前言

在低碳經(jīng)濟(jì)背景下，露天煤礦積極開(kāi)展低碳項(xiàng)目，目前露天煤礦的節(jié)能減排已取得良好的低碳效益。但露天煤礦碳排放水平無(wú)量化研究，對(duì)露天礦的低碳發(fā)展起到了制約作用。本書(shū)對(duì)露天煤礦碳排放量核算方法和碳減排途徑進(jìn)行研究。

筆者通過(guò)對(duì)露天煤礦生產(chǎn)過(guò)程的分析，認(rèn)為露天煤礦主要有五個(gè)碳排放源：直接源燃油(柴油，汽油）、炸藥、逸散、自燃和間接源電力。炸藥指爆破引起的碳排放，逸散指由于開(kāi)采活動(dòng)對(duì)煤層結(jié)構(gòu)造成破壞導(dǎo)致賦存溫室氣體釋放到大氣中，自燃指采煤工作面和排土場(chǎng)中煤自燃引起的碳排放。在目前已有的相關(guān)研究基礎(chǔ)上，分別給出了燃油、炸藥、逸散、自燃和電力的碳排放因子。基于炸藥的基本原理，明確了炸藥碳排放因子計(jì)算方法：碳平衡法和B-Wilson法，并計(jì)算了露天煤礦中常用炸藥的碳排放因子。

本書(shū)分別以能源消耗和露天開(kāi)采生產(chǎn)環(huán)節(jié)為主線，構(gòu)建了露天煤礦碳排放量初步核算模型和基于生產(chǎn)環(huán)節(jié)的露天煤礦碳排放量核算模型。露天煤礦碳排放量初步核算模型按照五類碳排放源構(gòu)建�；�于生產(chǎn)環(huán)節(jié)的露天煤礦碳排放核算模型按照生產(chǎn)環(huán)節(jié)為主，初步核算模型為輔的原則，分為穿孔、爆破、采裝、破碎、運(yùn)輸、排土、輔助、逸散、自燃九個(gè)部分構(gòu)建。

采用基于露天煤礦碳排放量初步核算模型，結(jié)合安家?guī)X、黑岱溝、伊敏河、布沼壩等國(guó)內(nèi)具有代表性的露天煤礦統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和采用的開(kāi)采工藝系統(tǒng)，分析了六種生產(chǎn)工藝系統(tǒng)的碳排放水平。同時(shí)通過(guò)情境假設(shè)法應(yīng)用基于生產(chǎn)環(huán)節(jié)的露天煤礦碳排量核算模型比較不同工藝系統(tǒng)的碳排放水平。所得結(jié)論為：剝離環(huán)節(jié)為單斗—卡車工藝時(shí)，采煤工藝的碳排放水平由高到低為坑底自移半連續(xù)工藝、單斗—卡車工藝、坑底破碎&地面破碎半連續(xù)工藝、端幫破碎半連續(xù)工藝、地面破碎半連續(xù)工藝，單斗—卡車工藝優(yōu)于部分半連續(xù)工藝的原因是碳排放核算中計(jì)入了電力間接碳排放源；運(yùn)輸和采裝是露天煤礦碳排放量的最大來(lái)源，約占總量的80%。

當(dāng)溫室效應(yīng)累積年限不同時(shí)，政府間氣候變化報(bào)告中三種主要溫室氣體的全球增溫潛勢(shì)值不同，以2010年安家?guī)X露天煤礦為例，核算當(dāng)累積年限分別為20、100和500年時(shí)的碳排放量，表明累積年限對(duì)露天煤礦碳排放量的影響較弱，不超過(guò)1%。在此基礎(chǔ)上研究了基于時(shí)效性的露天煤礦碳排放量核算方法，將溫室效應(yīng)分?jǐn)偟酱媪羝趦?nèi)，得到對(duì)應(yīng)的計(jì)算公式。與傳統(tǒng)方法相比，很好的反映了溫室效應(yīng)的時(shí)效性。仍以安家?guī)X為例，應(yīng)用時(shí)效性方法所得n年碳排放量小于傳統(tǒng)方法所得值。

最后，提出了露天煤礦碳減排的主要途徑，包括工藝轉(zhuǎn)型、節(jié)電節(jié)油、降低柴油和電力碳排放因子等。針對(duì)剝離為單斗-卡車工藝，采煤為單斗-卡車工藝和四種不同形式的半連續(xù)工藝，對(duì)工藝、電力、柴油三類碳減排途徑的碳減排量進(jìn)行了核算和分析，對(duì)露天煤礦的低碳發(fā)展有良好的指導(dǎo)價(jià)值。

本書(shū)是集體研究的結(jié)果，感謝中國(guó)礦業(yè)大學(xué)姬長(zhǎng)生教授、李小林老師、韓流博士、周爽碩士、姚國(guó)棟碩士等的幫助，感謝山西大學(xué)田新豹老師。同時(shí)感謝在參考文獻(xiàn)中列出的以及沒(méi)有列出的所有給予我啟發(fā)的研究成果的專家學(xué)者！

本書(shū)從兩個(gè)角度提出了露天煤礦碳排放量核算方法，并進(jìn)行了應(yīng)用研究，首次提出基于時(shí)效性的露天煤礦碳排放量核算方法，并且提出了露天煤礦的碳減排主要途徑。鑒于研究者的水平所限，書(shū)中錯(cuò)誤之處難免，歡迎同行及讀者提供寶貴的意見(jiàn)，請(qǐng)與我聯(lián)系，電子郵箱為：zhangzhenfang@sxu.edu.cn。

張振芳

2015.12.25