院士王国法：让智能化煤炭开采领跑全球

王国法，1960年8月生于山东省文登县。中国工程院院士，煤炭开采技术装备与智能矿山工程专家，现任中国煤炭科工集团（煤炭科学研究总院）首席科学家。

随着中国北方地区大面积集中供暖开启，冬季用煤高峰期已经来临。党的二十大报告提出，在“积极稳妥推进碳达峰碳中和”方面，深入推进能源革命，加强煤炭清洁高效利用。作为传统能源的煤炭，其开发利用现状如何？“去煤化”是否可行？日前，天目新闻记者在北京采访了中国工程院院士王国法。

王国法是我国煤炭开发和智能矿山领域科技领军者和战略科学家，至今奋战在科研一线。

近40年来，他走遍全国所有矿区，率领团队破解了一个又一个煤炭开采装备技术难题，改变了我国煤炭领域安全生产面貌。

王国法的厉害之处还在于：从当初的进口综采设备消化吸收起步，在他的主持带领下，我国煤炭综采设备不仅逐步实现了百分之百国产化，还出口到了美国、德国、澳大利亚、俄罗斯、印度等世界主要产煤国家。

近年来，作为中国煤炭科工集团首席科学家，他组建了46个煤矿智能化主导专业方向的优势创新团队，布局到煤矿智能化的各个细分领域，目标是让智能化开采领跑全球。

采访时，他办公室挂着的一副书法，给我们留下了深刻的印象：植根基层、放眼世界，立足实践、创新发展，为学以道而至上，为人以德而至高。

“我是2017年当选院士的。我属于典型的一线科研人员出身。”王国法说，“两位老院士专门为我写了一首词书法，其中两句：苍天不负飞鸿志，水到渠成。实至来名，更上层楼向从容。我把它挂在办公桌前，一直激励着我在科技创新和服务国家战略的道路上不断前行。”

从小的梦想，长大当个科学家

在煤炭界，人们津津乐道于王国法的一系列技术装备创新：世界最大采高的8.2米超大采高综采和20米特厚煤层综放，是他主持设计研发的；世界最小采高的0.6-1.3米薄煤层智能化综采，是他率队攻关突破的；世界最大倾角的55°大倾角综采装备，还是在他手里诞生的。

“我们很多技术，国外是没有的。比如：20米以上特厚煤层，我们提出了放顶煤开采的方式，实现了20米特厚煤层的全世界首次高效放顶煤开采。项目获得国家科技进步一等奖。”王国法骄傲地说。

更绝的是，早在上世纪90年代初，他首次提出了液压支架与围岩“强度耦合、刚度耦合、稳定性耦合”的“三耦合”原理和设计方法。“一个支架，就是一两千吨的支撑能力。我们现在用液压支架在工作面形成一个钢铁长廊，把工人保护在里面。”王国法告诉我们，“这样一来，不仅从结构创新上实现了支架与围岩的智能耦合控制，还让煤炭行业的安全生产面貌得到了完全改变。”

因为技术创新，他33岁获得国务院特殊政府津贴，至今先后6次获国家科技进步奖。

你绝对想不到，当初他是从非煤院校的非煤专业毕业分配到煤炭科学研究总院北京开采所的。又有谁能想到，40多年前，他也曾经是一个迷茫的青年。

1960年8月，王国法出生于山东省文登县农村。兄弟姐妹四人，他排行老三。尽管从小学习成绩优异，1977年6月高中毕业后他还是回到了农村，在生产队干起了农活。

那年10月，偶然从村里的广播听到全国恢复高考的消息，王国法非常高兴。“我们那时既兴奋又不知如何应对，照常参加生产队劳动、下地干农活。”王国法说，“直到考前两周，公社的中学才组织我们进行复习。”

1977年12月10日，王国法骑着自行车赶到15公里外的文登三中参加高考。放榜时，他是全公社当年应届近400名毕业生中唯一考上本科的。

1978年3月，他走进山东工学院（山东大学），开始了自己人生的最重要转折，学习机械专业。毕业后又考到东北工学院（东北大学）读研究生，学的也是机械专业流体机械及流体动力工程。1985年毕业时分配到煤炭部，被分配到煤炭科学研究总院北京开采所，一干就是近四十年。

至今回想起几十年来的经历，王国法非常感慨：“刚来的时候，作为非煤院校毕业的学生，我对煤炭也是一无所知。这些年，从不懂煤炭到成为煤炭开发专家，这也是我们这一代人比较有代表性的职业生涯模式。”

