打造煤炭开采与生态保护的双赢模式

发布时间:2016-06-13点击率:1140

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  顾大钊,中国工程院院士、神华集团科技发展部总经理。是我国矿山建设井巷特殊工程领域的第一位博士。先后获国家科技一等奖1项、二等奖4项,获“孙越崎能源科技大奖”。获授权发明专利30余项,获中国专利金奖1项。发表论文30多篇,出版专著3部。

  1995年到神华集团工作以来,负责神华科技创新体系建设和科技创新工作,探索和实践了基于外部资源整合的神华科技创新模式,使神华的科技创新工作为神华事业的持续快速发展提供了有效的技术支撑。2009年获国家创新能力建设先进工作者称号。

  神华集团是世界最大的以煤为基础的综合能源企业,目前神华集团煤炭产量达到4亿吨。去年,神华在整个煤炭形势不佳的情况下仍取得了较好的业绩,利润达到315亿。近日,记者专访了中国工程院院士、神华集团科技发展部总经理顾大钊,就神华集团发展的各个方面作了介绍。

  记者:在中国煤炭行业寻找领军企业,神华集团可谓是稳居榜首,首先请顾院士介绍一下科技创新在引领神华集团实现跨越式发展中充当着什么角色,目前神华又积累了哪些具有国际、国内竞争力的重大科技创新成果,哪些领域取得了最新发展?

  顾大钊:煤炭是中国的主体能源,过去煤炭提供的一次能源长期占70%以上。而且根据预测,到2030年,这个比例还会在50%以上。同时中国的煤炭产量和销量占世界的50%。神华集团是世界最大的以煤为基础的综合能源企业,目前神华集团煤炭产量达到4亿吨。可以说神华这么多年取得的发展和科技创新、科技进步密切相关。

  去年神华在整个煤炭形势不好的情况下取得了比较好的业绩,利润达到了315亿,为什么在这种情况下神华还能取得比较好的成绩,原因是多方面的,但是主要原因之一就是神华的科技创新。目前神华煤炭的开采效率和安全应该说都居世界领先地位。有几个数字,神华有一个主力的煤炭公司叫神东煤炭公司,它的年产量是2亿吨,是世界最大的矿区。它的全员工效最高的时候达到126吨,目前还在80多吨。美国全员工效是40吨左右,我们国家整个的全员工效平均大概是8吨左右。

  另外就是安全,神华煤炭开采的安全水平也是世界领先的。煤炭开采安全有一个指标,叫百万吨死亡率,神华这个指标一直是0.004左右,美国这个指标一直是0.03左右,我们国内去年大概是0.16,这个数字是越小越好。所以说在安全和效率方面神华一直走在前面。

  谈到煤炭的利用,现在主要做的是煤炭发电,现在神华集团做超低排放,实际上就是使煤炭发电排放的主要污染物,就是粉尘、二氧化硫和氮氧化物,比燃气电厂的排放标准还要低。另外,在煤的转化上,神华建成了世界第一条年产100万吨煤制油的生产线,在煤制烯烃,间接煤制油等方面都走在了行业的前列。正是在煤炭的开发、利用和转化方面,科技进步促进了神华效益的提升。

  近期神华集团一直把绿色作为一个重点,因为中央提出五大发展理念,其中包括创新、协调、绿色,我们把绿色作为一个大的研究方向,在这方面神华做了大量的工作。特别是在水的保护和利用方面,以前煤炭开发要损失大量的矿井水,神华在水的保护方面做了大量的工作。另外我们的转化也需要大量的水,神华主要的企业是在西部,西部严重缺水,所以说我们把煤炭开发水资源保护利用作为一个重要的战略研究方向,这些方面可能今后还会有更大的创新。

  记者:刚才您特别提到水的问题,我们知道在煤炭领域一直存在着水污染和水资源浪费的问题,成为制约企业可持续发展的关键,因此咱们集团在煤炭开采水资源利用和保护方面的创新显得重要和迫切,结合煤炭行业的特殊性,请您谈一谈煤炭开采过程当中水资源的利用和保护主要存在哪些问题?

