煤炭零碳开发关键基础理论与技术路径探析

摘要

“双碳”战略背景下，探索煤炭零碳开发路径对保障能源安全与绿色低碳转型具有重要意义.本研究以能源系统协同优化、瓦斯资源化抽采、CO2封存与生态碳汇为核心，构建了“减碳-替代-封存-循环”四位一体的技术体系.基于多学科理论融合与晋陕蒙矿区实证，系统解析了该技术体系的实施路径、协同机制与适配边界，明确了煤炭零碳开发从理论验证向规模化推广的潜在路径.研究表明：能源系统协同优化通过多能互补与智能调度，显著提升可再生能源消纳能力与系统弹性；瓦斯抽采结合碳市场机制，实现从灾害治理向“资源回收-碳减排”双目标转型；CO2封存采用采空区功能性充填与化学矿化协同方案，为井下空间资源化利用开辟新途径；生态碳汇通过地貌重塑与耐逆植被配置，形成采动区碳汇功能提升的可行方案.该体系为煤炭开发近零排放提供了系统解决路径，未来需重点突破复杂地质封存安全评估、技术经济性优化与标准体系构建等关键瓶颈，为煤炭行业融入新型能源体系提供系统性参考.

关键词

煤炭零碳开发 / 协同优化 / 碳封存 / 生态碳汇 / 技术体系