隨著中國北方地區(qū)大面積集中供暖開啟，冬季用煤高峰期已經(jīng)來臨。黨的二十大報(bào)告提出，在“積極穩(wěn)妥推進(jìn)碳達(dá)峰碳中和”方面，深入推進(jìn)能源革命，加強(qiáng)煤炭清潔高效利用。作為傳統(tǒng)能源的煤炭，其開發(fā)利用現(xiàn)狀如何？“去煤化”是否可行？日前，天目新聞?dòng)浾咴诒本┎稍L了中國工程院院士王國法。
王國法是我國煤炭開發(fā)和智能礦山領(lǐng)域科技領(lǐng)軍者和戰(zhàn)略科學(xué)家，至今奮戰(zhàn)在科研一線。
近40年來，他走遍全國所有礦區(qū)，率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)破解了一個(gè)又一個(gè)煤炭開采裝備技術(shù)難題，改變了我國煤炭領(lǐng)域安全生產(chǎn)面貌。
王國法的厲害之處還在于：從當(dāng)初的進(jìn)口綜采設(shè)備消化吸收起步，在他的主持帶領(lǐng)下，我國煤炭綜采設(shè)備不僅逐步實(shí)現(xiàn)了百分之百國產(chǎn)化，還出口到了美國、德國、澳大利亞、俄羅斯、印度等世界主要產(chǎn)煤國家。
近年來，作為中國煤炭科工集團(tuán)首席科學(xué)家，他組建了46個(gè)煤礦智能化主導(dǎo)專業(yè)方向的優(yōu)勢創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，布局到煤礦智能化的各個(gè)細(xì)分領(lǐng)域，目標(biāo)是讓智能化開采領(lǐng)跑全球。
采訪時(shí)，他辦公室掛著的一副書法，給我們留下了深刻的印象：植根基層、放眼世界，立足實(shí)踐、創(chuàng)新發(fā)展，為學(xué)以道而至上，為人以德而至高。
“我是2017年當(dāng)選院士的。我屬于典型的一線科研人員出身。”王國法說，“兩位老院士專門為我寫了一首詞書法，其中兩句：蒼天不負(fù)飛鴻志，水到渠成。實(shí)至來名，更上層樓向從容。我把它掛在辦公桌前，一直激勵(lì)著我在科技創(chuàng)新和服務(wù)國家戰(zhàn)略的道路上不斷前行?！?/span>
從小的夢想，長大當(dāng)個(gè)科學(xué)家
在煤炭界，人們津津樂道于王國法的一系列技術(shù)裝備創(chuàng)新：世界最大采高的8.2米超大采高綜采和20米特厚煤層綜放，是他主持設(shè)計(jì)研發(fā)的；世界最小采高的0.6-1.3米薄煤層智能化綜采，是他率隊(duì)攻關(guān)突破的；世界最大傾角的55°大傾角綜采裝備，還是在他手里誕生的。
“我們很多技術(shù)，國外是沒有的。比如：20米以上特厚煤層，我們提出了放頂煤開采的方式，實(shí)現(xiàn)了20米特厚煤層的全世界首次高效放頂煤開采。項(xiàng)目獲得國家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)?！蓖鯂湴恋卣f。
更絕的是，早在上世紀(jì)90年代初，他首次提出了液壓支架與圍巖“強(qiáng)度耦合、剛度耦合、穩(wěn)定性耦合”的“三耦合”原理和設(shè)計(jì)方法?！耙粋€(gè)支架，就是一兩千噸的支撐能力。我們現(xiàn)在用液壓支架在工作面形成一個(gè)鋼鐵長廊，把工人保護(hù)在里面。”王國法告訴我們，“這樣一來，不僅從結(jié)構(gòu)創(chuàng)新上實(shí)現(xiàn)了支架與圍巖的智能耦合控制，還讓煤炭行業(yè)的安全生產(chǎn)面貌得到了完全改變。”
因?yàn)榧夹g(shù)創(chuàng)新，他33歲獲得國務(wù)院特殊政府津貼，至今先后6次獲國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)。
你絕對想不到，當(dāng)初他是從非煤院校的非煤專業(yè)畢業(yè)分配到煤炭科學(xué)研究總院北京開采所的。又有誰能想到，40多年前，他也曾經(jīng)是一個(gè)迷茫的青年。
1960年8月，王國法出生于山東省文登縣農(nóng)村。兄弟姐妹四人，他排行老三。盡管從小學(xué)習(xí)成績優(yōu)異，1977年6月高中畢業(yè)后他還是回到了農(nóng)村，在生產(chǎn)隊(duì)干起了農(nóng)活。
那年10月，偶然從村里的廣播聽到全國恢復(fù)高考的消息，王國法非常高興?！拔覀兡菚r(shí)既興奮又不知如何應(yīng)對，照常參加生產(chǎn)隊(duì)勞動(dòng)、下地干農(nóng)活?！蓖鯂ㄕf，“直到考前兩周，公社的中學(xué)才組織我們進(jìn)行復(fù)習(xí)?！?/span>
1977年12月10日，王國法騎著自行車趕到15公里外的文登三中參加高考。放榜時(shí)，他是全公社當(dāng)年應(yīng)屆近400名畢業(yè)生中唯一考上本科的。
