谢和平：碳中和目标下煤炭行业的三大发展机遇

2021-07-15 16:48:13 中新经纬

　　中新经纬客户端7月15日电题：《谢和平：碳中和目标下煤炭行业的三大发展机遇》

　　作者谢和平(中国工程院院士)

　　碳达峰、碳中和相关路线图、时间表和政策措施正在制订和落地实施，将推进经济社会广泛而深刻的系统性变革。基于中国资源禀赋特征和现阶段经济社会发展实际，短期内仍离不开煤炭。客观研判碳达峰、碳中和目标下中国能源消费结构和煤炭消费演变趋势，科学规划煤炭生产规模和产量，推动煤炭行业与经济社会同步实现高质量发展，支撑新能源稳定接续以煤为主的化石能源成为主体能源，是实现碳达峰、碳中和能源安全稳定供应双重目标的客观要求。

　　碳中和目标下中国能源发展路径

　　能源领域是中国实现碳达峰、碳中和的核心所在，但不意味着要完全退出煤炭，完全退出化石能源。借鉴美国碳达峰前后的能源消费、碳排放强度等基本特征和变化规律，结合中国能源资源禀赋和经济社会所处发展阶段，碳达峰、碳中和目标下，中国能源发展将主要有三大路径。

　　第一，持续提高能源效率，减少能源消费。中国单位GDP能耗自1988年以来呈现快速下降趋势，由29.8吨标准煤/万美元降低到2019年的3.4吨标准煤/万美元，降低了88.6%，但距离世界平均水平和发达国家还有一定差距，是世界平均水平的1.4-1.5倍，是美国的2倍。若能达到世界平均，每年可少用能13亿吨标准煤、减排二氧化碳34亿吨，约占2020年中国碳排放量的1/3。因此，提高能源效率，减少能源消费，是中国实现碳达峰、碳中和的最重要途径。

　　第二，大力发展新能源，优化电力结构。能源结构优化核心是电力结构优化。2020年中国电力结构中燃煤发电量占比大于60%。中国电力结构还有一定优化空间。然而，中国天然气增产有限，难以作为发电的第一大能源。碳中和目标下，中国应大力发展风能、太阳能等可再生能源发电技术，逐步提高非化石能源发电占比，持续优化电力结构。

　　不同研究机构对电力需求的预测

　　第三，增强自给能力，保障能源安全。能源安全稳定供应是一个国家强盛的保障和安全的基石。中国油气对外依存度持续上升，能源安全面临挑战。煤炭具备适应中国能源需求变化的开发能力，具有开发利用的成本优势，煤炭清洁高效转化技术经过2005年以来的“技术示范”“升级示范”已趋于成熟，具备短期内形成大规模油气接续能力的基础，应当充分发挥煤炭在平衡能源品种中的作用，推进煤炭与油气耦合发展，保障中国能源安全。

　　碳中和目标下煤炭消费主要领域

　　美国在碳达峰后，煤炭消费长期保持在7亿-10亿吨，2018年后才快速下降，到目前5亿吨左右。德国在1990年碳达峰，煤炭消费多年保持在2亿吨左右。日本在2013年碳达峰后，煤炭仍长期占能源消费的20%以上。美国、德国、日本发展历程表明，即使有可替代煤炭的能源，碳达峰后仍然使用煤炭，只是煤炭的用途发展了变化。

　　鉴于中国能源资源禀赋和经济社会所处阶段，煤炭消费量占比虽下降，但在能源体系中的“压舱石”和“稳定器”作用越来越凸显。结合发达国家的发展历程，预计中国在2060年完全实现碳中和后，仍需要煤炭作为电力调峰、碳质还原剂以及保障油气供应安全等。

　　碳中和目标下能源消费格局

　　借鉴美国现代化进程、能源消费、碳排放强度等基本特征和变化规律，结合中国能源发展趋势和相关政策，预计今后一段时期中国能源消费格局变化将主要有三个阶段。

　　第一是缓慢过渡期(2021—2030年)。2030年前，适应碳达峰的要求，风、光等新能源是满足能源增量需求的主体，规模增长速度快，但是由于基数小，在能源消费结构中的占比提高缓慢，逐步由15%向30%靠近，成为补充能源。而由于中国能源消费保持在较高水平，新能源增量赶不上能源需求增量，煤炭消费量保持平稳或略有增长，维持在45亿-35亿吨/年，但是煤炭在能源消费中的占比逐步下降到50%左右，由主体能源转变为基础能源。

　　第二是关键过渡期(2031—2050)。2031—2050年，碳达峰后，新能源不仅是满足能源增量需求的主体，并开始替代煤炭等化石能源，新能源在能源消费中的占比提高到30%-49%，成为替代能源。与此同时，受碳排放约束，煤炭消费一定程度上被替代，煤炭利用逐步向电力调峰、碳质还原剂以及保障能源供应安全等集中，煤炭消费量下降到35亿-25亿吨/年，由基础能源转变为保障能源。

　　第三是过渡结束期(2050—2060)。2050—2060年，随着进入碳中和攻坚期，新能源大幅度代替传统化石能源，新能源在能源消费中的占比提高到50%-80%，成为主体能源。与此同时，受碳排放约束，煤炭只剩下电力调峰、碳质还原剂以及保障能源供应安全等不能被替代的用途，煤炭消费量下降到15亿-12亿吨/年，由保障能源转变为支撑能源。

　　碳中和目标下煤炭行业发展机遇

　　首先是回归高质量发展的机遇。煤炭行业70年超负荷生产，为经济社会发展贡献了925亿吨煤炭产品。为了满足高产能的要求，煤炭行业做出了巨大努力。碳达峰、碳中和目标下，煤炭行业可放下产量增长的包袱，从扩大产能产量追求粗放性效益为第一目标的增量时代，迈向更加重视生产、加工、储运、消费全过程安全性、绿色性、低碳性、经济性的存量时代，快速提升发展质量。

　　其次是煤炭行业升级高技术产业的机遇。2015年以来，积极把握经济社会发展的态势，煤炭行业主动提出煤炭革命、自我革命。大量高校、科研院所已开始研究，一些研究团队取得了一定进展，但尚未取得重大突破。碳达峰、碳中和目标倒逼煤炭行业改变过去几十年引进-消化-吸收-再创新的路径延续式创新模式，煤炭行业将迎来实现颠覆性创新的机遇，可以集聚优势创新资源，轻装上阵主攻技术装备，早日成为高精尖技术产业。

　　最后是抢占新能源主阵地的机遇。煤炭与可再生能源具有良好的互补性。煤炭的主要利用方式是发电，可再生能源利用的主要方式也是发电，燃煤发电与可再生能源发电优化组合，可充分利用燃煤发电的稳定性，为可再生能源平抑波动提供基底，规避可再生能源发电的不稳定性；利用可再生能源的碳综合能力，为燃煤发电提供碳减排途径，在很大程度上减轻单纯燃煤发电的碳减排压力。除了电力外，煤炭与可再生能源在燃烧和化学转化方面的耦合，也逐步形成模式，突破了一系列技术，为煤炭与可再生能源深度耦合提供了良好基础。

　　煤炭企业可以充分发挥煤矿区优势，以煤电为核心，与太阳能发电、风电协同发展，构建多能互补的清洁能源系统，将煤矿区建设成为地面-井下一体化的风、光、电、热、气多元协同的清洁能源基地。