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“双碳”目标下,煤炭仍是我国主体能源

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2023-02-20
来源:煤基固废绿色充填
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  目前,我国的人均能源消费水平在3.47吨标煤,这相当于美国的34.8%,德国的63.5%,日本的67.8%,法国的69.6%。

  但在未来建设社会主义现代化强国的过程中,能源需求增长的态势难以改变。根据有关部门的预测,到2035年,我国能源需求总量将达到56亿吨标煤,2050年达到60亿吨。

  “十四五”期间,能源安全供给是高质量发展的基础,绿色低碳发展则是生态文明建设实现新进步的根本。我国“煤为主体”的基本国情,决定了煤炭必须承担能源兜底保障的责任;但煤炭又属于高碳能源,要实现“双碳”目标,煤炭工业将面临保供和减碳双重压力。

  那么,煤炭的主体能源地位,未来是否将被撼动?

我国不同能源资源的禀赋特点

  我们首先要客观地分析中国不同能源资源的禀赋特点。

  我国化石能源的一大特点是结构不合理,“缺油、少气、相对富煤”,这也决定了煤炭在能源消费结构中的主体地位。从化石能源资源总量来看,煤炭占94%,油气只占6%。在历史上,“煤为主体”的消费结构长期没有变。

  此外,我国化石能源的地理分布也不均衡,消费中心和生产中心有错位。其中,煤炭分布呈现“西部多、中部富、东部少”特征,支撑中国经济社会发展的煤炭资源保障,主要靠“晋陕蒙”一带。

  相比之下,我国非化石能源虽然资源类型齐全、理论总量丰富,但也有其短板:受气候影响大、运行稳定性差。

  通过新能源替代化石能源,是实现“双碳”目标的前提和基础,但目前新能源生产仍不稳定,同时,发展面临着规模化储能和调峰技术的制约。

 “双碳”目标下主体能源的变化

  从“双碳”设定的目标来看,化石能源未来的消费虽然占比会小幅下降,但到2030年占比仍然在75%左右,主体地位短时间内难以改变。

  75%的化石能源中煤炭又是主体能源。根据有关资料预测和推算,到2030年,煤的占比应该在40%-45%左右,其主体能源的地位虽被弱化,但作为战略性矿产资源的作用得到提升,主要表现在以下六个方面:

  一、是煤制油气的战略性资源,“立足国内、增加油气供给”是中国能源的重要任务;二、是钢铁工业不可替代的高炉原料;

  三、是煤基化学工业的重要原料;

  四、是增加新能源消纳能力的调峰能源,新能源的发展也离不开煤炭的支撑;五、是具有封存二氧化碳潜力的层状矿产资源——煤炭对二氧化碳的吸附能力,每吨可以达到30立方米以上;六、是可以实现经济安全储存的固体能源资源。

  相比之下,非化石能源短时间内尽管发展很快,但还难以成为安全可靠的主体能源。2021年,我国水、核、风、光发电装机占比45.39%,发电占比32.51%,但消费占比仅16.6%,呈现“规模大、产出低、贡献小”的特点。

  如果按照过去十年的增速来推算,非化石能源的消费占比在40年以后才能达到50%以上,成为主体能源。各方面数据说明,目前新能源仍然“个头大,力气小”,短期内难以安全、可靠地成为主体能源。

“煤炭主体”与“绿色低碳”并不矛盾

  建设社会主义现代化强国,离不开煤炭资源。而适应“绿色低碳”这一能源发展大势,则是新时代煤炭工业高质量发展,必须面对和破解的重大技术难题。

  为了应对绿色低碳发展带来的技术挑战,煤炭行业应该做好以下两大方面。

  一方面,要推动“减损开采”,实现绿色开采。分析制约煤炭绿色开采的地质因素,构建绿色开采的地质保障体系;研究维系地表生态环境的主要地质条件,揭示采煤对地质条件的损害机理;查明采动隔水性的变化分区,并根据这些分区构建分类减损地质工程体系。

  另一方面,要加强“提效降碳”的技术攻关。其中最重要的,是提高能源利用效率,实现增效降碳。

  目前,我国产生单位GDP的能耗远高于全球的平均水平。根据国际能源署和世界银行的数据,2020年我国每万美元GDP能耗为3.4吨标煤,是全球平均水平的1.5倍。

  也就是说,如果我们的能耗效率达到世界平均水平,碳排放就可减少1/3。“十四五”期间,我国单位GDP能耗降低1%,则每年可减少能耗0.5亿吨标准煤以上,减少二氧化碳排放1亿吨以上。所以我国提高能效的减排空间还很大,要优先考虑提效减碳技术路线。对煤炭来讲,通过改变煤炭的利用方式(如富油煤的热解气化一体化、热解发电一体化等),并充分利用矿井余热、地热、固废,起到节能提效的作用。

  我们也可以探索井下原位热解技术,“取氢留碳”把碳留在地下;开展“钻孔灌注”相关研究,探索地下深层注碳;开展采煤区碎涨空间封存二氧化碳试验,用物理方法存碳埋碳;发展采煤与二氧化碳井下封存一体化技术,如在煤层顶板比较稳定的地区,构建条带状的封存空间,把粉煤灰、气化渣、镁渣等弱碱性固废填入,再让二氧化碳与它们发生反应,用化学方法封存二氧化碳。

  总之,立足“以煤为主”的基本国情,同时加强绿色低碳技术攻关,是未来我们实现“双碳”目标的重要需求。



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