何满潮
当全球气候治理的号角响彻云霄，一场关乎人类未来的绿色变革正在磅礴展开。2020年9月22日，中国在第七十五届联合国大会上宣布：力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和目标，这既是我国对国际社会的庄严承诺，也是实现高质量发展的内在要求。同时，也意味着中国作为世界上最大的发展中国家，将用全球历史上最短的时间实现碳达峰到碳中和，完成全球最高碳排放强度的降幅。在这场时间与排放的赛跑中，一条独具中国特色、面向未来的技术路径正悄然浮现——它深藏于大地之下，源自对废弃矿井的智慧唤醒，更凝结着一位中国科学家数十载的潜心求索与使命担当。他，就是中国科学院院士、隧道工程灾变防控与智能建养全国重点实验室主任、中国岩石力学与工程学会理事长何满潮。
一、时代命题：碳中和征途上的封存困局与战略破局
实现“双碳”目标，是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革。优化能源结构、升级产业体系、创新绿色技术……行动路径明确而多元。然而，当目光聚焦于钢铁、水泥、化工等难以完全脱碳的“硬骨头”行业时，国际共识指向了碳捕集、利用与封存（CCUS）技术，尤其是“封存”环节，被视为实现净零排放不可或缺的“最后一环”与安全基石。
中国的挑战尤为严峻。目前我国年排放量超过100亿吨CO2，要想在本世纪中叶实现碳中和，至少需要建设8~10亿吨/年封存能力的国家体系。然而截至目前，全国在运行的封存项目总能力不足500万吨/年，远低于目标要求，且空间布局高度不均、成本控制能力有限。更棘手的是“空间错配”：高排放源密集于中东部，而理论上适宜的传统封存地——如西部盆地深层咸水层——却远在千里之外。而倘若照搬国外基于特定地质构造的经验，在中国难以规模化复制。
破局之路何在？答案或许不在遥远的未知之地，而在我们脚下正在累积的“负资产”中。随着能源结构调整，大批煤矿完成历史使命，进入关闭期。到2030年，预计全国废弃矿井将达1.5万个。这些看似沉寂的采动空间，在科学家眼中，却是一座座潜在的“地下储碳宝库”。初步估算，其可形成高达近百亿立方米的巨大空间资源，蕴藏着支撑亿吨级封存体系的惊人潜力。将“负担”转化为“资源”，化“旧空间”为“新载体”，成为极具中国特色的战略机遇。
二、智者拓荒：何满潮院士的岩体力学世界与工程哲学
把握这一机遇，需要非凡的远见与颠覆性的技术。作为我国工程岩体力学领域的旗帜性人物，何满潮院士的科研生涯始终与国家重大战略需求同频共振。他长期致力于深部岩体力学与灾害控制研究，其理论成果支撑了众多大型能源工程的安全建设。在他身上，既有科学家探求未知的深邃静气，又有工程师解决实际问题的务实锋芒。他常说：“科技创新关乎行业发展、关乎国家安全。”这种厚重的使命感，驱使他带领团队不断将前沿基础研究与国家紧迫需求相结合。面对煤炭行业转型升级与碳中和的双重压力，他敏锐地将目光投向了井下空间的可控利用。传统的采矿方式（如“121工法”）在留下宝贵空间的同时，也因岩层非平衡沉降导致空间密闭性差、利用率低，如同碎裂的容器，难以满足高标准封存要求。何院士带领团队，历经十余年攻关，提出了基于110/N00新型采矿工法构建碳封存空间的创新模式（110/N00CSS，图1）。“110工法”即无煤柱自成巷开采技术，是何院士提出的“切顶短臂梁”理论为指导，采用恒阻锚索对巷道顶板加强支护，通过切顶卸压自动形成一条回采巷道，把采煤与掘进统一起来，做到回采一个工作面只需掘进一条回采巷道，将传统的一面双巷变成一面单巷，取消了区段煤柱，实现了无煤柱开采。2016年2月，“110工法”被写入《国务院关于煤炭行业化解过剩产能实现脱困发展的意见》，成为国家层面主推的项目之一。“N00工法”是在“110工法”的基础上，把采煤与掘进两套工序彻底统一起来，由掘进一条回采巷道变为不需要掘进回采巷道，实现“N”个工作面开采，结束了要出煤必须先掘进回采巷道的历史。2016年6月，“N00工法”及关键装备写入《中国制造2025-能源装备实施方案》，成为未来10年进行技术攻关的煤炭采掘装备之一。
