国是全球最大的能源消费国和生产国，能源是我国经济繁荣和可持续发展的前提与重要支撑，经济的可持续发展与能源的需求紧密相关。2021年我国煤炭消费占一次能源消费的56%左右，从近年来的煤炭消费占比可知，我国煤炭消费占比虽然在逐年降低，但是煤炭消费总量仍然逐年增大。习近平总书记多次强调：“富煤贫油少气是我国的国情，以煤为主的能源结构短期内难以根本改变”，这说明我国煤炭消费占比在相当长一段时间内仍占主导作用。煤炭保障了我国能源安全与经济的高质量发展，图1为我国近17年的煤炭产量、煤炭百万吨死亡率和国内生产总值（GDP）的发展趋势。从图1中可以看出，我国的煤炭百万吨死亡率逐年降低，从2005年的2.76降低至2021年的0.044，相对减少了62.73倍；我国的煤炭产量呈波动变化，总体呈增加趋势，从2005—2014年持续增长，从2014—2016年煤炭产量有所下降，2016年后煤炭产量又有所反弹，2005—2021年煤炭产量总体相对增加了1.92倍；我国GDP总量也在逐年增大，从2005年的18.73万亿增至2021年的114.4万亿，相对增大了6.11倍。

我国主体能源的高质量发展是保障我国能源安全的重要前提，是实现能源产业可持续发展的根本，同时也是关系国家经济社会发展的全局性和战略性问题。基于我国能源资源的禀赋特征和碳达峰与碳中和（以下简称“双碳”）目标的背景，我国能源安全的高质量发展必须走“清洁、高效、安全、可持续”的科学发展道路，呼唤主体能源安全智能精准开采和绿色清洁高效利用，引领能源安全、绿色、低碳的长期发展。在“双碳”目标的背景下，煤炭作为我国主体能源，要按照绿色低碳的发展方向，对标实现碳达峰、碳中和目标任务，立足国情、控制总量、兜住底线，有序减量替代，推进煤炭消费转型升级，而“双碳”目标的规划也对我国主体能源安全的保障带来了新要求。同时，国际局势动荡，新冠肺炎疫情及俄乌冲突等不确定因素加大了国际能源的市场波动，全天候的能源保障和供给成为能源行业发展的重要目标。基于当前的国际形势和能源背景，实现“双碳”目标需要大力发展新能源，而根据谢和平等研究表明，新能源消费占比提升到49%，至少需要30年的时间。由此可知，新能源在未来相当长的时期内无法取代常规能源，以国内相对富裕的煤炭为主是保障国家能源安全的现实选择，煤炭在我国能源安全基础性保障地位短期内难以根本改变，是我国能源安全的压舱石。

近年来，党和国家高度重视我国主体能源的创新发展，先后成立了多个国家重点实验室、国家工程研究中心等研究机构，专门从事煤炭工业科技的创新研究。本文是笔者在近5年内承担和参加的科学技术部、国家能源局和中国工程院等资助的项目研究过程中，基于对我国主体能源发展取得的成就和面临的挑战的分析，对我国主体能源安全高质量发展的思考，以期为我国“双碳”目标的实现和能源经济的稳步发展提供参考。

我国主体能源创新发展成就显著

在党和国家的大力支持下，经过几代人的努力和创新，我国主体能源的发展在6个方面取得了显著的成就，为我国主体能源安全的高质量发展奠定了坚实的基础。

成就1：经过几代人的努力，我国初步形成了以煤炭资源勘探技术为核心的煤矿地质保障体系。我国在煤炭资源勘探方面形成了以“地震主导-多手段配合-井上下联合”的勘探方法，其中以高分辨三维地震勘探技术为核心，构建了综合立体式物探技术。该技术由于其精度高、成本低和探测速度快的特点，在我国煤炭资源勘探方面得到了广泛的应用，显著提升了我国煤炭综合勘查的效率。基于综合立体式的煤炭勘探技术，我国初步形成了井上下一体和采前采中相互协同作用的煤矿地质保障技术体系。

成就2：基于20多年的艰难探索，我国煤与瓦斯共采技术达到国际领先水平。我国煤与瓦斯共采技术方法主要包括三大类——巷道法煤与瓦斯共采、留巷钻孔法无煤柱煤与瓦斯共采、地面钻井法煤与瓦斯共采，三类技术方法适用于不同开采条件煤层。其中地面钻井法煤与瓦斯共采技术较为常用，其主要包括煤气共采的“淮南模式”和先抽后采的“晋城模式”，“淮南模式”的煤与瓦斯共采技术主要适用于复杂地质条件的低透气性煤层群的卸压开采、采动区临近层的卸压瓦斯抽采和采空区瓦斯抽采，“晋城模式”的煤与瓦斯共采技术主要适用于地质构造简单和渗透性较高的坚硬煤层。

成就3：经过对基础理论的深入探索和大量的工程试验研究，我国煤矿典型动力灾害风险判识和监控预警技术取得重大进展。笔者团队围绕“煤矿典型动力灾害风险判识和监控预警技术”这一重大关键科学问题，以冲击地压和煤与瓦斯突出这两种典型动力灾害为抓手，开展了冲击地压和煤与瓦斯突出的灾变机理及监测预警系统平台的研究。研究结果阐明了冲击地压和煤与瓦斯突出的多场耦合诱发机制，并基于此构建了多元海量信息的大数据分析与挖掘的监控预警模型和云平台。该项成果已被国家矿山安全监察局应用到国家煤矿安全生产风险监测预警系统中，实现了对3300余座矿井安全监测数据的联网与预警。

成就4：经过数十年的发展，我国在综合采掘技术与成套装备的研发方面获得重大进展，并基于此在智能开采技术及装备方面也取得历史性突破。自“十五”以来，经过20多年的发展，我国在全煤层开采技术和装备方面取得重大突破。针对薄煤层开采，开创了0.8—2.0m的全自动化无人开采薄煤层刨煤机安全高效开采技术模型，实现了高瓦斯或突出煤层的安全高效开采。针对厚煤层开采，研发了浅埋煤层8.8m一次采全高综采关键技术与成套装备，成功研制了14—20m的特厚煤层大采高综采关键技术与成套装备，显著提高了我国煤层开采效率和采收率。经过持续的科研攻关，我国成功研制了智能化、无人化的开采技术及成套装备。2013年，在黄陵一号煤矿的1001工作面首次开展了智能化开采的现场试验工作，试验效果显著。在黄陵一号煤矿试验成功的基础上，我国已有近千个采煤工作面推进实施了智能化、无人化开采技术，使我国在煤矿开采方面初步实现了“有人巡视，无人值守”的全自动化开采模式。

成就5：历经20余年的科研攻关，我国在煤炭高效清洁利用与煤基清洁能源高效转化技术方面取得显著进步。在燃煤发电技术方面，成功研制出了百万千瓦级600℃超超临界燃煤发电技术和成套装备，新型燃煤发电技术在减煤降碳方面效果显著，大幅提升了我国燃煤电厂的热能利用率，该设备已在全国推广应用。在低浓度瓦斯燃烧利用方面，成功研制了全球首套3%—9%煤矿低浓度瓦斯安全稳定燃烧装置，入选了国家能源局2021年度能源领域首台（套）重大技术装备项目清单。该设备的成功研制标志着我国自主创新实现了1%—100%全浓度的甲烷利用。基于降碳增效发展方向的背景，我国大力发展煤基能源高效转化利用技术，建成了全球单体规模