能源与环境（青岛）国际联合实验室： 致力于服务国家能源开发和环境保护

□张晓帆许梦婷赵倩

“在未来较长的时期内，煤炭是我国战略性支柱能源，但它是不可再生能源，作为科技工作者要大胆创新，一方面要积极研发新的技术手段，突破煤炭开采的瓶颈，提高资源开采率；另一方面，要另辟新径，积极开发新能源，改善我国现有能源结构。”日前，在青岛国际院士港的能源与环境（青岛）国际联合实验室内，何满潮院士介绍着该实验室的功能。

中国科学院院士何满潮是我国矿山工程岩体力学专家，主要从事矿山岩体大变形灾害控制理论和技术研究。近年来，他突破常规采煤方法，创新性地提出了“Ｎ００工法”，大大提高了资源利用率，降低了煤炭开采成本，被誉为煤炭开采探索的第三次技术变革。２０１６年，何满潮被授予全国杰出科技人才奖；２０１７年，获得全国创新争先奖。

能源与环境（青岛）国际联合实验室于２０１７年５月２４日在青岛国际院士港建立，研究方向主要为雾霾防治工程、深地灾害预测系统、立体（三维）新能源网络系统。实验室运行机制为“筛选项目—强化研究—助推产业化”，即：从国际联合实验室国内外成员单位中，筛选具有市场前景的高科技项目；在国际联合实验室进行重点展示，并进行以市场转化为导向的强化和完善研究；对进入市场的项目进行长期技术跟踪，助推项目在市场中持续健康发展。

２０１８年，实验室拟启动的首批具有产业化前景的项目有：地下中子能电站项目、深地灾害预测预警项目、深海灾害预测预警项目。

“根据我国能源发展规划，风能、水能、太阳能和核能等非化石能源在能源消耗总量的占比到２０２０年将达到１５％，到２０３０年将达到２０％。但是，这些非化石能源不存在短时期内提供我国能源消耗总量约３０％的可能。与此同时，我国石油、天然气等资源的存储量有限，目前已经严重依赖进口，为了能源的安全，国家不会大规模提高石油、天然气的能源占比。”院士团队负责人介绍，地下中子能电站项目拟寻找一种全新的清洁能源（地下中子能），使其具备提供我国能源消耗总量３０％的可能性。

据介绍，地下中子能电站是指利用地下空间提供场所，采用高能中子轰击燃料，并以热电联供的形式提供能量供给的新型电站。相对于传统核电技术，地下中子能电站具有以下优势：燃料储量充足、燃料高效利用、电价成本低（每度电价不到１角钱）、地下预先处置、圈层冗余防护、安全性高。

“地下中子能电站项目的有效推进，能够降低煤炭资源的消耗，改善我国的能源结构，解决雾霾等环境问题；能够提升国家能源的独立性，保障国家能源安全；能够颠覆传统的核电技术，实现核废料的再利用；能够促生新的产业，培育新的经济增长点。”院士团队负责人介绍。

对于深地灾害预测预警项目，何满潮介绍说：“深部地质灾害主要指与发震构造有关的地震灾害和与地下深部滑面有关的滑坡灾害。深地灾害预测预警项目基于‘牛顿力突降，灾变发生\’的科学现象，证明两个块体相对运动的核心问题是构造带（面）上的牛顿力变化。在此基础上，建立了基于牛顿力变化测量的双体灾变力学模型，并提出牛顿力的测量方法。”

该项目致力于研发具有超常性能新材料和相应的一体化控制技术，为提出深部地质灾害发生的前兆信息，探索深部地质灾害致灾机理和预测预报方法，提升我国的地球科学国际战略地位作出贡献。据悉，何满潮的深地灾害预测预警技术已经成功预测了１１起滑坡，抢在了时间的前面，避免了一次又一次重大的人员伤亡和财产损失。

随着海底勘探和资源开发进入更深的水域，深海滑坡可能发生在浅海、近岸带到大陆架以及远洋深处的整个海域环境内。目前，已在全世界的海上石油地区记录到了多个对海底工程形成危害的海底滑坡。另外，在快速沉积地区以及含气沉积层中，也容易出现海底结构基础失稳现象。虽然已知海床失稳可以由地震、风暴潮、高压气液喷出等诱发，但是变形破坏的精确原因或发生时间是很难确定的，目前还没有经验方法评估特定区域可能的故障敏感性或用于监测可能导致海床发生故障的方法。

深海灾害预测预警项目拟研制的海底灾害综合观测系统，能够在最大水深１５００米海底，实现连续１２个月工程地质原位长期立体观测，内容包括海底沉积物工程性质指标参数与超孔隙水压力累积状况、海底地形侵蚀淤积变化过程、海水动力条件。观测数据实时远程传输至服务器，同时自容存储在海底观测装置上。

据介绍，海底灾害综合观测系统总体结构由三部分组成：坐落海底的观测仪器及其搭载平台、位于海面的观测数据中继传输浮标、远程观测数据管理服务器与客户端。院士团队研制的观测设备，可应用于南海北部陆坡深水区复杂工程地质条件研究，认识海底地质灾害形成的机理，为深海石油开发及其它工程活动的地质环境安全保障提供技术支持，推进深海工程地质原位观测技术发展与实际应用。

“力争５年内，将国际联合实验室打造成国家级重点实验室或国家级工程中心。”何满潮说。除了国内相关领域的学术研究单位外，来自美国、巴西、意大利和韩国等多家学术研究单位加入成为能源与环境（青岛）国际联合实验室的理事单位，共同助力实验室的建设发展，为我国能源开发和环境治理服务。

?国际地质灾害大数据监测预警中心

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