能源低碳轉(zhuǎn)型離不開(kāi)煤炭的有力支撐

 

自從我國(guó)提出碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)以來(lái)，“談煤色變”，曲解煤炭作用的說(shuō)法四起。在這種情況下，深刻認(rèn)識(shí)煤炭在我國(guó)能源轉(zhuǎn)型中的作用、積極謀劃煤炭產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展路徑非常必要。其中，煤電是煤炭的重要利用方式，2021年底召開(kāi)的第26屆聯(lián)合國(guó)氣候變化大會(huì)針對(duì)煤電的說(shuō)法從“phaseout(煤電退出)”變?yōu)?ldquo;phasedown(減少煤電)”，表明控制煤電發(fā)展節(jié)奏成為決定能源轉(zhuǎn)型成效的關(guān)鍵因素。

 

短中期能源供給主力軍

 

煤炭是能源安全的“壓艙石”。與石油和天然氣相比，我國(guó)煤炭?jī)?chǔ)量較豐富，依靠國(guó)內(nèi)供應(yīng)基本可以滿足消費(fèi)需求。同時(shí)，石油和天然氣進(jìn)口比例卻在持續(xù)攀升。

 

近年來(lái)，我國(guó)煤炭行業(yè)供給側(cè)改革成效顯著，煤炭產(chǎn)能向生產(chǎn)能力大、技術(shù)水平高、生態(tài)環(huán)境影響小的省(區(qū))集中。同時(shí)，淘汰煤炭落后產(chǎn)能工作深入推進(jìn)，截至2021年11月，累計(jì)退出煤炭產(chǎn)能9.8億噸。2021年，我國(guó)原煤產(chǎn)量達(dá)40.7億噸，同比增長(zhǎng)4.7%，原煤生產(chǎn)增速小幅上漲。2021年，全國(guó)規(guī)模以上煤炭企業(yè)原煤產(chǎn)量超億噸的省(區(qū))有6個(gè)，分別為山西11.93億噸、內(nèi)蒙古10.39億噸、陜西7億噸、新疆3.2億噸、貴州1.35億噸、安徽1.13億噸，產(chǎn)量合計(jì)達(dá)35億噸，同比增長(zhǎng)6.68%，占全國(guó)規(guī)模以上煤炭企業(yè)原煤產(chǎn)量的85.9%。

 

隨著我國(guó)深入貫徹綠色發(fā)展理念，煤礦企業(yè)要保證能源安全穩(wěn)定供應(yīng)和礦區(qū)生態(tài)文明建設(shè)，持續(xù)向現(xiàn)代化高水平階段發(fā)展，各項(xiàng)生產(chǎn)指標(biāo)逐步符合綠色發(fā)展要求，整體技術(shù)水平向工藝先進(jìn)、生產(chǎn)效率高、資源利用率高、安全保障能力強(qiáng)、環(huán)境保護(hù)水平高、單位產(chǎn)品能耗低等方向邁進(jìn)。

 

儲(chǔ)備能力得到動(dòng)態(tài)調(diào)整，煤炭保供能力增強(qiáng)。為緩解用煤緊張態(tài)勢(shì)，加快先進(jìn)產(chǎn)能釋放，國(guó)家有關(guān)部門積極推動(dòng)煤礦擴(kuò)產(chǎn)工作，保障煤炭正常供應(yīng)，建成超過(guò)1億噸的政府可調(diào)度煤炭?jī)?chǔ)備能力。同時(shí)，加快露天煤礦辦理，先后批復(fù)60余座露天煤礦復(fù)產(chǎn)，涉及產(chǎn)能2.1億噸/年。

 

煤電效率持續(xù)提升。目前我國(guó)發(fā)電和供熱行業(yè)二氧化碳排放占全國(guó)二氧化碳總排放量的比重超過(guò)40%，是減排重點(diǎn)行業(yè)。實(shí)踐證明，提高燃煤發(fā)電效率可降低電力行業(yè)二氧化碳排放。

 

電力是消耗煤炭的主要行業(yè)之一，也是國(guó)家節(jié)能減排工作重點(diǎn)管控行業(yè)。“十一五”“十二五”“十三五”期間，電力行業(yè)按照相關(guān)部署，深入實(shí)施煤電節(jié)能減排改造升級(jí)，供電煤耗持續(xù)下降。2020年全國(guó)6000千瓦及以上火電廠供電煤耗為305.5克標(biāo)準(zhǔn)煤/千瓦時(shí)，比2015年下降9.9克/千瓦時(shí)，比2010年下降27.5克/千瓦時(shí)，比2005年下降64.5克/千瓦時(shí)。以2005年為基準(zhǔn)年，2006-2020年，供電煤耗降低累計(jì)減少電力行業(yè)二氧化碳排放66.7億噸，貢獻(xiàn)率達(dá)36%。