  顾大钊:水是重要的战略资源,全世界都缺水,中国尤其缺水。中国的人均水资源量仅占世界的四分之一左右。特别是中国缺水和其他国家还不一样,就是中国不仅是缺水,而且中国的水资源分布严重不均。我们国家淮河流域及以北地区国土面积占全国的63.5%,但是水资源量仅占全国的19%。也就是说,我们国家水是东南比较多,西北比较缺。特别是西部,我们说的是晋、陕、蒙、宁、甘这五个省区,他们不仅缺水,而且煤的储量非常丰富。这五个省区煤炭的储量占我们国家探明的三分之二左右,煤炭的产量目前占我国的70%以上,但是水资源量仅占3.9%。所以说水资源短缺和我国家煤炭的开发利用之间存在很大的矛盾。

  在水资源保护这一方面,煤炭开发一般情况来讲每开采一吨煤会产生两吨左右的水。我们国家目前的煤炭产量38亿吨,所以说每年产生矿井水约80亿吨。但利用率只有25%左右,为什么呢?排到地面之后能用就用了,不能用就损失了,这样的话我们国家煤炭开采每年损失的矿井水是60亿方。

  另外,煤炭开发、利用和转化都需要大量的水,而且在西部的油气开发,包括西部的经济社会发展都需要大量的水,所以说水资源是非常宝贵的。

  记者:刚才说到我国每年煤炭开采有60亿吨矿井水的流失量,折射出水资源破坏的严重性。针对这个问题,神华如何通过技术创新提高矿井水资源的保护和利用效率,同时在国际上处于什么样的地位?

  顾大钊:刚才说了,煤炭开采把矿井水外排地表,古往今来都觉得是天经地义的事,因为只能排出去。神华的煤炭开采大概80%到90%都在西部,严重缺水。一方面那个地方没水,这个水还要外排,所以说这就是我说的问题导向,严重缺水,所以就琢磨怎么能把这个水保住,这是一个非常重要的事。在这个基础上,就靠理念的创新,就是刚才说了,以往这个水都应该外排的,那么有没有办法能够让它不外排,能不能把它保住?所以说理念创新是非常重要的。

  在这个基础上,神华集团进行了科技攻关,经过了20年的研究和开发,在这方面取得了成功。煤炭开采水资源保护利用简单的说就是把水在煤炭开采的过程中不排到地表,把它存在下面,不仅供井下使用,还供给地面的生产、生活和生态使用。这个技术现在已经在神华得到了全面的推广应用。比如说神东矿区,煤炭的年产量是2亿吨,前年2014年神东矿区一年用水量是6800万方,但是从外面能够调进的水只有300万方,95%以上,也就是6500万方的水是用的煤矿地下水库里的水。这样的话,就解决了神东矿区的用水问题。

  另外,还给地面的电厂供水,给煤制油、煤化工厂供水。这样就把这个问题很好的解决。这个技术得到了国际同行的高度评价,世界煤炭协会的组织到神东进行考察,他们认为这个项目是世界首创,而且这个项目值得世界主要产煤国推广。

  记者:这个技术有没有安全隐患?

  顾大钊:刚才我简单的说了一下,神华花了20年的时间进行研发,如果说没有安全问题,那谁都可以这么干。为什么要把水排到地表?就是因为有安全问题。现在要把它存在下面,最大的难题也就是安全问题。所以现在经过这么多年的攻关,把安全问题解决了,应该说是在安全的条件下来进行储水。

  记者:神华在实现这些技术创新的过程当中经历了怎样的阶段和过程?比如说安全程度,从刚开始习惯把它排到地面,到把它储存起来,作为煤矿的水库,这个经历了怎样的阶段和过程?

