,结合最严格水资源管理制度的要求,分析煤炭消费全过程对水资源的影响以及水资源对煤炭开发利用的约束,同时对不同煤炭消费总量控制情景下的水资源协同效应给出定性描述与定量分析。
水和煤密不可分
该研究院教授级高工仇亚琴女士介绍,在目前严峻的资源及环境形势下,能源开发利用结构转型是使我国经济步入高效率、低污染、高产出的可持续发展之路的重要途径。煤炭在能源转型中是最关键的一个因素,实施煤炭消费总量控制也是煤炭的可持续发展一个至关重要的问题。
水和煤之间的关系是密不可分的。原因有以下几点:首先,煤炭的储藏位置在地下,煤炭开采必然对地下水造成一定的影响。其次,煤炭开采过程中还伴随着矿坑的排水,矿坑水的利用是煤炭开采过程中的一个副效应。第三,煤炭开采链条中不同环节的用水都会对水资源和水环境造成影响。
我国煤炭资源和水资源呈逆向分布特点。煤炭资源储量西多东少、北丰南贫,大型煤炭基地主要集中在北部和西南地区,大部分重点煤炭基地处于水资源供需矛盾较为突出的地区,水资源已经对煤炭基地的生产建设产生了严重制约。全国14个大型煤炭基地,除云贵基地、两淮基地、蒙东基地水资源相对丰富外,其余基地都存在不同程度的缺水。
煤炭开采过程直接破坏了地下水含水层结构,导致土地塌陷和土壤沙化。不间断、大规模采煤引起的地面塌陷、地下水漏斗以及水污染等,对区域水资源造成极大的破坏。煤炭运输过程中,煤炭飞扬造成周围环境的污染,同时也带来了地表水以及地下水环境的污染;煤炭开采及转化利用过程中的矿坑水以及废污水排放对区域水环境产生了严重影响,造成局部地区地表水与地下水环境恶化。
据测算,2010年全国矿坑涌水总量达到61亿m3,虽然只占全国地下水资源量的0.7%,但是在局部地区,矿坑涌水量高达地下水利用量的77.6%,影响了地下水的良性循环;另一方面,全国矿井水利用率尚不足60%,矿井水利用量约为36亿m3,造成了地下水资源的流失和浪费。
煤控与节水缺一不可
仇亚琴介绍,2011年,《中共中央国务院关于加快水利改革发展的决定》做出了在我国“实行最严格的水资源管理制度”的决定,要确立水资源开发利用控制、用水效率控制和水功能区限制纳污“三条红线”。2012年,《国务院关于实行最严格水资源管理制度的意见》(国发[2012]3号)又进一步对“三条红线”管理与保障措施提出了具体要求,正式确定了各规划水平年(2015、2020、2030)的全国用水总量、万元工业增加值用水量、农田灌溉水有效利用系数和水功能区水质达标率等四项具体控制指标。
仇亚琴说,未来煤炭资源和水资源将呈逆势发展,煤炭资源开发利用受到水资源条件的影响和制约。在目前严峻的水资源形势下,煤炭相关产业要坚持和水资源水环境相称的承载能力协调发展。2013年水利部专门发布了一个《煤炭基地规划水资源论证指导意见》,这个指导意见主要提了几条:第一,用水总量。所有煤炭基地开发要和“三条红线”相衔接,如果超了红线所有新兴项目都不批准。那么水从哪来?唯有通过节水或者水权转换获得。而且所有的矿坑水矿井水必须达到100%的利用,如果不利用的话,新鲜水就不会批,这就直接把“三条红线”作为煤炭基地开采的指导性意见,所以未来煤炭发展肯定是要和水相衔接的。
水资源原来不是作为硬约束的,但现在要作为硬约束来约束煤炭开采的发展。第二,煤炭消费全过程。这个过程中主要是在煤炭开采和转化利用环节,我们要在开采环节和转化利用环节的技术体系进行技术改造。煤炭消费全过程用水红线到2020年逐渐达到峰值并有所下降,部分地区煤炭发展规模超过区域用水约束,要进行控制。
整体来看,随着煤炭消费高峰的到来,煤炭相关产业面临着较强的水资源约束,尽管节水模式比常规模式对应情景下的用水总量有较大程度的下降,但是在近期内仍不能满足用水总量控制红线的要求,只有更加严格地控制电力和煤化工等高耗水产业才能确保满足用水红线的约束。
“一方面节水技术在煤炭开采洗选和转化利用的用水总量控制方面发挥了巨大的作用,另一方面实行煤炭消费总量控制对于煤炭相关行业用水总量的影响也十分显著,二者对于降低煤炭消费用水总量、缓解区域水资源供需矛盾具有重要作用。要实现煤炭消费与水资源开发利用的协调发展,煤炭总量控制和节水技术应用缺一不可。” 仇亚琴认为。
提升煤炭基地水资源监测水平
仇亚琴针对目前我国煤炭相关行业发展面临的严峻水资源形势,从政策、机制、市场、管理等方面提出建议,促进煤炭相关行业与区域水资源协调可持续发展。
首先,要坚持发展煤炭资源开发转化与水资源、水环境承载力相协调的基本原则,合理确定煤炭相关产业建设布局和发展规模。在宏观层面上,必须在区域水资源综合规划的基础和范围内进行煤炭相关产业规划;在微观层面上,强化取水许可,落实煤矿的开采以及煤炭下游产业等建设项目的水资源论证。
其次,在用水总量控制红线的基础上,细化各重点煤炭基地和各地市煤炭行业的取用排水相关指标,加强煤炭相关行业等高耗水行业的用水监控和排污监控,强化的矿井水的再利用,减少对资料的浪费,建立煤炭行业的“三条红线”的监测、管理、监督和考核机制。
第三,建立完善煤炭行业补偿机制,积极推进煤炭产业的可持续发展。
第四,要推动水权转换的实施,满足煤炭相关产业发展的合理用水需求,实现水资源优化配置。
第五,要提升重点煤炭基地的水资源监测和信息化水平,为煤炭产业与水资源开发利用协调可持续发展提供决策参考。