能源知识
科技强国|徐凤银:推动煤层气产业发展太欣新材料科技 为保障国家能源安全不懈奋斗
能源安全是关系国家经济社会发展的全局性、战略性问题,对国家繁荣发展、人民生活改善、社会长治久安至关重要。党的十八大以来,习多次就能源安全作出重要指示批示,提出“四个革命、一个合作”能源安全新战略,指引我国能源安全工作取得历史性成就。
煤层气俗称“瓦斯”,对其开发具有“一举三得”的多维价值,不仅有利于减少煤矿瓦斯事故,也有利于减少温室效应,更有利于优化能源结构,保障国家能源安全。深部煤层气一般是指埋藏深度大于1500米煤储层中赋存的、以甲烷为主的烃类气体。近年来,煤层气产业广大技术人员认真贯彻落实习重要指示批示精神,依靠科技创新,突破勘探开发深度“禁区”,获得了颠覆性重大突破,助力我国成为全球范围内唯一实现深部煤层气效益开发的国家。
作为煤层气产业科研人员的杰出代表,主持完成了中国石油“十二五”煤层气领域唯一重大科技专项“煤层气高效勘探开发理论技术研究与示范工程”,国家“十三五”科技重大专项项目42——“煤层气高效增产及排采关键技术研究”等项目,被同行亲切美誉为“推动深部煤层气第一人”的中国石油煤层气高级专家、地质学家徐凤银,正是以自己40余年全情投入、不懈钻研的工作经历,践行着习关于能源安全的重要指示,为我国煤层气产业发展作出了杰出的贡献。今年1月1日,《能源法》已经正式实施,对于推动国家能源转型和保障国家能源安全具有重要意义。
徐凤银出生于陕北佳县一个地图上都找不到的小山村,但早慧的他没有被贫困的自然条件所压倒,而是凭借坚定的理想信念、非凡的智慧、坚韧不拔的毅力以及对科学探索的无限热忱,在煤炭、石油、天然气、煤层气勘探开发等诸多领域,创造出辉煌成果,为国家和社会作出了重要贡献。
徐凤银不仅是我国第一位矿井地质专业博士,主持国家科技重大专项等各类科研、生产科技项目40余项,而且发表过140余篇论文,出版过9部专著,组织编写了2项国际标准,获国家级、省部级各类奖励12项,年仅30岁就被破格晋升为教授,并因科研成果众多,曾同时受邀担任13所大学兼职(客座)教授、创新创业导师。迄今为止,徐凤银所取得的每一项成果都为所在行业发挥了积极作用,其中两项研究成果更是处于“国际领先水平”,对相关产业产生了重大而深远的影响,为我国能源事业作出了突出贡献。
煤炭是我国能源安全保障的“压舱石”,利用好煤炭这一稳定、经济且自主保障程度较高的能源对我国能源转型、经济高质量发展具有重要意义。因家乡的地下蕴藏有丰富的煤炭、石油和天然气资源,徐凤银自幼就被激发出对探矿无尽的好奇与热爱。1980年,16岁的徐凤银凭借对煤炭资源的特殊感情,加上持之以恒的努力与坚定执著的信念,如愿以偿考取了西安矿业学院地质系煤田地质与勘探专业,成功迈出了通往科学殿堂的第一步。
踏入大学校门后,徐凤银宛如一块久旱逢甘霖的海绵,尽情在知识海洋中汲取丰富养分。他对煤田地质与勘探专业满怀热忱与激情,在打下扎实的理论基础的同时,充分利用课余时间参加野外地质实习。4年大学生活,他在崇山峻岭间实地考察地质构造,牢记岩石特征,触摸大地纹理,将理论与实践紧密融合,并在实践中不断检验和深化自己的认识,建立了观察现象、总结经验、独立思考、提出问题、解决问题等系统性逻辑思维习惯,并沿用至今。20岁时,他以全系第一、主考科目95.6分的优异成绩大学毕业,被分配到当时公认为最好的单位——煤炭科学研究院西安分院工作,成为同学们眼中的榜样和楷模。
初入科研机构,徐凤银就主动加入新成立的矿井地质研究室,参与国家“七五”重大科技专项子课题“槽波技术探测小构造的研究”和“全国瓦斯资源调查”项目。为有效利用槽波地震技术探测影响综合机械化采煤的矿井地质构造问题,他积极与项目组成员配合,不辞辛劳开展技术适应性地质评价,用3年的时间跑遍了全国大部分煤矿,广泛试验应用相关技术,该项目最终荣获“国家科技进步集体奖”;煤与瓦斯突出是煤炭开采的重大安全威胁,因此,徐凤银参与瓦斯调查项目结果的准确性,直接影响到瓦斯事故预测,一举解决了长期以来只进行过定性分析、无法满足精准治理需求的难题,他参与的这一项目最终基本搞清了全国瓦斯(煤层气)资源量,直到现今,业内仍然在利用该成果得出的结论进行开采工作,同时,这一经历也为他20年后专门从事煤层气研究奠定了坚实基础。