1978年3月，他走進(jìn)山東工學(xué)院（山東大學(xué)），開始了自己人生的最重要轉(zhuǎn)折，學(xué)習(xí)機(jī)械專業(yè)。畢業(yè)后又考到東北工學(xué)院（東北大學(xué)）讀研究生，學(xué)的也是機(jī)械專業(yè)流體機(jī)械及流體動(dòng)力工程。1985年畢業(yè)時(shí)分配到煤炭部，被分配到煤炭科學(xué)研究總院北京開采所，一干就是近四十年。
至今回想起幾十年來的經(jīng)歷，王國法非常感慨：“剛來的時(shí)候，作為非煤院校畢業(yè)的學(xué)生，我對煤炭也是一無所知。這些年，從不懂煤炭到成為煤炭開發(fā)專家，這也是我們這一代人比較有代表性的職業(yè)生涯模式?！?/span>
“就有一點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了我從小想當(dāng)科學(xué)家的夢想！”王國法笑著說。
在他的家鄉(xiāng)膠東半島，頂受人崇拜的就是科學(xué)和知識。這一點(diǎn)，在王國法父母身上也得以體現(xiàn)。“我父親在國營水產(chǎn)公司工作，長年在外。母親在家務(wù)農(nóng)，她非常勤勞，雖然不識字，但是一直非常重視我們讀書。她一直覺得‘只有讀書的人才有出息，才了不起’?！?/span>
受到家庭影響，少年王國法心里一直有個(gè)科學(xué)家情結(jié)。“我記得小學(xué)3年級開始寫作文。第一篇作文題目，就是‘你長大了想干什么’？我寫的是：長大要做科學(xué)家?！?/span>
盲目“去煤化”是行不通的
而今，成為科學(xué)家的王國法已然對煤炭行業(yè)了然于胸。
采訪時(shí)，我們提到了一個(gè)話題：俄烏沖突至今，能源成為全世界關(guān)注的焦點(diǎn)。煤炭作為傳統(tǒng)能源，在能源安全方面起到怎樣的作用？
“俄烏沖突長期化和復(fù)雜化，對全球能源與礦業(yè)體系產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。美國成功搶奪歐洲能源市場，并將能源安全與地緣政治綁定。在俄烏沖突中，美國能源獲利與歐洲能源窘境形成鮮明對比，警示我們能源安全的極端重要性?！蓖鯂ū硎?。
他還給我們舉了個(gè)數(shù)字：沖突導(dǎo)致今年以來全球“搶煤潮”頻現(xiàn)，歐洲三大港7月平均價(jià)格為380美元/噸左右，同比增長超350%，國際煤炭價(jià)格持續(xù)增長，其后一直處于價(jià)格上揚(yáng)通道。這個(gè)價(jià)格比我們國內(nèi)高了很多很多。
近年來，我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展和中等消費(fèi)群體增加，能源消費(fèi)的剛性需求不斷提升，對我國能源安全提出新要求。針對有人提出的“去煤化”，王國法認(rèn)為，盲目“去煤化”是走不通的。“在我國，新能源尚不能成為‘去煤化’后的能源主體。目前只有煤電，才是保障新能源穩(wěn)定發(fā)展的兜底保障能源?！?/span>
一方面，我國新能源裝機(jī)容量大幅增長，但其對氣候敏感性很高，具有不穩(wěn)定、間歇性的短板。“越是大力發(fā)展新能源，可靠的調(diào)峰電源在電力系統(tǒng)中起的作用就越大。從這點(diǎn)上說，煤電就是這可靠的調(diào)峰電源，是壓艙石，是穩(wěn)定器?！蓖鯂ū硎尽?/span>
從能源發(fā)展實(shí)踐來看，發(fā)達(dá)國家在碳達(dá)峰后主要依靠天然氣發(fā)電的靈活性，來解決新能源（風(fēng)能、太陽能等）的不穩(wěn)定性、間歇性。而我國天然氣對外依存度高達(dá)45%，滿足廣大人民群眾正常生活的供氣壓力比較大，目前尚不具備大力發(fā)展天然氣發(fā)電保障能源供應(yīng)的條件。
另一方面，發(fā)達(dá)國家用“低碳”概念遏制發(fā)展中國家發(fā)展，針對中國意圖十分明顯，包括歐洲設(shè)計(jì)的碳稅（碳邊際稅），企圖用碳稅等設(shè)計(jì)打壓中國和新興經(jīng)濟(jì)體的制造成本優(yōu)勢?！拔覀儜?yīng)當(dāng)充分認(rèn)識他們的這種意圖。所謂碳排放權(quán)，實(shí)質(zhì)就是發(fā)展權(quán)的博弈?！?王國法說，“基于我國能源資源稟賦和系統(tǒng)成本，在當(dāng)前的技術(shù)條件和裝機(jī)結(jié)構(gòu)下，煤電依舊是最經(jīng)濟(jì)可行、安全可靠的電力系統(tǒng)保障能源?！?/span>
科普煤炭，我們所不知道的另一面
在老百姓的印象中，煤炭就是一種黑乎乎的燃料。在王國法的科普下，我們逐漸認(rèn)識了煤炭的另一面。
“它是化工原料之母?！蓖鯂ㄕf，“煤炭作為可以清潔高效利用的最經(jīng)濟(jì)安全的能源和原材料，也是我國資源最豐富的一種能源和原材料，在下個(gè)百年內(nèi)仍將扮演重要角色?！?
