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《科技日報》整版報道對袁亮院士的專訪：煤炭工業邁向智能安全綠色之路
9月4日，《科技日報》院士訪談欄目近整版報道了袁亮院士帶領科研團隊開展煤礦智能精準開采和甲烷防控減排等科技攻關的故事。
原文如下：
近日，中國工程院工程科技學術研討會——“甲烷管控減排”暨“煤炭安全智能精準開采協同創新組織”成立七周年國際學術研討會暨2024安全科學與工程國際產學研用合作會議舉行，中國工程院院士、安徽理工大學校長袁亮牽頭編製的《中國甲烷管控技術發展路線圖》成果正式發布。
袁亮長期關注煤炭安全智能精準開采暨甲烷管控減排。他的研究基於透明空間地球物理，以多物理場耦合、智能感知、智能控製、物聯網、大數據、雲計算等作為技術支撐，為我國傳統煤炭開采提供了煤礦智能精準開采的全新思路和解決方案。
會上，袁亮接受了科技日報記者專訪。
煤炭工業助“雙碳”戰略實施
記者：您在煤炭領域深耕多年，取得了一係列成就，也為“雙碳”戰略實施作出了貢獻。您認為，加強煤炭清潔高效利用對實施“雙碳”戰略有哪些影響？
袁亮：伴隨著化石能源的大量開采和使用，全球性的大氣汙染和溫室效應已經成為21世紀影響人類生存和可持續發展的最大問題之一。目前，二氧化碳、甲烷濃度分別比工業化前高了149%、262%。2023年，全球與能源相關的二氧化碳排放量達到374億噸，創下曆史新高。如何在滿足當前社會發展需求的前提下，控製和降低碳排放，成為近年來的熱點話題。
麵對這個問題，我國彰顯出大國擔當，積極主動參與全球氣候環境治理。
我國已進入新發展階段，推進“雙碳”工作是破解資源環境約束突出問題、實現可持續發展的迫切需要，是順應技術進步趨勢的必然選擇。
我國是煤炭資源相對豐富的國家，碳排放量中很大一部分是由煤炭消耗產生的。煤炭工業通過低碳轉型實現碳達峰，既是煤炭工業高質量發展的內在要求，也是落實國家“雙碳”目標的重要抓手。而依據節能是“第一能源”的理念，煤炭清潔高效利用是減少煤炭工業二氧化碳排放的根本途徑。具體來說，要推進清潔高效燃煤發電，加快燃煤機組升級改造，加快“煤改電”配套電網改造，推進電能替代；加快傳統煤化工升級改造，加快推進具有自主知識產權的煤氣化技術裝備開發研究；推進現代煤化工示範化建設，大力發展精細化工和化工新材料等。實施“雙碳”戰略要重點抓煤炭行業，加強煤炭清潔高效利用，加快規劃建設新型能源體係。
記者：為什麼要進行煤炭精準開采？您帶領科研團隊在這方麵作了哪些努力？
袁亮：加強煤炭清潔高效利用，必須堅持煤炭精準開采。我們團隊在煤炭精準開采上主要作了三個方麵的努力。
一是提出並實施了卸壓開采抽采瓦斯、無煤柱煤與瓦斯共采技術原理，開發出具有自主知識產權的防治煤礦瓦斯爆炸成套技術與裝備，成功解決了低透氣性高瓦斯煤層安全開采技術難題。我們在安徽省淮南市礦區首次實現煤與瓦斯共采，並將研究成果推廣應用於全國煤炭行業，產生了顯著的社會經濟效益。
二是首次提出了煤炭精準開采五大科學構想，並在2017年牽頭成立了“煤炭安全智能精準開采協同創新組織”，推動煤炭安全智能精準開采由構想變成現實。
三是針對煤礦安全智能精準開采生產過程中的人才鏈、產業鏈銜接不夠緊密等問題，積極參與行業高校學科專業優化調整、人才培養方案製定、課程設計等，定製化培養急需人才，製定實施含金量高的人才引進政策，同時推動高校科研人員進企業掛職，彙聚更多優秀技術人才。
這些工作不僅提升了煤炭安全智能精準開采水平，也為煤炭行業的可持續發展和安全生產提供了有力支持。
記者：能具體解釋一下您提出的煤炭精準開采五大科學構想嗎？
袁亮：煤炭開采隨著深度的增加，難度和複雜程度也都在不斷增加。我認為，煤炭工業未來一定是大量的人在地麵上遠程遙控，而不是在地下。所以，我在2017年提出了煤炭精準開采的科學構想，主要包括精準勘探、精準控製、精準感知、精準開采、監控預警五大方麵。目前這已經成為煤炭行業科技攻關的方向。
記者：您提出進行煤礦智能化建設，目前工作進展怎樣？
袁亮：截至今年4月底，全國累計建成智能化采煤工作麵1922個，智能化掘進工作麵2154個。“少人巡視、無人操作”的智能化采掘工作麵正逐步實現常態化應用。這為煤礦安全生產提供了重要保障，對煤炭安全智能精準開采水平作出重要貢獻，推動了煤炭行業的高質量發展。
實現甲烷全濃度利用
記者：為什麼要進行甲烷管控，請介紹一下我國煤炭行業甲烷管控的整體情況。
袁亮：在“雙碳”背景下，實現深部煤層氣高效開發、甲烷管控或近零排放具有極其重要的戰略意義。煤層氣作為煤炭資源的重要伴生產物，主要成分是甲烷。我國高度重視甲烷排放控製工作。2023年11月，生態環境部等11部門聯合印發了《甲烷排放控製行動方案》。這是我國第一份全麵、專門的甲烷排放控製政策性文件，對未來一段時期我國甲烷排放控製工作進行了頂層設計和係統部署。