“就有一点，实现了我从小想当科学家的梦想！”王国法笑着说。

在他的家乡胶东半岛，顶受人崇拜的就是科学和知识。这一点，在王国法父母身上也得以体现。“我父亲在国营水产公司工作，长年在外。母亲在家务农，她非常勤劳，虽然不识字，但是一直非常重视我们读书。她一直觉得‘只有读书的人才有出息，才了不起’。”

受到家庭影响，少年王国法心里一直有个科学家情结。“我记得小学3年级开始写作文。第一篇作文题目，就是‘你长大了想干什么’？我写的是：长大要做科学家。”

盲目“去煤化”是行不通的

而今，成为科学家的王国法已然对煤炭行业了然于胸。

采访时，我们提到了一个话题：俄乌冲突至今，能源成为全世界关注的焦点。煤炭作为传统能源，在能源安全方面起到怎样的作用？

“俄乌冲突长期化和复杂化，对全球能源与矿业体系产生深远影响。美国成功抢夺欧洲能源市场，并将能源安全与地缘政治绑定。在俄乌冲突中，美国能源获利与欧洲能源窘境形成鲜明对比，警示我们能源安全的极端重要性。”王国法表示。

他还给我们举了个数字：冲突导致今年以来全球“抢煤潮”频现，欧洲三大港7月平均价格为380美元/吨左右，同比增长超350%，国际煤炭价格持续增长，其后一直处于价格上扬通道。这个价格比我们国内高了很多很多。

近年来，我国经济持续高质量发展和中等消费群体增加，能源消费的刚性需求不断提升，对我国能源安全提出新要求。针对有人提出的“去煤化”，王国法认为，盲目“去煤化”是走不通的。“在我国，新能源尚不能成为‘去煤化’后的能源主体。目前只有煤电，才是保障新能源稳定发展的兜底保障能源。”

一方面，我国新能源装机容量大幅增长，但其对气候敏感性很高，具有不稳定、间歇性的短板。“越是大力发展新能源，可靠的调峰电源在电力系统中起的作用就越大。从这点上说，煤电就是这可靠的调峰电源，是压舱石，是稳定器。”王国法表示。

从能源发展实践来看，发达国家在碳达峰后主要依靠天然气发电的灵活性，来解决新能源（风能、太阳能等）的不稳定性、间歇性。而我国天然气对外依存度高达45%，满足广大人民群众正常生活的供气压力比较大，目前尚不具备大力发展天然气发电保障能源供应的条件。

另一方面，发达国家用“低碳”概念遏制发展中国家发展，针对中国意图十分明显，包括欧洲设计的碳税（碳边际税），企图用碳税等设计打压中国和新兴经济体的制造成本优势。“我们应当充分认识他们的这种意图。所谓碳排放权，实质就是发展权的博弈。” 王国法说，“基于我国能源资源禀赋和系统成本，在当前的技术条件和装机结构下，煤电依旧是最经济可行、安全可靠的电力系统保障能源。”

科普煤炭，我们所不知道的另一面

在老百姓的印象中，煤炭就是一种黑乎乎的燃料。在王国法的科普下，我们逐渐认识了煤炭的另一面。

“它是化工原料之母。”王国法说，“煤炭作为可以清洁高效利用的最经济安全的能源和原材料，也是我国资源最丰富的一种能源和原材料，在下个百年内仍将扮演重要角色。”

从煤化工的开发前景来说，这样的角色是多种多样的。

“煤炭不仅是人类的火种，也是工业的粮食，煤炭被称为‘乌金’，它能百变金身，造福人类。它可以高效转化为油气和石墨烯等系列高端煤基材料，可以作为航天器燃料和高科技产品的原材料。煤炭副产品也可以循环利用、‘吃干榨净’。因此，煤炭既是燃料又是化工原料及油气的补充能源。”王国法介绍说，“煤制油是非常高品质的油。我们航天器用的燃料就是煤制油，它比石油品质更高。”

品质一流的煤制油，为什么目前还没有成为广泛使用的普通燃料呢？

“这里有多方面的因素，首先煤制油投入较大，建设周期较长，目前全国年产规模只有930万吨。另外还有政策层面的因素。所以现在煤制油主要是作为工业添加剂或者是高端的油品，作为普通燃料还不划算。”王国法说，“将来，我们可以进一步多途径开发利用煤炭。通过煤化工的减碳固碳作用，以及二氧化碳的转化利用等，前景非常广阔。包括煤在地下的原位转化技术，无论转化成液体还是气体，这样的技术路径目前已经有了，就是成本和商业竞争力上还不划算。”

