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“雙碳”目標下,煤炭仍是我國主體能源

2023-02-20 09:34  來源:煤基固廢綠色充填  瀏覽:  

目前,我國的人均能源消費水平在3.47噸標煤,這相當于美國的34.8%,德國的63.5%,日本的67.8%,法國的69.6%。

但在未來建設(shè)社會主義現(xiàn)代化強國的過程中,能源需求增長的態(tài)勢難以改變。根據(jù)有關(guān)部門的預(yù)測,到2035年,我國能源需求總量將達到56億噸標煤,2050年達到60億噸。

“十四五”期間,能源安全供給是高質(zhì)量發(fā)展的基礎(chǔ),綠色低碳發(fā)展則是生態(tài)文明建設(shè)實現(xiàn)新進步的根本。我國“煤為主體”的基本國情,決定了煤炭必須承擔能源兜底保障的責任;但煤炭又屬于高碳能源,要實現(xiàn)“雙碳”目標,煤炭工業(yè)將面臨保供和減碳雙重壓力。

那么,煤炭的主體能源地位,未來是否將被撼動?

我國不同能源資源的稟賦特點

我們首先要客觀地分析中國不同能源資源的稟賦特點。

我國化石能源的一大特點是結(jié)構(gòu)不合理,“缺油、少氣、相對富煤”,這也決定了煤炭在能源消費結(jié)構(gòu)中的主體地位。從化石能源資源總量來看,煤炭占94%,油氣只占6%。在歷史上,“煤為主體”的消費結(jié)構(gòu)長期沒有變。

此外,我國化石能源的地理分布也不均衡,消費中心和生產(chǎn)中心有錯位。其中,煤炭分布呈現(xiàn)“西部多、中部富、東部少”特征,支撐中國經(jīng)濟社會發(fā)展的煤炭資源保障,主要靠“晉陜蒙”一帶。

相比之下,我國非化石能源雖然資源類型齊全、理論總量豐富,但也有其短板:受氣候影響大、運行穩(wěn)定性差。

通過新能源替代化石能源,是實現(xiàn)“雙碳”目標的前提和基礎(chǔ),但目前新能源生產(chǎn)仍不穩(wěn)定,同時,發(fā)展面臨著規(guī)模化儲能和調(diào)峰技術(shù)的制約。

“雙碳”目標下主體能源的變化

從“雙碳”設(shè)定的目標來看,化石能源未來的消費雖然占比會小幅下降,但到2030年占比仍然在75%左右,主體地位短時間內(nèi)難以改變。

75%的化石能源中煤炭又是主體能源。根據(jù)有關(guān)資料預(yù)測和推算,到2030年,煤的占比應(yīng)該在40%-45%左右,其主體能源的地位雖被弱化,但作為戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源的作用得到提升,主要表現(xiàn)在以下六個方面:

一、是煤制油氣的戰(zhàn)略性資源,“立足國內(nèi)、增加油氣供給”是中國能源的重要任務(wù);二、是鋼鐵工業(yè)不可替代的高爐原料;

三、是煤基化學工業(yè)的重要原料;

四、是增加新能源消納能力的調(diào)峰能源,新能源的發(fā)展也離不開煤炭的支撐;五、是具有封存二氧化碳潛力的層狀礦產(chǎn)資源——煤炭對二氧化碳的吸附能力,每噸可以達到30立方米以上;六、是可以實現(xiàn)經(jīng)濟安全儲存的固體能源資源。

相比之下,非化石能源短時間內(nèi)盡管發(fā)展很快,但還難以成為安全可靠的主體能源。2021年,我國水、核、風、光發(fā)電裝機占比45.39%,發(fā)電占比32.51%,但消費占比僅16.6%,呈現(xiàn)“規(guī)模大、產(chǎn)出低、貢獻小”的特點。

如果按照過去十年的增速來推算,非化石能源的消費占比在40年以后才能達到50%以上,成為主體能源。各方面數(shù)據(jù)說明,目前新能源仍然“個頭大,力氣小”,短期內(nèi)難以安全、可靠地成為主體能源。

“煤炭主體”與“綠色低碳”并不矛盾

建設(shè)社會主義現(xiàn)代化強國,離不開煤炭資源。而適應(yīng)“綠色低碳”這一能源發(fā)展大勢,則是新時代煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展,必須面對和破解的重大技術(shù)難題。

為了應(yīng)對綠色低碳發(fā)展帶來的技術(shù)挑戰(zhàn),煤炭行業(yè)應(yīng)該做好以下兩大方面。

一方面,要推動“減損開采”,實現(xiàn)綠色開采。分析制約煤炭綠色開采的地質(zhì)因素,構(gòu)建綠色開采的地質(zhì)保障體系;研究維系地表生態(tài)環(huán)境的主要地質(zhì)條件,揭示采煤對地質(zhì)條件的損害機理;查明采動隔水性的變化分區(qū),并根據(jù)這些分區(qū)構(gòu)建分類減損地質(zhì)工程體系。

另一方面,要加強“提效降碳”的技術(shù)攻關(guān)。其中最重要的,是提高能源利用效率,實現(xiàn)增效降碳。

目前,我國產(chǎn)生單位GDP的能耗遠高于全球的平均水平。根據(jù)國際能源署和世界銀行的數(shù)據(jù),2020年我國每萬美元GDP能耗為3.4噸標煤,是全球平均水平的1.5倍。

也就是說,如果我們的能耗效率達到世界平均水平,碳排放就可減少1/3。“十四五”期間,我國單位GDP能耗降低1%,則每年可減少能耗0.5億噸標準煤以上,減少二氧化碳排放1億噸以上。所以我國提高能效的減排空間還很大,要優(yōu)先考慮提效減碳技術(shù)路線。對煤炭來講,通過改變煤炭的利用方式(如富油煤的熱解氣化一體化、熱解發(fā)電一體化等),并充分利用礦井余熱、地熱、固廢,起到節(jié)能提效的作用。

我們也可以探索井下原位熱解技術(shù),“取氫留碳”把碳留在地下;開展“鉆孔灌注”相關(guān)研究,探索地下深層注碳;開展采煤區(qū)碎漲空間封存二氧化碳試驗,用物理方法存碳埋碳;發(fā)展采煤與二氧化碳井下封存一體化技術(shù),如在煤層頂板比較穩(wěn)定的地區(qū),構(gòu)建條帶狀的封存空間,把粉煤灰、氣化渣、鎂渣等弱堿性固廢填入,再讓二氧化碳與它們發(fā)生反應(yīng),用化學方法封存二氧化碳。

總之,立足“以煤為主”的基本國情,同時加強綠色低碳技術(shù)攻關(guān),是未來我們實現(xiàn)“雙碳”目標的重要需求。

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