自從我國提出碳達峰、碳中和目標(biāo)以來，“談煤色變”，曲解煤炭作用的說法四起。在這種情況下，深刻認(rèn)識煤炭在我國能源轉(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年底召開的第26屆聯(lián)合國氣候變化大會針對煤電的說法從“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，我國煤炭儲量較豐富，依靠國內(nèi)供應(yīng)基本可以滿足消費需求。同時，石油和天然氣進口比例卻在持續(xù)攀升。

 

近年來，我國煤炭行業(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，淘汰煤炭落后產(chǎn)能工作深入推進，截至2021年11月，累計退出煤炭產(chǎn)能9.8億噸。2021年，我國原煤產(chǎn)量達40.7億噸，同比增長4.7%，原煤生產(chǎn)增速小幅上漲。2021年，全國規(guī)模以上煤炭企業(yè)原煤產(chǎn)量超億噸的省(區(qū))有6個，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)量合計達35億噸，同比增長6.68%，占全國規(guī)模以上煤炭企業(yè)原煤產(chǎn)量的85.9%。

 

隨著我國深入貫徹綠色發(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、生產(chǎn)效率高、資源利用率高、安全保障能力強、環(huán)境保護水平高、單位產(chǎn)品能耗低等方向邁進。

 

儲備能力得到動態(tài)調(diào)整，煤炭保供能力增強。為緩解用煤緊張態(tài)勢，加快先進產(chǎn)能釋放，國家有關(guān)部門積極推動煤礦擴產(chǎn)工作，保障煤炭正常供應(yīng)，建成超過1億噸的政府可調(diào)度煤炭儲備能力。同時，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。目前我國發(fā)電和供熱行業(yè)二氧化碳排放占全國二氧化碳總排放量的比重超過40%，是減排重點行業(yè)。實踐證明，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，也是國家節(jié)能減排工作重點管控行業(yè)。“十一五”“十二五”“十三五”期間，電力行業(yè)按照相關(guān)部署，深入實施煤電節(jié)能減排改造升級，供電煤耗持續(xù)下降。2020年全國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，比2015年下降9.9克/千瓦時，比2010年下降27.5克/千瓦時，比2005年下降64.5克/千瓦時。以2005年為基準(zhǔn)年，2006-2020年，供電煤耗降低累計減少電力行業(yè)二氧化碳排放66.7億噸，貢獻率達36%。

 

集中高效利用可有效降低污染。隨著我國經(jīng)濟發(fā)展水平不斷提升，煤炭在生活消費和商業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的占比逐步降低，同時工業(yè)領(lǐng)域煤炭消費量占比逐步提高。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的污染。

 

支撐能源電力低碳轉(zhuǎn)型

 

推動傳統(tǒng)能源與可再生能源深度融合是能源轉(zhuǎn)型的理想情景，將帶來兩方面好處：發(fā)揮傳統(tǒng)能源靈活性和儲能價值;避免煤電資產(chǎn)擱淺造成資源浪費，降低能源轉(zhuǎn)型帶來的風(fēng)險和成本。

 

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)，不能因為當(dāng)前煤炭是主要碳排放來源，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)識到實現(xiàn)煤炭消費比例降低是個循序漸進的過程。從當(dāng)前以煤電為主的能源系統(tǒng)到未來構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的過程中，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)來看，高比例風(fēng)電、太陽能發(fā)電等可再生能源給新型電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行帶來巨大挑戰(zhàn)。同時，新型電力系統(tǒng)呈現(xiàn)大裝機容量、大峰谷差及機組可用率顯著降低等特征，使得其對靈活性電源、調(diào)峰能力等提出了更高要求。從電力終端消費來看，能源轉(zhuǎn)型后電氣化水平將大幅提升，即使相同的全社會能源消費量條件下，全社會用電量將顯著增加，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。未來碳達峰后的碳排放要求將越來越嚴(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組所排放的二氧化碳。生物質(zhì)能與煤炭混合燃燒或單獨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。對電力系統(tǒng)而言，為提供充足的調(diào)峰能力，煤電將長期存在，即使實現(xiàn)碳中和，仍將保留一定容量的煤電機組。由于煤電機組排煙大、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年煤電機組能提供低碳甚至零碳電力，需提前開展碳捕捉技術(shù)研發(fā)、示范和商業(yè)推廣。

 

工業(yè)用煤可通過綠氫和綠電替代

 

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

 

2021年，我國粗鋼產(chǎn)量達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)出來的，占比達78%，其余22%由廢鋼生產(chǎn)而來。傳統(tǒng)的高爐煉鐵通過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，沒有二氧化碳排放。如果采用風(fēng)電或太陽能發(fā)電制氫，并使其成本達到鋼鐵行業(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，推動其成本達到商業(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。從全球來看，水泥行業(yè)貢獻了碳排放總量的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，可通過增加替代燃料、研發(fā)碳捕捉技術(shù)等措施，推動水泥行業(yè)遠期碳減排。

 

需完善煤炭多重價值身份體系

 

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，這將有利于在維護社會穩(wěn)定的前提下推動能源轉(zhuǎn)型。煤炭開采地區(qū)居民承受了最大的污染損害，并面臨更大的轉(zhuǎn)型成本。建議國家和地方政府結(jié)合當(dāng)?shù)剞D(zhuǎn)型實際，為煤炭相關(guān)人員提供培訓(xùn)，幫助其穩(wěn)定就業(yè)。

 

加強減排、工業(yè)等技術(shù)創(chuàng)新。第26屆聯(lián)合國氣候變化大會召開以來，控制甲烷排放成為全球關(guān)注的焦點。然而，煤礦開采釋放的甲烷尚無有效的技術(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，實現(xiàn)水泥工業(yè)零碳排放。促進水泥窯協(xié)同處置生活垃圾，實現(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)項目減少、傳統(tǒng)煤炭建設(shè)工程縮減、市場空間壓縮、煤炭采選業(yè)固定投資逐步放緩，加之煤礦新建、改擴建市場縮減，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)濟增長嚴(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)保護要求，也能提升煤炭產(chǎn)業(yè)的整體技術(shù)水平，延伸價值鏈，孕育新的產(chǎn)業(yè)集群，形成新的經(jīng)濟增長點，增加就業(yè)。

 

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

 

長期以來，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，必須堅持針對性的政策、措施，推動煤電企業(yè)積極改造，滿足新形勢下的技術(shù)要求。建議制定和完善符合新發(fā)展要求的煤電機組靈活性和排放標(biāo)準(zhǔn)，促進行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)發(fā)展動態(tài)銜接。來源:中國能源報作者:孫李平

 

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鋰電池重力儲能技術(shù)企業(yè)

 

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