■ 本报通讯员 林德海

当前，我国处于工业化快速发展的关键时期，能源需求持续增长，产业结构偏重、能源结构偏煤的状况，实现根本改变还需要一个过程。国家能源集团在发挥能源供应“稳定器”与“压舱石”作用的同时，面临着煤矸石、粉煤灰固废处置难的困境。作为集团所属研发机构的低碳院，紧紧围绕集团公司核心产业绿色低碳转型和战略性新兴产业培育，通过自主研发核心技术，集成创新应用技术，为“无废集团”建设提供战略性、基础性、示范性科技支撑。

构筑创新基石 推动人才技术体系深度融合

低碳院对煤炭产业助力“双碳”目标实现具有专业的行业见解：“双碳”目标实现和新质生产力的培育发展，机遇就蕴藏在煤基固废资源化利用中。低碳院积极响应集团公司“无废集团”建设试点工作要求，组织团队编制《科技支撑“无废集团”建设试点工作方案》，明确以高水平科技研发支撑“无废集团”高质量建设的“三步走”策略。

汇聚高水平科技人才队伍。“固废”处置研发团队拥有20名专职研发人员，其中国家领军专家3人，国家级、集团级青年科技创新人才2人，博士及高级职称人员比例达80%。熟悉集团产业、厚植技术积淀和热爱环保事业是这支队伍的特点，也是支撑集团公司固废处置事业高质量发展的坚实基础。

构建适合集团公司的技术路径。低碳院承担科技创新项目“无废集团建设路径与固废煤基矿用材料技术开发”，针对煤电化运全产业链特点，形成“1144”固废内循环技术体系，即以煤、电、化、运横向“1”体化产业为基础，构建纵向“1”体的解决方案，即煤矿地下充填、地面沉陷区回填、地表生态修复材料、地上工程基建“4”大场景，聚焦固废资源化、规模化、生态化、低碳化“4”大利用要素，为集团内产业公司开展因地制宜的固废利用方案。

打通国际合作通道，积极参与全球固废治理对话。作为世界粉煤灰协会委员与美国、欧洲等国建立常态化交流机制，主编的《多源固废能源化》白皮书在国际电工委员会（IEC）发表，将中国固废治理经验推向世界，并与弗劳恩霍夫协会在新能源固废利用方向开展合作，拓展固废治理的技术边界。

截至目前，低碳院在固废领域累计承担国家级、省部级、集团课题60余项，申请专利210项，发布国内外标准10余项，在国际知名期刊发表论文80余篇，6项技术在煤矿、电力、铁路等产业实现应用，获得第二十一届中国专利奖银奖、国务院国资委中央企业熠星创新创意大赛一等奖、省部级科技奖多项，形成“基础研究—技术开发—工业应用”全链条创新能力。

突破关键技术 构建以需求场景为导向的攻坚之路

在美丽中国建设、低碳绿色转型的大背景下，集团公司作为全球最大的火电企业，固废处置面临着产量大、覆盖面更广和治理更难的新形势。困扰集团公司的最核心问题是以煤矸石、粉煤灰为主的煤基固废稳定的消纳场景。目前，集团公司在用矸石山53座、灰场135座，总库容已不足三分之一，通过规模化、低成本的固废资源化技术应用，在集团公司可控场景内实现固废利用，是解决当前固废处置困境的“金钥匙”。

在煤矿用材料利用方向，低碳院开发一系列煤基矿用材料，开拓年消纳千万吨以上的固废消纳场景。膏体充填技术可应用于煤矸石等固废回填采空区，解决地表塌陷、固废污染、资源浪费三大难题。低碳院开发的新型充填材料，性能满足28天抗压强度达到8兆帕以上，凝结时间5至60分钟可调的超高性能。2024年12月，在第三方实验现场，完成了10吨级充填材料管道输送实验，结果证明，低碳院开发的固废基充填材料具有良好的力学和输送性能，有效增加固废用量，成本降低20%以上。针对煤矿日常生产场景，低碳院开发的以粉煤灰、煤矸石为主要原料的固废基注浆加固、固废基喷浆地坪等材料，在平庄、神东、国神等多个煤矿实现应用，解决长期依赖传统水泥材料的难题，实现矿井安全与效益的双重提升。