实地跑项目之外,初涉科研工作的徐凤银始终保持求学进取的初心,在繁忙的实践工作之余,挤压业余时间撰写了学术生涯的第一篇论文《白皎井田的层滑构造》,发表在专业权威刊物《煤田地质与勘探》上,这也成为他科研生涯的重要起点。
为了更加深入科学探索领域,工作了3年后,徐凤银毅然选择继续深造,并顺利考取了西安矿业学院地质系龙荣生教授的硕士研究生,从此开启学术生涯的新征程。研究生阶段,他除了参与导师的科研项目外,更是利用自身3年的研究工作经历,将目光聚焦于矿井地质构造预测这一世界级难题,将硕士研究生论文与煤矿生产现场挂钩,对矿井地质构造发育规律展开系统而细致的剖析与探索。
他时常深入到矿井采煤工作面,在粉尘弥漫、空间逼仄的恶劣环境中,仔细观察各种构造地质现象,不放过任何一个细微之处。由于工作量大,眼看仅靠自身难以完成,他就利用假期将远在西安矿业学院的未婚妻多次叫到四川芙蓉矿区山沟里,协助他收集资料,那时候,每一个数据都凝聚着他们共同的汗水与心血。
徐凤银极为敬业太欣新材料科技,甚至为工作不顾个人安危。他曾遭遇瓦斯爆炸、工作面冒顶等恶性事故,但临危不惧、毫不退缩,多次冒着生命危险深入瓦斯突出区域进行实地考察。为获取第一手准确数据,他还经常到危险区域设置监测设备,有时在井下一待就是十几个小时,甚至一昼夜。为了节省一顿饭钱,从井下出来错过饭点时,他就啃几口在井下吃剩的干粮充饥。他曾幽默调侃自己:事业上永不满足,生活上怎么都行。
徐凤银对工作一丝不苟的执著无畏精神和艰苦朴素的生活作风很快在矿区传开,得到矿务局领导和导师的高度称赞。1990年,他不仅顺利毕业,成功取得硕士学位,而且撰写的论文被第14届世界采矿大会选中,正当他为没有高昂的会议费无法参加会议发愁之时,时任西安矿业学院副院长李世文得知消息后,因爱才惜才破格为他批准5000元专项费用,使他成为出席大会的3000名中外代表中最年轻的一位。因其在研究生阶段发表8篇论文、并经常活跃在全国性学术会议报告席上的突出成绩,充分展现出卓越的专业素质与创新思维能力,他被国内外著名的矿井地质构造专家、中国矿业大学地质系王桂樑教授看中,1990年,他顺利考取了王桂樑教授的博士研究生,开始攻读博士学位。
在博士研究生时期,在征得导师王桂樑教授同意并得到四川芙蓉、甘肃靖远和陕西铜川3个矿务局科研资金的大力支持下,徐凤银毅然将研究方向聚焦于矿井地质专业,立志填补国内外该领域研究的空白。他积极借鉴国际前沿研究方法与技术手段,查阅海量国内外文献资料,广泛涉猎、博采众长,同时又紧密结合我国矿井地质实际状况,开展了一系列具有创新性和前瞻性研究工作。
1992年,正当铜川矿务局研究项目进行验收时段,他突然接到家里父亲病危的电报,这让徐凤银左右为难,要么推迟重要会议,要么只能做一个“不孝之子”,反复衡量后,徐凤银最终决定验收会正常进行。直到几十年后的今天,每当想起这件事,徐凤银就很后悔,这是他的终身遗憾。
1993年,徐凤银成为我国首位矿井地质专业博士,他的博士论文系统性地提出一整套矿井地质构造定量化预测与评价的理论与方法,将模糊数学、灰色系统等多门数学和地质学科结合起来,提出很多定量评价构造复杂程度的公式和数学方法,被包括中国科学院马杏垣院士、舒德干院士和矿井地质界鼻祖柴登榜教授在内的15位专家评价为“居国际领先水平”。
