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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会

“新锐科学家”专题 | 王金满教授:绿色矿山建设碳源/汇与减排增汇研究进展

2024-06-28





创新点
1)总结绿色矿山建设的研究进展,揭示绿色矿山建设现状及“双碳”新形势下重点方向。

2)梳理绿色矿山现存管理考评体系,讨论“双碳”新形势绿色矿山管理与考评指标设计方案。

3)综述矿山碳源/汇核算方法,探究绿色矿山减排增汇策略,为绿色矿山碳减排研究提供参考。

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绿色矿山建设碳源/汇与减排增汇研究进展

作者王金满1, 2,杨曼1,刘彪1,朱秋萍1
单位:1.中国地质大学(北京) 土地科学技术学院;2.自然资源部土地整治重点实验室
研究背景
 RESEARCH  BACKGROUND 
能源是国家繁荣和经济可持续发展的基础和支撑,在过去几十年中,我国国民经济与矿业发展之间始终保持着一种唇齿相依的依赖关系。然而矿产开采长期以来都被视为对环境的掠夺行为,经过半个多世纪的大规模资源开采(其中很长时期是超负荷生产和低端粗放式开采),我国矿业特别是煤炭行业遗留下非常多的矿山环境问题,产生了水土流失、地质地貌破坏、大气污染等诸多环境问题。中国作为世界第一产煤大国,为了解决矿业发展中日渐突出的经济与环境、短期效益与长远发展的矛盾,逐渐形成了绿色开采理念和绿色矿山政策。绿色矿山理念在21世纪不断发展升级,逐渐成为平衡矿业经济与环境矛盾的重要方式和国家绿色发展政策的重要部分。时至今日,绿色矿山理念仍不断在新的社会形势下丰富和发展。
当下,应对气候变化、能源危机已成为全球共识,其中碳达峰碳中和(以下简称“双碳”)问题备受关注。自2015年《巴黎协定》提出温控2℃,力争实现1.5℃的目标,要求各缔约方自主减排后,多个国家陆续作出碳中和目标承诺。据统计,截至20226月底,已有6个国家自主实现净零,有126个国家或地区陆续从法律规定(17)、政策宣示(32)、发表声明与承诺(18)、或提议讨论层面(59)提出碳中和目标,对目标年的设定大致可分为3类:20302049年实现、2050年实现、20512070年实现。作为全球气候治理的重要参与者和贡献者,中国于2020年在联合国大会一般性辩论会上提出“碳达峰碳中和”的目标,明确“中国将力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”。我国也陆续发布了《2030年前碳达峰行动方案》、碳达峰碳中和“1+N”体系等政策要求,将“双碳”行动作为政策宣示和国家战略持续推进。

面对国内外“双碳”新形势,绿色矿山的建设也应提档升级,尤其在减排降耗、科学开采方面,“双碳”目标给予了新的指示和更加严格的要求。然而国内各省份现行绿色矿山管理办法的出台大部分早于“双碳”目标,对生产减碳化关注度不足,亟需更加规范的矿山碳排放核算办法、明确的减排增汇方向和管理对策。综上,笔者通过梳理绿色矿山的发展历程,总结其概念内涵、研究特点与现存标准方案,并结合矿山碳源/汇、减排增汇相关研究技术,探讨“双碳”背景下绿色矿山的发展方向,以期为推动我国减碳目标导向下绿色矿山的丰富与发展路径建设提供参考。

摘要
 ABSTRACT
为应对长期以来矿业开采导致的环境问题,绿色矿山理念及配套政策逐步发展。碳达峰碳中和目标导向下,绿色矿山倡导低碳化生产、生态开采等新的发展要求。为探究新时期绿色矿山建设在节能减排目标下的重要方向和关键问题,助力碳中和目标与绿色矿山建设的协同发展,该研究以绿色矿山、碳源/汇与减排增汇为关键词开展文献计量分析,总结“双碳”目标下绿色矿山建设内涵与要求,分析绿色矿山建设背景下碳源/汇与减排增汇研究进展,梳理矿区碳源与碳汇核算方法,探究绿色矿山减排增汇策略。得出:
绿色矿山在理论与应用方面均具有较为丰富的研究及实践成果,具有良好基础以面对新的发展挑战;绿色矿山现存管理方案与考评体系成果完整,整体偏定性和基础推荐性要求;矿山碳足迹核算中,基于生命周期理念、采用排放因子法的核算模式已较为成熟,但在生命周期划分与核算因子选取过程中仍需慎重,注意加强因子的本地化选取;针对减排增汇目标,绿色矿山在策略上需重视能源与技术视角。
在“双碳”目标下,当前绿色矿山相关验收标准在减排方面的关注度有待增强,指标体系的定量化程度与执行力有待提高;煤炭矿山的碳足迹核算与减排潜力分析是未来绿色矿山研究的重点之一;矿山减排研究中,由复垦产生的碳源与碳汇核算及矿山全生命周期的减排方案设计需得到更多关注。
部分图表






表1 绿色矿山概念内涵


图1  绿色矿山主要研究视角及学者


表2 绿色矿山节能减排/降耗指标要求 (煤炭行业)


表3 碳排放核算方法



图2  生命周期法技术框架


表4 全生命周期煤矿碳排放研究实例


图3  煤炭与煤矿全生命周期碳源/汇足迹


图4   IPCC碳排放计算方法


图5  绿色矿山减排增汇策略


作者简介

王金满,男,197965日生,内蒙古赤峰人,博士,教授,博士生导师,主要从事矿山土地复垦与生态修复理论和技术的教学与科研工作。中国地质大学(北京)土地科学技术学院副院长。主持和参加国家重点研发计划课题、国家自然科学基金、公益性行业科研专项等10余项,获国土资源科学技术一等奖1项、二等奖2项,北京市高等教育教学成果一等奖1项,发表学术论文150余篇,SCI收录70篇、EI期刊收录15篇,入选2021-2023爱思唯尔中国高被引学者。以第一发明人获授权发明专利5项,作为核心起草人制定行业标准10项。2018年入选自然资源部杰出青年科技人才,获2022年自然资源青年科技奖。

研究方向

矿山土地复垦与生态修复

主要成果

致力于矿山土地复垦与生态修复研究,改变传统露天煤矿排土场“分级汇流、集中排水”思路,运用“分散径流、以蓄代排”的理论进行了露天煤矿大型人工堆垫地貌微地形塑造,实现了露天煤矿区岩土侵蚀控制与有限水资源的高效利用。借助高精度CT扫描与图像处理技术,实现了矿区受损与重构土壤特性的三维可视化定量表达,综合利用多重分形理论、联合多重分形理论、地统计学理论构建了煤矿区重构土壤特性空间异质性的定量表征方法。定量揭示了煤矿区复垦土壤、植被演替与交互影响关系,提出了大型露天煤矿区受损“地形-土壤-植被-水系”复合生态系统重构思路,为矿山土地复垦与生态修复提供了有力的理论依据和技术保障。




来源:

王金满,杨曼,刘彪,等. 绿色矿山建设碳源/汇与减排增汇研究进展[J]. 煤炭学报,2024,49(3):1597−1610.


责编:韩晋平
编辑:郭晓炜
审核:张晓宁


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