在煤基固废土壤化利用方向，低碳院基于煤基固废与土壤的亲缘属性，锚定“煤来土往”这一理念方向，致力于煤基固废土壤化利用的路径构建。先后完成从实验室技术开发到全应用、再到市场推广三个阶段的工作，依次回答煤基固废制土壤修复改良材料“能不能”“好不好”“行不行”三个问题。开发的煤基硅肥具有酸碱缓冲、重金属钝化、营养缓释增效等效果，使作物增产水稻增产30%以上。围绕集团公司煤炭开采沉陷区、电厂灰渣场、新能源基地等产业场景，低碳院连续开发粉煤灰硅肥、煤矸石人工土、气化渣有机肥等技术，为煤基大宗工业固废的资源化加生态化利用提供“国能方案”。

在煤基固废的高值化方向，低碳院超前部署关键矿产提取技术研究方向。镓和锗等金属被称为“半导体工业的粮食”，是军事、能源、通讯等领域的关键材料。煤炭在悠长的地质历史长河中，萃聚镓、锗等多种稀有金属元素，品位媲美传统金属矿产。低碳院基于准能和平庄的关键矿产资源禀赋，开展镓、锗赋存状态研究，启动高选择性浸出、提取和纯化关键技术开发，努力构建煤炭电力保障、油品保障之外的第三路径——关键矿产保障。

构建协同处置合作模式 汇聚科技创新合力

固废利用面临着生态安全风险、技术验证与场景匹配的三大难题，面临着“无验证不敢用、缺场景难优化”的“鸡与蛋”的无解循环，低碳院依托集团公司国家重大工程示范项目构建应用场景，聚焦行业优势力量，着力突破技术验证与生态风险防控“瓶颈”，为能源行业固废处置提供可借鉴的协同创新方案。

在新疆、内蒙古等地区，因基建强度大、运距远等限制，难以通过建材化利用消纳大宗固废，哈密、榆林、鄂尔多斯等煤制油重大项目都面临着气化渣处置的难题，而利用率不低于50%是生态环境部批复项目的硬性要求。如果没有妥善的技术方案，将严重影响项目推进的速度。针对煤矿化工一体的特性，低碳院承担新疆哈密能源化工的科技项目，与哈密公司深入合作，协同构建“煤来渣往”的消纳路径，项目实施过程中汇集重大工程中可研、环评单位及生态环境部等相关单位力量，邀请生态环境部主管部门，以及新疆维吾尔自治区有关单位的行业专家等20余人赴哈密召开“煤来渣往”论证会，形成可行的技术研究方案，为走通气化渣在煤矿回填技术路线方面奠定坚实基础。

2024年，“京津冀环境综合治理”等国家重大科技专项陆续发布。2024年12月12日，中央经济工作会议首次提出制定“固体废物综合治理行动计划”，2025年全国两会再次强化“制定固体废物综合治理行动计划”“积极推进美丽中国先行区建设”的工作要求。低碳院正在构建政—企—学—研—用协同的攻关模式，推动“无废集团”科技创新协同合作模式。

2025年是“十四五”规划收官之年，也是“十五五”规划谋篇布局之年。在“无废集团”两年建设期验收之际，集团公司进一步提出“建立固废资源化统一协调机制，研究制定固废资源循环利用行动方案”的工作要求。低碳院将在集团党组的坚强领导下，深化科技体制改革，赋能生态环境领域科技创新，大力弘扬科学家精神，想在前面、干在前头，与子分公司兄弟单位精诚合作、携手共进，助力早日实现“无废集团”建设目标，为美丽中国建设提供国能方案。