  顾大钊:刚才说了,在问题导向和理念创新的基础上,这个项目或者说这个技术经过了漫长的研发过程。这个项目是从1996年开始研发开始是沿着三条技术路线往前推:一是在煤炭开采过程中能不能让它不产生矿井水?二是如果有水了,井下不敢存,能不能把它存在地面?三是万不得已的,把它存在井下。所以这三条技术路线同时进行,最终发现前两条技术路线行不通。为什么呢?在西部大规模、高效率煤炭开采必然产生矿井水,不是你不让它产生它就不产生,因为规模大,再一个效率高,如果你挖一个小坑,挖一点好办,因为神华现在规模非常大,效率非常高,这样的话,上覆岩层里面的水必然要下去,这条路没走通。

  第三条路线就是把水储存在井下,又需要解决三个问题:一是井下到底能不能存水;二是井下能不能多存点水?三是井下能不能把矿井水全存住,不外排。围绕这三个问题,神华做了近20年的攻关。一开始做了一个工作面,来探索第一个问题,即能不能把水存住。经过一系列的攻关,从1996年到1998年,建成了第一个储水的,当时叫它工作面的储水设施,存了5万方水,证明可以储水,当然还要解决很多安全的问题。这5万方水还是比较少,然后我们就把工作面增加,把每一个工作面加大,然后将好多工作面连到一块,就相当于使这个储水的空间更大了。从1998年一直做到2006年,把第一个地下水库做成了,能储多少水呢?60万方。

  然后从2006年一直到2012年,神华就做第三方面的工作。刚才说了,存到60万方是比之前多了,但是井下的水并没有完全存住,还得往地面排。然后就想,能不能在不同的煤层,不同的区域做很多的水库,把水库连上。到2012年,神华建成了第一个分布式地下水库,这个能储多少水呢?在大柳塔矿,刚才说的具体的示范都是在大柳塔矿做的,大柳塔矿现在是世界上最大的矿井,每年产量在3500万吨左右。所以在这个基础上,第三步就达到了710万方,这个水库是分布式的,由四个水库组成,就实现了大柳塔矿的矿井水不外排了。

  记者:神华为了攻克煤炭产业这一绿色难题投入了大量的研发资金,目前煤炭开采水资源利用和保护的应用现状如何?对企业而言发挥了哪些实实在在的经济效益?从经济效益上来讲有哪些?

  顾大钊:这个项目我感觉和一般的环保生态项目不一样,一般的环保生态更多的是社会效益,这个项目不仅仅具有很大的社会效益,还有巨大的经济效益。还是拿神东来做一个例子,神东现在每年大概用7000万方水,从外面只能购进300万方,1方水多少钱呢?现在是13.5元一方,就是从外面购水。原矿井水外排的话,要抽到地表需要花钱,地表处理需要花钱,处理完了之后外排还要花钱,要交相关的排污费,这个钱大概是多少呢?一般每吨矿井水外排以后是3到5块钱。也就是说,如果没有这个技术,一般情况下在神东一方水是15块钱以上,这是用水的成本,还不谈能不能有这个水。现在在神东除了300万方,其他是没有水的。这个成本是多少钱呢?这个总共完全成本大概每一方是2块钱左右。现在光这个项目在神东使用,每年直接经济效益超过10个亿,然后在神华的其他10个矿区,在全面的推广应用。所以说,它不仅有社会效益,它的经济效益也是非常显著的。

  记者:最关键的是想买却买不到那么多水。

  顾大钊:对,没有水。

  记者:刚才您也提到了神华在关注水资源节约的同时也在加大地表生态的保护,努力打造开采和生态保护的双赢模式,请您介绍一下有哪些社会效益?