從煤化工的開發(fā)前景來說，這樣的角色是多種多樣的。
“煤炭不僅是人類的火種，也是工業(yè)的糧食，煤炭被稱為‘烏金’，它能百變金身，造福人類。它可以高效轉(zhuǎn)化為油氣和石墨烯等系列高端煤基材料，可以作為航天器燃料和高科技產(chǎn)品的原材料。煤炭副產(chǎn)品也可以循環(huán)利用、‘吃干榨凈’。因此，煤炭既是燃料又是化工原料及油氣的補(bǔ)充能源?！蓖鯂ń榻B說，“煤制油是非常高品質(zhì)的油。我們航天器用的燃料就是煤制油，它比石油品質(zhì)更高。”
品質(zhì)一流的煤制油，為什么目前還沒有成為廣泛使用的普通燃料呢？
“這里有多方面的因素，首先煤制油投入較大，建設(shè)周期較長，目前全國年產(chǎn)規(guī)模只有930萬噸。另外還有政策層面的因素。所以現(xiàn)在煤制油主要是作為工業(yè)添加劑或者是高端的油品，作為普通燃料還不劃算。”王國法說，“將來，我們可以進(jìn)一步多途徑開發(fā)利用煤炭。通過煤化工的減碳固碳作用，以及二氧化碳的轉(zhuǎn)化利用等，前景非常廣闊。包括煤在地下的原位轉(zhuǎn)化技術(shù)，無論轉(zhuǎn)化成液體還是氣體，這樣的技術(shù)路徑目前已經(jīng)有了，就是成本和商業(yè)競爭力上還不劃算。”
而從能源利用的角度來說，煤炭還有很大的發(fā)展空間。“煤電如果進(jìn)一步與CCUS技術(shù)相結(jié)合，碳排放上也完全可以實(shí)現(xiàn)零排放。”
王國法用他的親身體會，給浙江的能源革命支了招。他說：“浙江我去過多次，對那里的能源家底也比較了解。浙江省是工業(yè)強(qiáng)省，傳統(tǒng)能源資源不占優(yōu)勢，不管是煤炭還是油氣，化石能源基本上很少。但浙江可以因地制宜在能源革命的制高點(diǎn)上發(fā)力。”
王國法認(rèn)為，一方面，浙江可以大力推進(jìn)新能源的發(fā)展，充分利用海岸線長、港口多、島嶼多的優(yōu)勢，發(fā)展海上風(fēng)電、太陽能、生物質(zhì)能、核電等新能源，推進(jìn)傳統(tǒng)能源與新能源耦合利用；同時(shí)，充分發(fā)揮浙江工業(yè)實(shí)力強(qiáng)和技術(shù)創(chuàng)新能力強(qiáng)的優(yōu)勢，加快開發(fā)新一代儲能和智慧能源技術(shù)裝備，推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型，推進(jìn)終端用能電氣化，并構(gòu)建起多能互補(bǔ)分布式能源系統(tǒng)。
“節(jié)能也是實(shí)現(xiàn)‘雙碳’戰(zhàn)略的重要途徑，發(fā)展?jié)摿薮??！蓖鯂ū硎?，“另一方面，浙江可以抓住?jié)能技術(shù)和相關(guān)產(chǎn)品發(fā)展的風(fēng)口，大力開發(fā)，引領(lǐng)潮流?！?