 

集中高效利用可有效降低污染。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不斷提升，煤炭在生活消費(fèi)和商業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的占比逐步降低，同時(shí)工業(yè)領(lǐng)域煤炭消費(fèi)量占比逐步提高。工業(yè)領(lǐng)域集中應(yīng)用既可以提高煤炭的使用效率，也可以顯著降低散燒煤帶來(lái)的污染。

 

支撐能源電力低碳轉(zhuǎn)型

 

推動(dòng)傳統(tǒng)能源與可再生能源深度融合是能源轉(zhuǎn)型的理想情景，將帶來(lái)兩方面好處：發(fā)揮傳統(tǒng)能源靈活性和儲(chǔ)能價(jià)值;避免煤電資產(chǎn)擱淺造成資源浪費(fèi)，降低能源轉(zhuǎn)型帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)和成本。

 

保證能源和電力安全穩(wěn)定供應(yīng)。轉(zhuǎn)型目的是推動(dòng)能源產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，前提是保證能源和電力安全穩(wěn)定供應(yīng)，不能因?yàn)楫?dāng)前煤炭是主要碳排放來(lái)源，就傾向于拋棄煤炭，而是應(yīng)該用系統(tǒng)的眼光看待煤炭在能源轉(zhuǎn)型中的支撐作用，充分認(rèn)識(shí)到實(shí)現(xiàn)煤炭消費(fèi)比例降低是個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程。從當(dāng)前以煤電為主的能源系統(tǒng)到未來(lái)構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的過(guò)程中，煤電將發(fā)揮“穩(wěn)定器”和“緩沖器”作用。

 

能源轉(zhuǎn)型意味著能源電力結(jié)構(gòu)將發(fā)生顯著變化。從電源側(cè)來(lái)看，高比例風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電等可再生能源給新型電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。同時(shí)，新型電力系統(tǒng)呈現(xiàn)大裝機(jī)容量、大峰谷差及機(jī)組可用率顯著降低等特征，使得其對(duì)靈活性電源、調(diào)峰能力等提出了更高要求。從電力終端消費(fèi)來(lái)看，能源轉(zhuǎn)型后電氣化水平將大幅提升，即使相同的全社會(huì)能源消費(fèi)量條件下，全社會(huì)用電量將顯著增加，倒逼電源側(cè)提供更多電量，電力系統(tǒng)的發(fā)電裝機(jī)規(guī)模和發(fā)電量都將顯著增加。因此，發(fā)揮好煤電在新型電力系統(tǒng)中保障電力運(yùn)行安全的作用至關(guān)重要。

 

生物質(zhì)能與煤炭混合發(fā)電有助于降低存量煤電碳排放。未來(lái)碳達(dá)峰后的碳排放要求將越來(lái)越嚴(yán)格，生物質(zhì)能是寶貴的負(fù)排放能源，可以中和必須保留的煤電機(jī)組所排放的二氧化碳。生物質(zhì)能與煤炭混合燃燒或單獨(dú)燃燒均可提高電源的靈活性，滿足碳排放降低要求。

 

煤電與碳捕捉技術(shù)結(jié)合可提供零碳靈活性電源。對(duì)電力系統(tǒng)而言，為提供充足的調(diào)峰能力，煤電將長(zhǎng)期存在，即使實(shí)現(xiàn)碳中和，仍將保留一定容量的煤電機(jī)組。由于煤電機(jī)組排煙大、煙氣中的二氧化碳分壓低、煙氣成分復(fù)雜等原因，碳捕集難度大、成本高。因此，為確保到2060年煤電機(jī)組能提供低碳甚至零碳電力，需提前開(kāi)展碳捕捉技術(shù)研發(fā)、示范和商業(yè)推廣。

 

工業(yè)用煤可通過(guò)綠氫和綠電替代

 

除發(fā)電外，煤炭消費(fèi)還集中在工業(yè)領(lǐng)域。與發(fā)電相比，工業(yè)領(lǐng)域降碳技術(shù)儲(chǔ)備不夠，特別是鋼鐵和水泥領(lǐng)域降碳難度大。對(duì)此，可通過(guò)綠氫和綠電替代煤炭，降低工業(yè)碳排放。

 