  顾大钊:现在生态文明是国策。我理解在西部地区,它的生态文明主要是地表生态文明,而且由于西部严重缺水,事实上西部地表生态文明的核心是一个水资源的问题。如果有水,地表生态就不会那么脆弱,所以这是西部的特点。由于神华列的技术,现在采用的主要是两个方面:一是煤炭开采过程中减少对地表生态的损伤;二是刚才说的,充分利用保护住的水资源,加强它的恢复。地表生态减损,就是神华集团利用开采工艺的创新和开采参数的优化,简单地说,地表生态的损伤主要是由于煤炭开采造成了地面不均匀的沉陷,然后形成很多裂缝,裂缝把植物的根系破坏了,而且形成裂缝之后,使土壤里面的水分散失得更快。

  所以我在想,如果能够想办法减少裂缝的产生那就非常好。于是就通过开采工艺的优化,实现了井下大面积的开采,然后达到地表大面积的均匀沉降,均匀沉降裂缝就少了,这是神华做的减损的主要办法。把存在地下的水抽到地面来,根据它的需要进行喷灌或者滴灌,使地表生态得到了极大的改善。神东矿区原来是沙漠化矿区,在神东矿区开发之前,地表植被的覆盖率是3%到11%,现在的地表植被覆盖率超过了80%。所以说他们到神东矿区看完了之后感觉是一片绿洲。

  记者:绿色矿山。

  顾大钊:你刚才说国土资源部绿色矿山,我们那一片全是绿色矿山。采取了刚才说的开采减损和采后修复,以我刚才说的水资源保护为主,就是有水了,可以说使西部矿区的地表生态变成了绿洲。

  记者:非常好。根据您的介绍,煤炭开采水资源保护和利用的应用范围还大多以神东为应用主体,现在技术的持续研发和推广应用还需要依托更高的技术创新平台,近期国家重点实验室在神华成功设立,对企业创新发展意味着什么?其在经营管理和运营模式上又有何创新?

  顾大钊:去年国家批复了煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室,这是国家最高的研发平台。为什么要批复这个重点实验室?有两个方面:一是这个问题确实是非常重要;二是这个问题还没有完全解决,还有很多问题要做。我想需要做的最起码有两个方面:一是和地面水库相比,现在叫地下水库,地下水库遇到的环境和需要解决的问题更多。地面水库神华都研究了一二百年了还在研究,所以说地下水库它一定还有很多技术难题。二是刚才说了,我们要想方设法,想办法加大推广应用的力度。

  因为神华是央企,央企的重点实验室和其他的,包括学校和研发单位我觉得是不一样的。所以说想把这个重点实验室不仅是技术,以及它的体制机制方面都要有创新,所以神华提出了三个目标,不仅要出技术,要出人才,还要出机制。技术方面,煤矿地下水库,煤炭开采,水资源保护利用应该说是一个新兴的领域,也是一个交叉学科,需要大批的技术来支撑。要出人才,就是说要进行技术研发,要进行示范,要进行推广利用,都需要人才,所以说要培养一批各个方面的人才。要出机制,神华因为是央企,又是国家的重点实验室,所以说它在管理创新方面应该有新的东西。

  记者:追溯神华的历史不难发现,组建于1995年的神华起初并不具有先天的科研优势。但是煤炭行业又难以离开科学技术的强力支撑,请问顾院士,神华在近几年如何不断提升企业科研实力?有哪些成熟的科技创新管理模式值得借鉴?

  顾大钊:神华是一个新的企业,因为神华是1995年成立的。神华科技创新有很多特点,一个是它的行业多,有煤炭、电力、铁路、港口、航运、煤制油、煤化工,另一方面神华的研究力量比较弱,因为不像其他大的央企,他们往往是从原来的部委转制过去,神华不是。另外神华因为是央企,标准比较高,很多方面都想引领这个行业。所以说这就给我们带来了难题,怎么办?我想神华在这方面经过了20年的探索,在科技创新方面的主要的体会是神华充分的体现了企业在科技创新中的主体作用,这是非常重要的。

  神华的实践证明,神华集团,特别是央企应该是科技创新的主体,第一是需求的主体,第二是决策的主体,有了需求就可以决定要搞这个科技创新。第三是投入的主体,它可以投入大量的研发经费。第四是研发组织的主体,尽管它没有那么多研发力量,但是可以进行研发组织。最后一个就是成果推广应用的主体,所以说我们感觉,神华在使企业成为五个方面的主体方面做了比较好的探索。