煤礦智能化，讓煤炭工人更有體面地工作
1978年春節(jié)前，王國法收到了大學(xué)錄取通知書。正好也是貼春聯(lián)的時(shí)候，學(xué)校老師寫了一副春聯(lián)送到他家：“喜送子女踏新程，笑迎新人創(chuàng)奇篇?！?/span>
從走出村子那一刻起，離家在外44年，王國法沒有辜負(fù)家鄉(xiāng)父老的殷切期望。他努力學(xué)習(xí)勤奮工作，不斷提升著我國煤炭機(jī)械化水平，以技術(shù)創(chuàng)新書寫了一段我國煤炭開采從落后于人到領(lǐng)跑世界的傳奇篇章。
讓他引以為傲的，是不僅把原來世界上最著名的一些煤機(jī)巨頭擠出了中國市場，而且也讓他們喪失了在國際市場的競爭優(yōu)勢。
一年365天，王國法有200多天都是在外出差。而他去得最多的，就是一線礦區(qū)。有時(shí)在礦上一待，就是一個(gè)多月。
“第一次下煤礦時(shí)，要跳到斜井皮帶機(jī)上跟著走。到了目的地得趕緊往下跳離皮帶，對于第一次下井的新人來說，還真是害怕。”采訪時(shí)，王國法告訴我們，“所以我的一生都在努力做好一件事，就是為煤礦研發(fā)更好的開采技術(shù)和裝備，讓煤礦工人坐在辦公室，更體面、更有尊嚴(yán)地工作?！?
讓王國法感到欣慰的是，經(jīng)過這么多的努力和研發(fā)，我國煤炭行業(yè)不斷淘汰落后產(chǎn)能，持續(xù)提高產(chǎn)業(yè)集中度。2000年左右，全國年產(chǎn)煤10億噸、擁有大大小小煤礦共7-8萬個(gè)；如今，全國年產(chǎn)煤40多億噸，煤礦已逐步縮減至4000多個(gè)。與此同時(shí)，通過建設(shè)大型的現(xiàn)代化煤礦，現(xiàn)在煤礦工人的模樣和工作環(huán)境都發(fā)生了根本性變化。
“井下的作業(yè)基本為機(jī)械化和自動(dòng)化，大多數(shù)固定崗位實(shí)現(xiàn)無人值守，智能化采掘工作面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，下井工人主要是巡檢和輔助作業(yè)?！蓖鯂湴恋卣f，“一些智能化煤礦還實(shí)現(xiàn)了工人穿西服打領(lǐng)帶，坐在地面調(diào)度指揮中心控制地下采煤。采煤不再是體力活，而是技術(shù)活了！”
這一切，都跟王國法倡導(dǎo)的智能化礦山有關(guān)。在他的構(gòu)想里，未來我們要在人工智能、大數(shù)據(jù)等高算力需求的GPU、NPU芯片，高吞吐量的網(wǎng)絡(luò)通信芯片，高精度的模擬前端和模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片都實(shí)現(xiàn)自主制造，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的工業(yè)軟件、設(shè)計(jì)軟件，突破井下高精度傳感、通信（GPS、高精度傳感器）、充電等技術(shù)短板，真正實(shí)現(xiàn)井下采煤自主感知、智能生產(chǎn)。
“我們提出智能礦山愿景，首先是敢想，同時(shí)也是基于發(fā)展規(guī)律和實(shí)踐的基礎(chǔ)，去進(jìn)行新的創(chuàng)新實(shí)踐?！蓖鯂ㄕf，“現(xiàn)代社會知識更新日新月異。我經(jīng)常鼓勵(lì)年輕人要敢于想象，因?yàn)橄胂罅κ莿?chuàng)新的觸發(fā)器，沒有想象力就很難創(chuàng)新。但是我說的想象，不是空想空談，還得實(shí)干。這種實(shí)干是在基于現(xiàn)實(shí)的基礎(chǔ)上不斷學(xué)習(xí)、持之以恒，這樣才有可能實(shí)現(xiàn)重大創(chuàng)新?！?
智能化礦山建設(shè)需要?jiǎng)?chuàng)新，更需要人才。“現(xiàn)代礦業(yè)是需要高科技支撐的產(chǎn)業(yè)，包括我們發(fā)展的礦山智能化，它是新一代信息技術(shù)與采礦技術(shù)的融合，需要多學(xué)科人才?！蓖鯂ㄕf。
令他感到高興的是，這幾年已經(jīng)有越來越多的高端人才投身煤炭行業(yè)，包括來自清華大學(xué)、上海交通大學(xué)等著名985高校的博士。比如他帶的其中一個(gè)煤炭開采院年輕團(tuán)隊(duì)，博士已經(jīng)占到80%以上。
這個(gè)可喜的變化，讓王國法堅(jiān)信，煤炭的安全綠色智能化開發(fā)和清潔高效利用一定會有更加美好的未來。
來源：天目新聞