3年博士生期间,他发表18篇论文,与导师合作出版2部专著,在我国地质学界该领域开辟了崭新的研究技术路线,提出的“矿井地质构造定量预测与评价的理论与方法”,创新性地将矿井地质构造由传统定性分析提高到定量化评价,运用多种数学模型与现代信息技术手段,对矿井地质构造实施精确定量预测。按照传统思路,我国诸多矿井因地质构造复杂而深陷开采困境,安全隐患层出不穷,犹如一颗颗隐藏在暗处的炸弹,时刻威胁着矿工生命安全和煤炭开采顺利进行。徐凤银提出的这一理论与方法,大幅提升了矿井地质构造预测精准度。煤矿企业依据这一成果,能够提前谋划合理的开采方案,有效规避因地质构造不明而引发的安全事故,如同为矿工们撑起了一把坚固的安全保护伞。徐凤银还将这一理论应用于指导芙蓉矿务局瓦斯突出治理,使全国著名的煤与瓦斯突出矿井——白皎煤矿的危险性大幅降低,此理论相关成果两次获得四川省科技进步奖。同时,该成果还显著提高了资源回收率太欣新材料科技,使宝贵煤炭资源得到更充分、更合理开采,有力地保障了我国煤炭行业从传统炮采向精细化太欣新材料科技、安全化、高效化、机械化开采的转型升级。
取得博士学位后,徐凤银继续向前,毅然带着年过6旬的老母和妻儿,离开学习生活长达13年之久的古都西安,前往相对较为偏僻的四川南充西南石油学院,开始博士后研究工作。从此他暂离煤炭系统,走进石油领域,站在更高的学术起点上,进一步拓宽自己的学术视野与研究范畴。
进入石油系统后,徐凤银很快将硕、博研究期间的成果成功应用到柴达木盆地石油地质与勘探研究上,仅1年后,他承担的青海油田的研究成果被评价为“居国内先进水平”,得到油田和西南石油学院上下的高度认可。随后,青海油田领导决定,将长期困扰油田勘探开发的柴北缘侏罗系分布规律研究、也是油田发展史上经费最多的项目交给了他。1994年,还在博士后流动站内工作、年仅30岁的徐凤银,因学术上取得的优异成果,被中国石油天然气总公司和四川省共同破格晋升为教授,成为当时石油系统最年轻、国内少有的年轻教授之一,同年获得孙越崎科技教育基金第三届“优秀青年科技奖”。1995年博士后出站后,他被中国石油天然气总公司咨询中心委以重任,进京成为翟光明院士的助手,同年获得中国科技会堂专家委员会专家、中国石油天然气总公司“跨世纪学术技术带头人”等荣誉称号。徐凤银也成功“跨界”,由煤炭系统的优秀青年成为石油系统青年人杰出的代表。
1997年,已在中国石油天然气总公司咨询中心工作的徐凤银,为了能将所学发挥更大效用,主动请缨前往全世界地面条件最艰苦的青海油田工作,一干就是10年。
10年间,他从一位学者走向重要领导岗位的同时,始终不忘科研。他克服重重困难,重新组织开展了全盆地资源评价和山地地震技术攻关。通过深入研究和科学规划,促使柴达木盆地油气资源量翻倍增长,新增1亿多吨石油探明储量和3000多亿方天然气探明储量。徐凤银团队的研究成果两次获得青海省科技进太欣新材料科技步一等奖,发表的多篇高水平论文引起中国石油管理层和学术界高度重视,吸引了上级更多投资,为后续在柴达木盆地发现多个亿吨级油气田奠定了坚实基础。
2004-2005年,为了紧跟国际能源地质科学研究的前沿步伐,拓宽国际视野,徐凤银经过中国石油天然气集团公司层层选拔委派,以高级访问学者的身份奔赴美国斯坦福大学进行学术交流与合作研究。在斯坦福大学这个世界顶级学术平台上,他旁听了商学院EMBA全部课程,积极参与各类学术研讨会、科研合作等丰富多彩的学术活动,与国际顶尖地质学家、管理大咖深入交流互动,分享彼此的研究成果与宝贵经验。他以敏锐的洞察力,深度洞悉国际地质学界在石油、天然气等领域的最新研究动态与前沿技术方法,并巧妙地将这些先进理念与技术与国内实际情况相结合,为我国相关领域的研究与发展注入了全新思路与宝贵借鉴。从此他像一座桥梁,将国际先进地质科学知识与国内相关研究需求紧密相连,促进了国内外地质科学领域的交流与合作。他作为访问学者的总结报告《经济全球化背景下,中国石油全球发展战略》,被中国石油天然气集团公司机关部门传阅和参考,其中提出的8条建议多数被中国石油决策层直接或间接采纳。