2021年，我國(guó)粗鋼產(chǎn)量達(dá)10.3億噸，其中約8億噸是以煤炭為主要能源，從鐵礦石中生產(chǎn)出來(lái)的，占比達(dá)78%，其余22%由廢鋼生產(chǎn)而來(lái)。傳統(tǒng)的高爐煉鐵通過(guò)焦炭燃燒提供還原反應(yīng)所需的熱量并產(chǎn)生還原劑一氧化碳，進(jìn)而將鐵礦石還原得到鐵，并產(chǎn)生大量二氧化碳。相比之下，氫能煉鋼可利用氫氣替代一氧化碳作為還原劑，其還原產(chǎn)物為水，沒(méi)有二氧化碳排放。如果采用風(fēng)電或太陽(yáng)能發(fā)電制氫，并使其成本達(dá)到鋼鐵行業(yè)可以接受的程度，煤炭將大幅被替代。

 

目前氫冶金尚處于示范階段，有待于后期技術(shù)突破，推動(dòng)其成本達(dá)到商業(yè)應(yīng)用的程度。

 

與發(fā)電和鋼鐵相比，水泥行業(yè)降碳難度更大。從全球來(lái)看，水泥行業(yè)貢獻(xiàn)了碳排放總量的7%。水泥的碳排放主要源于熟料生產(chǎn)，其中石灰石煅燒產(chǎn)生生石灰排放的二氧化碳約占全部生產(chǎn)過(guò)程碳排放的55-70%;燃料燃燒產(chǎn)生的二氧化碳約占全部生產(chǎn)過(guò)程碳排放的25-40%。

 

近期，提升能效是降低水泥行業(yè)碳排放的關(guān)鍵，可通過(guò)增加替代燃料、研發(fā)碳捕捉技術(shù)等措施，推動(dòng)水泥行業(yè)遠(yuǎn)期碳減排。

 

需完善煤炭多重價(jià)值身份體系

 

制定煤炭相關(guān)人員再就業(yè)的支持政策。能源轉(zhuǎn)型必須公平才能可持續(xù)并最終實(shí)現(xiàn)。煤炭行業(yè)相關(guān)從業(yè)人員的利益訴求需得到尊重和保護(hù)，這將有利于在維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定的前提下推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型。煤炭開(kāi)采地區(qū)居民承受了最大的污染損害，并面臨更大的轉(zhuǎn)型成本。建議國(guó)家和地方政府結(jié)合當(dāng)?shù)剞D(zhuǎn)型實(shí)際，為煤炭相關(guān)人員提供培訓(xùn)，幫助其穩(wěn)定就業(yè)。

 

加強(qiáng)減排、工業(yè)等技術(shù)創(chuàng)新。第26屆聯(lián)合國(guó)氣候變化大會(huì)召開(kāi)以來(lái)，控制甲烷排放成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)。然而，煤礦開(kāi)采釋放的甲烷尚無(wú)有效的技術(shù)手段抑制。建議產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，加快煤礦開(kāi)采中的甲烷收集、利用。

 

提高水泥行業(yè)原料和燃料的替代水平。探索水泥行業(yè)與碳捕捉技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)水泥工業(yè)零碳排放。促進(jìn)水泥窯協(xié)同處置生活垃圾，實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境改善和降低碳排放協(xié)同。

 

培育戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)。隨著原有煤礦建設(shè)項(xiàng)目減少、傳統(tǒng)煤炭建設(shè)工程縮減、市場(chǎng)空間壓縮、煤炭采選業(yè)固定投資逐步放緩，加之煤礦新建、改擴(kuò)建市場(chǎng)縮減，煤炭相關(guān)從業(yè)人員面臨嚴(yán)峻的生活壓力，煤炭產(chǎn)業(yè)集中地區(qū)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)嚴(yán)重受限。建議培育大數(shù)據(jù)、人工智能等數(shù)字技術(shù)與傳統(tǒng)煤炭產(chǎn)業(yè)融合的戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，既可以滿足生態(tài)保護(hù)要求，也能提升煤炭產(chǎn)業(yè)的整體技術(shù)水平，延伸價(jià)值鏈，孕育新的產(chǎn)業(yè)集群，形成新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，增加就業(yè)。

 

制定新形勢(shì)下煤電存續(xù)發(fā)展的政策條件。建議統(tǒng)籌考慮煤炭的發(fā)電價(jià)值和其為能源系統(tǒng)提供靈活性的調(diào)峰價(jià)值，認(rèn)可其雙重或多重價(jià)值身份。

 

長(zhǎng)期以來(lái)，發(fā)電是煤電廠的基本收入，也是唯一收入。隨著定位調(diào)整，煤電發(fā)揮作用的環(huán)境更加復(fù)雜，必須堅(jiān)持針對(duì)性的政策、措施，推動(dòng)煤電企業(yè)積極改造，滿足新形勢(shì)下的技術(shù)要求。建議制定和完善符合新發(fā)展要求的煤電機(jī)組靈活性和排放標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)銜接。來(lái)源:中國(guó)能源報(bào)

 

標(biāo)簽：

 

能源低碳轉(zhuǎn)型煤炭

 

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