这项被誉为“煤炭开采第三次技术变革”，核心在于“无煤柱自成巷”与“采掘一体化”，不仅极大提高了开采安全性与效率，节约了宝贵资源，更关键的是，它们通过主动控制围岩力学行为，能够塑造出大体积、高完整性、强密闭性的地下空间。这无异于从“被动遗留破损空间”转变为“主动建造理想容器”，为二氧化碳的高效安全封存提供了前所未有的地质工程基础。
三、中国方案：亿吨级CO2封存的创新蓝图与核心优势
基于“110/N00工法”这一“空间建造术”，何满潮院士团队前瞻性地提出了构建亿吨级CO2封存体系的“中国方案”。该方案旨在开发一条空间适配性强、封存控制性好、部署经济性高的煤矿采动空间封存新路径，系统性地破解传统路径面临的“量能不足、区位错配、成本高昂”三大瓶颈。
空间适配，破解区位困局：该方案直接瞄准山西、陕西、内蒙古、山东、安徽等煤炭资源区与高排放行业重叠区域。采动空间与碳源地理耦合度高，可极大缓解“西存东排”的输送压力，显著降低管道建设的巨额投资与运营风险，使封存设施的布局更贴近需求，更具现实操作性。安全可控，奠定百年之基：利用“110/N00工法”形成的稳定、封闭性好的扰动空间单元，结合精准的地质力学建模与监测技术，能够实现对封存体完整性、密闭性的长期评估与监控。相较于传统不确定性的地质构造封存，这种“人工建造+精准评估”的模式，为封存安全加装了双重保险，确保二氧化碳被永久、安全地禁锢于地下。
协同增值，激活经济引擎：该模式绝非简单的“一注了之”，而是致力于构建“封存-利用-收益”的闭环生态（图3）。它可以与矿井绿色退出、煤基固废（如煤矸石、粉煤灰）规模化充填、地下空间储能（如储气）、甚至利用微生物将CO2转化为甲烷等资源化技术相耦合。这意味着，封存过程不仅能处理二氧化碳，还能协同处理固体废物，并可能产生能源副产品或生态效益，变单纯的成本支出为具有潜在经济效益的综合解决方案，从根本上破解CCUS技术“叫好不叫座”的推广难题。
从基于平衡开采理论的地下空间精准建造，到形成可直接灌注封存的集约化空间，再到与多种资源化利用途径的协同集成。这是一幅兼具工程雄浑与科技精妙的战略路线图。
四、未来已来：引领变革的召唤与合作共赢的序章
“以煤为基、以矿为体、以封为策、以用为先”，何满潮院士用十六字概括了这一战略路径的精髓。它并非对传统能源路径的简单延续，而是基于中国国情的一次深刻的能源-环境系统重构，是“摸着石头过河”闯出的自主创新之路。
构建世界首个以采矿扰动空间为核心的亿吨级CO2封存体系，不仅是中国实现碳中和目标、保障能源安全与产业转型的战略突破口，更将是中国为全球气候治理，特别是为煤炭资源丰富的国家提供的一套可复制、可推广的原创性技术方案，是中国在全球绿色科技竞争中获得领先地位、提升话语权的关键支点。
宏伟的蓝图已然绘就，从科学构想走向工程现实，需要汇聚更广泛的力量。这涉及地质勘查、工程设计、装备制造、监测预警、运营管理、金融支持、政策标准等多个环节的系统性推进。何满潮院士作为这一前沿方向的先行者与理论技术奠基人，与其团队正以开放的姿态期待与有志之士共同携手，将深邃地下的空间，转化为通向净零未来的绿色长廊，共同铸就中国乃至全球碳中和进程中的里程碑。
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