前言

在低碳經(jīng)濟背景下，露天煤礦積極開展低碳項目，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量化研究，對露天礦的低碳發(fā)展起到了制約作用。本書對露天煤礦碳排放量核算方法和碳減排途徑進行研究。

筆者通過對露天煤礦生產(chǎn)過程的分析，認為露天煤礦主要有五個碳排放源：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，逸散指由于開采活動對煤層結(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�；�于炸藥的基本原理，明確了炸藥碳排放因子計算方法：碳平衡法和B-Wilson法，并計算了露天煤礦中常用炸藥的碳排放因子。

本書分別以能源消耗和露天開采生產(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、運輸、排土、輔助、逸散、自燃九個部分構(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、布沼壩等國內(nèi)具有代表性的露天煤礦統(tǒng)計數(shù)據(jù)和采用的開采工藝系統(tǒng)，分析了六種生產(chǎn)工藝系統(tǒng)的碳排放水平。同時通過情境假設(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，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入了電力間接碳排放源；運輸和采裝是露天煤礦碳排放量的最大來源，約占總量的80%。

當(dāng)溫室效應(yīng)累積年限不同時，政府間氣候變化報告中三種主要溫室氣體的全球增溫潛勢值不同，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年時的碳排放量，表明累積年限對露天煤礦碳排放量的影響較弱，不超過1%。在此基礎(chǔ)上研究了基于時效性的露天煤礦碳排放量核算方法，將溫室效應(yīng)分攤到存留期內(nèi)，得到對應(yīng)的計算公式。與傳統(tǒng)方法相比，很好的反映了溫室效應(yīng)的時效性。仍以安家?guī)X為例，應(yīng)用時效性方法所得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，對工藝、電力、柴油三類碳減排途徑的碳減排量進行了核算和分析，對露天煤礦的低碳發(fā)展有良好的指導(dǎo)價值。

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

本書從兩個角度提出了露天煤礦碳排放量核算方法，并進行了應(yīng)用研究，首次提出基于時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，書中錯誤之處難免，歡迎同行及讀者提供寶貴的意見，請與我聯(lián)系，電子郵箱為：zhangzhenfang@sxu.edu.cn。

張振芳

2015.12.25