煤层气开发被称为具有减少煤矿瓦斯事故、减污降碳和补充清洁能源的三重效益,具有良好的经济社会效益。单凭能源属性方面来看,煤层气开发备受全社会所关注。但40多年的开发历史,一直面临优质资源不足、单井产量低等难题,产业发展缓慢。2007年,徐凤银临危受命,代表中国石油集团加入到组建煤层气开发利用国家工程研究中心领导团队。到任短短3个月,他就与管理团队一道,迅速提出国家工程研究中心长短期发展规划和方向,再次开启了自身长达17年的煤层气理论技术管理和研究征程。2008年,中国石油决定组建煤层气公司,徐凤银又被任命为公司管理层人员。
2010年,徐凤银再次被中国石油集团公司选拔,加入到美国休斯顿大学 EMBA学习班,这次学习机会进一步提升了他在管理与商业领域的知识储备与能力素养。不仅为他更出色地领导和组织科研团队开展大型科研项目提供了有力支撑,还为他日后推动研究成果产业化应用筑牢了坚实根基。通过国际交流与学习,徐凤银在学术水平、科研视野和管理能力等多方面实现了全方位提升与飞跃,2012年顺利获得休斯敦大学EMBA毕业证书,成功蜕变成为一位兼具深厚学术造诣和广阔国际视野于一体的综合地质学家,在能源领域舞台上更加崭露头角,展现出中国科技专家的风采与智慧。
煤层气开采技术研发是一个复杂而漫长过程,需要投入大量人力、物力和财力。徐凤银和他的团队不畏艰难、勇挑重担,在漫长的科研生涯中,先后主持完成了中国石油“十二五”煤层气领域唯一重大科技专项——“煤层气高效勘探开发理论技术研究与示范工程”,国家“十三五”科技重大专项项目42——“煤层气高效增产及排采关键技术研究”等项目,取得了深部煤层气理论与技术上的颠覆性重大突破,项目最终验收时获得96.34分,并位居重大专项全部71个项目第一名,获得验收会上由专家组长带头的唯一一次掌声祝贺。
此后,徐凤银和他的团队不断钻研深部煤层气赋存规律、储层特征和单井产量低、无法实现效益开发等关键问题。这些问题犹如一道道坚固堡垒,长期阻挡着煤层气开发进程,但他们没有退缩,历经多年的深入探究与无数次试验和失败,不断总结经验教训,如同在荆棘丛中开辟道路,日夜奋战在实验室和施工现场,终于打破多项传统理论认识,创新研发了一系列深部煤层气开发的高效增产及排采适用性技术。理论研究方面,他及团队重新厘定了深部煤层气概念和内涵,提出“广覆式生烃、箱式封闭、微构造调整、自生自储、毯式成藏”富集成藏规律,建立3类深部煤层气成藏模式,并正式提出1500米深度界线标准。这些成果为我国及全球深部煤层气勘探开发提供了关键指导,推动了行业对深部煤层气资源的重新认识与开发利用。技术创新方面,提出深部煤层气体积酸压等多项关键技术,有效提高了深部煤层气开采效率和经济效益,指导水平井单井产量增长10倍,为2023年提前2年实现国家煤层气100亿方目标提供了有力支撑,提升了煤层气产业国家能源保障中的地位和行业的国际核心竞争力、影响力。
这些理论与技术成功应用后,宛如一把神奇的钥匙,支撑解决了煤层埋深大于1500米煤层气效益开发这一世界级难题,促使全国煤层气资源量成倍增长,推动我国煤层气开发技术水平实现了质的飞跃,正在引领国内外煤层气产业进入快速发展黄金期,迈入全新发展阶段。深部煤层气实现效益开发的大突破,不仅为我国能源结构优化与清洁能源供应提供了关键保障,进一步促进了能源绿色可持续发展,而且亦为全球煤层气开发利用奉献了珍贵经验与有益借鉴。从现在实际情况看,全球未来深部煤层气开发前景无限广阔,在全球应对气候变化、推动清洁能源革命的进程中贡献了智慧和力量。