而从能源利用的角度来说，煤炭还有很大的发展空间。“煤电如果进一步与CCUS技术相结合，碳排放上也完全可以实现零排放。”

王国法用他的亲身体会，给浙江的能源革命支了招。他说：“浙江我去过多次，对那里的能源家底也比较了解。浙江省是工业强省，传统能源资源不占优势，不管是煤炭还是油气，化石能源基本上很少。但浙江可以因地制宜在能源革命的制高点上发力。”

王国法认为，一方面，浙江可以大力推进新能源的发展，充分利用海岸线长、港口多、岛屿多的优势，发展海上风电、太阳能、生物质能、核电等新能源，推进传统能源与新能源耦合利用；同时，充分发挥浙江工业实力强和技术创新能力强的优势，加快开发新一代储能和智慧能源技术装备，推动能源转型，推进终端用能电气化，并构建起多能互补分布式能源系统。

“节能也是实现‘双碳’战略的重要途径，发展潜力巨大。”王国法表示，“另一方面，浙江可以抓住节能技术和相关产品发展的风口，大力开发，引领潮流。”

煤矿智能化，让煤炭工人更有体面地工作

1978年春节前，王国法收到了大学录取通知书。正好也是贴春联的时候，学校老师写了一副春联送到他家：“喜送子女踏新程，笑迎新人创奇篇。”

从走出村子那一刻起，离家在外44年，王国法没有辜负家乡父老的殷切期望。他努力学习勤奋工作，不断提升着我国煤炭机械化水平，以技术创新书写了一段我国煤炭开采从落后于人到领跑世界的传奇篇章。

让他引以为傲的，是不仅把原来世界上最著名的一些煤机巨头挤出了中国市场，而且也让他们丧失了在国际市场的竞争优势。

一年365天，王国法有200多天都是在外出差。而他去得最多的，就是一线矿区。有时在矿上一待，就是一个多月。

“第一次下煤矿时，要跳到斜井皮带机上跟着走。到了目的地得赶紧往下跳离皮带，对于第一次下井的新人来说，还真是害怕。”采访时，王国法告诉我们，“所以我的一生都在努力做好一件事，就是为煤矿研发更好的开采技术和装备，让煤矿工人坐在办公室，更体面、更有尊严地工作。”

让王国法感到欣慰的是，经过这么多的努力和研发，我国煤炭行业不断淘汰落后产能，持续提高产业集中度。2000年左右，全国年产煤10亿吨、拥有大大小小煤矿共7-8万个；如今，全国年产煤40多亿吨，煤矿已逐步缩减至4000多个。与此同时，通过建设大型的现代化煤矿，现在煤矿工人的模样和工作环境都发生了根本性变化。

“井下的作业基本为机械化和自动化，大多数固定岗位实现无人值守，智能化采掘工作面实现自动化，下井工人主要是巡检和辅助作业。”王国法骄傲地说，“一些智能化煤矿还实现了工人穿西服打领带，坐在地面调度指挥中心控制地下采煤。采煤不再是体力活，而是技术活了！”

这一切，都跟王国法倡导的智能化矿山有关。在他的构想里，未来我们要在人工智能、大数据等高算力需求的GPU、NPU芯片，高吞吐量的网络通信芯片，高精度的模拟前端和模数转换芯片都实现自主制造，拥有自主知识产权的工业软件、设计软件，突破井下高精度传感、通信（GPS、高精度传感器）、充电等技术短板，真正实现井下采煤自主感知、智能生产。

“我们提出智能矿山愿景，首先是敢想，同时也是基于发展规律和实践的基础，去进行新的创新实践。”王国法说，“现代社会知识更新日新月异。我经常鼓励年轻人要敢于想象，因为想象力是创新的触发器，没有想象力就很难创新。但是我说的想象，不是空想空谈，还得实干。这种实干是在基于现实的基础上不断学习、持之以恒，这样才有可能实现重大创新。”

智能化矿山建设需要创新，更需要人才。“现代矿业是需要高科技支撑的产业，包括我们发展的矿山智能化，它是新一代信息技术与采矿技术的融合，需要多学科人才。”王国法说。

令他感到高兴的是，这几年已经有越来越多的高端人才投身煤炭行业，包括来自清华大学、上海交通大学等著名985高校的博士。比如他带的其中一个煤炭开采院年轻团队，博士已经占到80%以上。

这个可喜的变化，让王国法坚信，煤炭的安全绿色智能化开发和清洁高效利用一定会有更加美好的未来。

来源：天目新闻  记者 梁建伟 沈爱群 侴雪妍