  总的来说就是充分利用外部资源,在两个“牢牢掌握”的基础上充分利用外部资源,不能说什么都全靠外面,我们有一个前提叫两个“牢牢掌握”,一是牢牢掌握科技创新的核心环境,这个非常重要,也就是说你能主导它。二是要牢牢掌握核心技术,这是神华研发的目标,要核心技术。核心技术有了,才能引领这个行业。我觉得神华在这方面如果说有一些体会和经验的话,主要是在于,一个是战略引领,就是说研发一定和企业、行业,甚至和国家的战略一致。在战略引领的前提下,通过问题导向,就是有什么问题我们解决什么问题。

  记者:技术的突破离不开体制和机制的管理创新,神华集团在资金投入和创新成果转化机制方面进行了哪些探索和尝试?

  顾大钊:问得非常好。首先是关于投入的问题,神华集团采取的办法是按需投入,神华这么多年都是这样的。大家说为什么你能按需投入呢?因为神华的实践证明,科技的效益是巨大的。我老说科技是一个暴利的行业,为什么?因为神华现在已经意识到,科技投入的回报是其他任何活动没法相比的。我给大家举一个例子,非常简单,神华有一个叫“采掘装备本土化”的项目,通过三年时间这个项目研发成功,三年神华得到了直接经济效益或者说赚的钱,省的钱就是赚的钱,有一百个亿。当时研发投入是三百万,三年赚了一百个亿。所以说神华现在这一点大家都认识到了,研发投入回报是巨大的。

  神华的投入主要是按需投入,需要多少就投入多少,很重要,没有投入是不行的。另外就是刚才说的,怎么有一整套的研发成果转化和激励机制等等。这个神华也有一些体会,刚才说了,因为神华所有的项目都是按照需要来设的,这个项目做成了或者做完了就把这个问题解决了,所以说本身这个成果已经用上了。下面要做的,就是进一步在整个神华系统内推广,甚至到行业内推广的问题。所以说在成果转化利用这一方面,应该说神华做了很多探索,但是现在这一方面确实还有很多工作要做。

  记者:神华在员工持股和人才薪酬体制激励方面有哪些举措?

  顾大钊:这个问题非常好,事实上神华提出了建设世界一流企业,我经常和他们说什么叫“世界一流”?世界一流一定是技术一流,技术一流的核心是人才的一流。现在神华集团在这方面做了大量的工作,近期神华集团党组发布了《推进神华科技创新的决定》,这里面内容很多,关于人才方面主要是两点:一是怎么打通科技人才职业晋升的通道,不要大家全去盯着行政的岗位,所以这里面我们提出要打造神华的十、百、千、万人才工程,就是要培养和引进十名神华的首席专家,要培养和打造一百名神华二级公司的首席专家,还要有一千名二级公司各个专业领域的首席专家。再一个通道,就是通过薪酬激励的办法,因为刚才说了,通过成果转化,现在国家有规定,如果说这个成果转让了,它可以有不低于50%给研发人员享受。另外成果推广应用之后,可以三到五年内提取不低于5%的利润给研发人员作为奖励。

  我想这个举措是非常大的,神华在这方面正在做探索,包括神华低碳所,还有其他的一些科技企业,我们正在实行这个。这个问题实际上是非常重要的,我们只有调动我们研发人员、科技管理人员的积极性,才能真正实现创新驱动发展。怎么调动?总结起来就是刚才说的两方面:一是给他有职业晋升的通道;二是通过薪酬的激励。

  记者:持股有没有?

  顾大钊:我们正在做,因为对于持股国家有文件是高新技术企业,首先可能要打造一些高新技术企业,因为神华是央企,不是高新技术企业,在这一方面神华还在做探索,这个持股实际上是非常好的一个办法,但是现在这方面可能还有很多工作要完善。

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