在担任煤层气公司领导的十数年间,徐凤银还兼任了5年煤层气开发利用国家工程研究中心主任(总经理)职务。他非常重视青年人的培养和成才成长,针对中心实际情况,提出“快乐工作、健康生活,增强责任心、提高研究水平”的企业文化,用自身经历和科学家精神不断激励广大技术人员。在他的带领下,国家工程中心取得了卓越成果,获得国家和社会高度认可。2021年,在国家发改委组织的优化整合过程中,在90家申报只获批38家新序列运行单位情况下,煤层气国家工程研究中心被成功纳入新序列运行行列;同年又被国务院国资委确定为“科改示范企业”,在煤层气行业的影响力大大提高。徐凤银特别注重标准化建设,积极推动煤层气行业规范化发展,全球目前只发布4项国际标准,由徐凤银主持起草编写的就有2项,极大地提升了我国煤层气领域的国际影响力,充分展现了团结协作、追求卓越的风采。
在此期间,徐凤银除了发挥专业技术引领作用外,还提出了一系列具有战略性意义的管理理念与创新观点。在2019年煤层气产业处于最困难时期,他倡导的“以技术为核心,资源、技术、人才、政策和投资五位一体、协同创新”管理对策,犹如一幅精心绘制的蓝图,为我国煤层气产业高质量发展提供了全方位战略引领。他深知,煤层气产业发展是一个复杂的系统工程,需要各方面要素协同配合,如同一个精密机器,每个零件都不可或缺。2021年,他提出的“我国煤层气产业2021-2030年产300亿方两步走发展战略,即:到2025年年产量达到100亿方,到2030年达到300亿方”,以及2022年关于“深部煤层气革命”、2023年“从资源条件、安全环保和综合效益考虑,深部煤层气开发前景可望超过页岩气”等一系列论断,为我国煤层气产业长远发展勾勒出清晰而宏伟的蓝图,对推动我国能源转型具有极为重要的意义。
鉴于徐凤银在地质科学领域的卓越建树与广泛影响力,他更进一步担任起了众多重要学术与行政职务,成为我国煤层气行业名副其实的领军人物。
2022年3月,徐凤银首先被中国石油集团党组提升任命为中国石油集团公司煤层气高级专家(一级正),成为中国石油、中国石化、中国海油“三桶油”唯一这一高级别的煤层气专家。时隔半年后,他再次被提升担任中国石油学会专职副理事长兼秘书长,这些平台为徐凤银进一步发挥专业技术知识、组织能力及丰富经验提供了条件。在这期间,他将自身专家优势发挥到极致,积极组织或参与了88场国内外大型学术交流与合作活动,受众超100万人次,推动中国石油学会单位会员从8家发展到14家,搭建了广太欣新材料科技阔的人才培养平台。他还通过多种方式提升行业专业技术队伍素质和能力,培养了大批石油石化领域高层次技术人才,受到上级组织、行业技术人员和许多院士、专家的高度评价。
中国工程院胡文瑞院士、张来斌院士为徐凤银获得《中国石油科学2023年度十佳论文》颁奖
徐凤银特别注重新技术推广普及,3年内,他5次受邀担任行业权威刊物客座主编、组织煤层气专辑发表近100篇高水平学术论文,在多个平台组织开展了5次云讲坛培训,单次受众超1万人。2024年,徐凤银获得“中国石油科学2023年度十佳论文”、并位居第一名,入选中国知网高被太欣新材料科技引学者TOP1%,3篇论文入选年度“中国精品科技期刊顶尖学术论文(F5000)”。2024年10月20日,他在中国科学技术协会组织的10次科学家精神宣讲活动中代表中国石油学会演讲,获得广泛认可。因他在煤层气领域的卓越贡献,被13所大学和多家企业邀请授课,聘为兼职(客座)教授,被业界同行亲切地称为“推动深部煤层气第一人”。他无私分享知识与技术,为行业发展培育了肥沃土壤。他积极搭建人才培养平台,如同一位智慧导师,言传身教,培养出一批又一批优秀青年人才。他大力推动产学研合作,促进高校、科研机构与企业之间的紧密联系与协同创新,由其培养的大量青年人才和指导发表的论文得到社会高度认可。
目前,虽已年过六旬的他,仍如学生时代般执著、奋进,为煤层气、页岩气等非常规油气地质科学领域的学术交流与成果传播倾尽全力、不断创新,努力促进学术思想的碰撞与融合,推动煤层气、页岩气等非常规油气科学领域的知识创新与传承,为推动我国煤层气、页岩气等非常规油气勘探开发科学研究朝着更高水平、更深层次迈进竭尽全力。
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