目前，煤炭甲烷管控產業在技術創新方麵取得顯著進展，煤礦瓦斯治理等技術均取得了重要突破。隨著煤炭行業向智能化、綠色化轉型，煤炭甲烷管控產業對智能化技術的投入也在加大。例如通過應用物聯網、大數據、人工智能等先進技術，對煤礦瓦斯的實時監測、預警和治理得以實現，提高了甲烷管控的效率和精度。
在“雙碳”戰略的推動下，當前我國在甲烷管控減排方麵總體上呈現出政策不斷完善、技術不斷進步、監測體係不斷健全、具體行動不斷深入的積極態勢。未來，隨著全球應對氣候變化力度的加大，甲烷管控減排工作將取得更加顯著的成效。
記者：您在這方麵取得了哪些突破？
袁亮：在甲烷管控減排方麵，我帶領團隊經過近40年的努力，主要取得了五個方麵的成績。
一是攻克煤礦瓦斯治理世界性難題。二是持續推進煤礦甲烷管控科技創新，主持完成煤炭行業首個國家重大科研儀器研製項目，即“用於揭示煤與瓦斯突出機理與規律的模擬試驗儀器”。三是攻克甲烷全濃度利用世界性難題。四是提出甲烷減排方法學。同時，我們受中國21世紀議程管理中心委托，牽頭承擔了《甲烷管控技術發展路線圖》的編製工作，並於今年8月8日正式發布。
記者：您是如何攻克甲烷全濃度利用世界性難題的？
袁亮：甲烷全濃度利用技術主要分為高濃度利用和低濃度利用兩方麵。我們團隊在20年前就已研發出成熟技術，解決了10%以上高濃度瓦斯利用問題。最難“啃”的“骨頭”是對濃度為3%—9%的低濃度瓦斯的利用，因為這是瓦斯的爆炸濃度，過去缺乏成熟直接利用技術。近8年來，我們組建跨學科多專業的煤礦低濃度瓦斯安全穩定燃燒技術研究團隊，自主研發了煤礦低濃度瓦斯安全穩定燃燒技術，安全高效地解決了低濃度瓦斯利用難題，填補了國際與國內技術空白。該技術已在多個煤礦成功應用，顯著提高了低濃度瓦斯利用率，減少了溫室氣體排放，產生了顯著的經濟效益和環境效益。
值得一提的是，我國因此成為唯一具備全濃度甲烷利用能力的國家。
做好安全采煤“必答題”
記者：在煤炭工業的發展過程中，我們還麵臨哪些阻礙？
袁亮：保障煤炭產能接續平穩，關鍵是提升深部煤炭資源的安全開采水平。我國已探明的煤炭資源量超過5.9萬億噸，其中深部資源（千米以下）占比超過50%。隨著淺部資源開采不斷推進，煤礦開采深度正以每年10—25米的速度增加。當前，我國煤礦開采逐漸走向深部，礦井最大開采深度已達1500米。這意味著，未來將有更多的礦井進入地質條件和煤層賦存條件複雜的深部開采。煤礦深部開采麵臨的問題和隱患比淺部開采複雜得多，各類災害發生可能性加劇，在開采環境、技術裝備、災害防治等方麵都麵臨前所未有的挑戰。如何在地球深處安全采煤，是迫在眉睫、必須答好的重大課題。
記者：在您看來，解決這些困難應從哪些方麵入手？
袁亮：防範深部煤炭開采風險，必須從政策、監管、技術、人才等方麵全麵發力，將各項風險防範工作想在先幹在前。科技創新是應對深部開采風險挑戰的“法寶”，要加快推進深部開采安全、環保技術研究，盡快培育煤礦深部開采國家戰略科技力量。
技術的升級、難題的攻克關鍵靠人才。要推進教育、科技、人才“三位一體”融合發展，深入實施“人才強煤”戰略，不斷健全完善行業教育培訓體係，強化科技人才支撐，加大青年科技人才培養力度，為煤炭工業高質量發展提供人才保障。
記者：您認為，煤炭工業未來的發展方向是什麼？
袁亮：煤炭工業未來會朝著安全、智能、精準、綠色、健康的方向發展。
促進煤炭清潔高效利用，重點是加強先進燃煤發電技術和煤炭高效轉化科技攻關，提升煤炭清潔高效利用水平。支持研發先進煤電技術、煤基新材料技術，加強全產業鏈CCUS科技攻關。
近日，黨中央、國務院印發《關於加快經濟社會發展全麵綠色轉型的意見》，提出科學設定綠色轉型的時間表、路線圖、施工圖。經濟綠色低碳發展需要推進能源革命，促進能源結構轉型。煤炭作為我國的主體能源，在保障國家能源安全、推進經濟社會發展全麵綠色轉型方麵具有特殊重要意義，因此推進煤炭工業高質量發展必須麵向未來，在能源保供、低碳綠色轉型方麵持續發力。
致青年科技人才
廣大青年科技人才要拓展視野、敢於創新、注重積累。當今知識生產和學科發展已經步入多學科交叉融合的時代，因此，青年科技人才應具備寬廣的學術視野。要勇於打破學科壁壘，敢於跨越學科界限，尋找新的研究視角和方法，開拓新的研究領域。創新是科研的靈魂，作為青年科技人才，要樹立強烈的創新意識，敢於挑戰傳統觀念，善於發現問題、分析問題並解決問題，勇於提出新觀點、新理論，敢於嚐試新方法、新手段，不斷突破自我，追求更高研究水平。科研是一個長期積累的過程，隻有經過長期的積累和沉澱，才能在關鍵時刻爆發出驚人的創新力。科研過程中隻有注重團隊合作與分享，與他人共同進步、共同成長，才能在科研道路上走得更遠。
——袁亮
（來源：《科技日報》）
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