内蒙古是我国重要煤炭产地，截至2022年1月共有在产煤矿344座，2023年全区煤炭产量12.2亿吨，完成国家电煤中长期合同任务9.45亿吨，占全国任务总量的36%。国家发改委等部门近日发布的《关于支持内蒙古绿色低碳高质量发展若干政策措施的通知》明确提出，重点在采煤沉陷区、露天矿排土场等合理布局新能源项目。
中国工程院院士、国际欧亚科学院院士，中国矿业大学（北京）教授武强在接受《中国能源报》采访时指出，随着“双碳”目标持续推进，采煤沉陷区、尾矿库、矸石山成了光伏开发的新场景。光伏开发和矿山生态修复治理融为一体，不仅可以发清洁电，还可以助力稳固土壤、减少水分蒸发，让荒地变绿地。同时，“渔光互补”产业模式还能让采煤沉陷区的“生态包袱”转变成为绿色能源。“在政策支持下，‘光伏 矿山’有望推广并从一地辐射全国。”
助力生态环境改善
据中国矿业大学公共管理学院副院长、应急管理副院长闫庆武介绍：“露天采煤的一个重要特点就是要剥离覆盖在煤层上部及其周围的表土和岩石，并将其运至专设的场地排弃，专设的排弃岩土的场地即排土场。”他表示，一般露天采坑越大，排土场占地面积也越大。同时，排土场也是一种巨型人工松散堆垫体，植被破坏盖度低、地形起伏高差大、表土裸露粉尘多，一些排土场边坡坡度大、水土侵蚀严重，极大改变了周边的生态状况。
“露天煤矿的排土场往往地势较高，地形起伏大、采光效果好，有利于光伏开发。此外，排土场光伏开发不仅能开发利用排土场闲置土地，还可以有效降低地表蒸发，有效降低风速，减少水土流失，改善动植物生存环境，利于排土场的生态修复。”闫庆武同时表示，排土场往往土质疏松、稳定性差，这会给光伏开发增加安装成本。
对此，某能源企业煤矿排土场光储电站负责人介绍：“排土场地形地貌特殊，为进一步防止对土壤的破坏，维护已经修复
好的生态环境，我们采用了钢质螺旋桩。由于表面镀锌，抗腐蚀性很好，能保证冬季大风情况下支架安全、牢固地埋在地里。”
据了解，位于内蒙古锡林浩特的国内单体装机规模最大露天排土场光伏项目——国家能源集团胜利能源排土场光储电站占地面积7500亩，整体装机规模200兆瓦，连接至蒙西电网，年发电量3亿千瓦时。此外，项目所在的内蒙古锡林浩特降水量较少，蒸发量远大于降水量。安装光伏板后，阳光被遮挡，使地表蒸发水量降低20%至30%，给绿植生长提供更好条件。
发展空间开始显现
“我国煤炭开采以井工开采为主，但这种方式会破坏煤层覆岩的应力平衡状态，导致覆岩从下至上发生冒落、裂隙和弯曲下沉，使采空区上方地表发生大面积沉陷，并在地表产生大量的裂缝、裂隙，形成大面积采煤沉陷区。”中国矿业大学低碳能源研究院副教授渠俊峰告诉《中国能源报》记者，我国目前形成约200万公顷的采煤沉陷区，并随着煤炭资源进一步开采以每年约7万公顷的速度增加。
中国新能源电力投资联盟秘书长彭澎指出，废旧采煤深陷区基本不具有再利用的价值，因此在修复平整之后，不失为建设光伏电站的好选择。
隆基绿能中国地区部副总裁姚丰表示：“我们参与过修复治理工作，如山西省大同市采煤沉陷区国家先进技术光伏示范基地项目。过去地下产煤、地上沟壑，遗留土地几乎什么也干不了，而新模式不仅可以起到生态修复的作用，还能生产绿电。内蒙古、山西等煤炭主要产地都可以推广这一模式。”但他也提到，不同采煤沉陷区情况各异，治理需求有所不同，部分矿区还涉及煤炭资源压覆、遗留固废处置等复杂问题。“在实际开发过程中，可能遇到很多意想不到的状况，从初始设计阶段就要做好详细勘察。”
而根据地下潜水位的高低，采煤沉陷区会有不同深度的积水。渠俊峰指出：“近几年，为充分利用采煤沉陷区的规划空间，很多高潜水位采煤沉陷区积水区采用了水下养鱼、水上发电的‘渔光互补’产业模式，把采煤沉陷区的‘生态包袱’转变成为‘绿色能源’。”
不过，闫庆武也指出，“渔光互补”需要注意，光伏板遮挡阳光可能会影响水下生态系统。近期，淮北市濉溪县的袁店一井煤矿塌陷区90兆瓦水面光伏发电项目并网，《中国能源报》记者从提供组件的晶澳科技了解到，沉陷区水面光伏也面临高温、高湿、辐照变化快等复杂条件，这要求组件拥有耐高温及水汽侵蚀、抗pid、耐紫外等多种能力。
开发需走定制化路线
武强指出，矿山生态环境的修复治理和开发利用与风光新能源产业发展具有天然互补性。“在看到矿业开发对环境产生负效应的同时，其带来具有资源属性的正效应也应高度重视。”他表示，矿山生态环境负效应的修复治理和正效应的开发利用同等重要，可以充分利用废弃矿山的土地资源、沉陷区、排土场、尾矿库等发展地面光伏和风电产业；利用废弃矿井作为抽水蓄能、重力储能等场地，特别在地势落差小的平原、盆地区意义更大。另外，地面瓦斯抽取可发电，矿井水热泵系统可解决矿区建筑物和温室的供暖制冷等。
武强同时指出，如何在矿山开采发展的同时控制对生态的影响，是首先要考虑的问题。“现在吨矿成本计算更多围绕人力、机械设备和折损等费用，但没有考虑到生态破坏以及后续的治理费用。因此我一直强调矿物产品的全成本核算体系，将生态破坏和修复治理费用计入矿产品的生产成本。这样就能促进矿山企业自觉采用更科学的方法开采，通过压低修复治理费用，降低开采成本。”
围绕“矿山 光伏”，彭澎认为，如果推广就需要一事一议、因地制宜，因为每个矿山情况不同，并不具备可以大规模复制推广的统一模式。“另外，还要考虑到消纳问题，在山东等绿电消纳能力较强的省份推广可能更顺利。而对于新疆等矿山位置偏僻的省区，光伏的并网难度较大。”
