新技术的出现让地下煤火“变害为宝”

据新华社报道，1月17日，中国矿业大学地下煤火研究小组与中国、美国、澳大利亚、德国等多个研究机构合作，攻克了将燃煤地区的热能转化为电能等清洁能源的关键技术。这有利于每年白白燃烧的数亿吨地下煤炭资源的再利用。那么，什么是地下煤火呢？危险吗？如何利用黑色技术将热能转化为电能？

*乌宗达克火区遗址(照片来源:北京日报)

什么是地下煤火？据《新华日报》报道，煤矿井下火灾是一种常见现象。它是人为因素或煤田自燃形成的煤田火灾和矿井火灾。根据中国矿业大学的研究统计，中国只有内蒙古、宁夏和*有燃烧面积超过720平方公里的煤田。

那么，这些燃烧的地下煤火有害吗？如果是，危害有多大？地下煤火有两种危险。据《北京日报》报道，一方面，它们破坏了生态环境。地下煤炭燃烧，向空气中释放成千上万吨的烟尘和有害气体。据统计，每年只有地下煤火产生世界二氧化碳排放量的1/10。它产生的有害化学物质，如硫化物和PM2.5，污染空气、土地和水，严重危害人体健康。煤火引起的地表高温会破坏土壤生态，导致植被枯萎死亡，加剧土壤侵蚀和荒漠化，甚至引发森林火灾。

另一方面，它危及采矿安全。据《北京日报》报道，煤炭火灾造成的塌陷和采空区严重影响了原煤的开采过程和安全，导致资源堵塞，甚至引发矿难。同时，它将导致潜在的地质灾害。浅部煤层和煤柱将被燃烧，形成燃烧空区，导致地面出现燃烧裂缝和塌陷坑。

虽然烧煤可能会造成巨大的灾难，但它产生的热能也是巨大的。这种能量应该如何使用？据《科技日报》报道，从2016年起，中国矿业大学周福宝教授提出了利用地下燃煤热能的新概念，开发了从分布式煤田火区提取热能的热能发电新技术，并利用热电材料将地下燃煤热能直接转化为清洁电能。

那么，到底是怎么做到的呢？《科技日报》介绍，该设备主要由两部分组成:取热系统和温差发电系统。散热系统由置于钻孔中的铝管和铝管中的导热介质组成；温差发电系统采用温差发电的形式，利用硅油提取的热量在发电片的热端产生高温，并与与散热水箱接触的冷端形成温差，从而达到发电的目的。该技术在热电转换过程中具有无额外能量输入、无污染、无噪音、设备体积小、安全可靠的优点。目前，第四代产品的研发已经完成，煤火区单孔产生的最大功率达到2105瓦，火区提取的热能达到181.6千瓦。(张茜)

本文由中国科学传播研究所副研究员卜勇进行了科学验证。目前，专家的主要研究领域是健康、环保、水利、节能、气象、人工智能、脑科学和认知科学。

文章最初的标题是“地下煤火有害吗？”新技术实现“化害为宝”

地下煤火有害吗？新技术实现“化害为宝”