目前,我國(guó)的人均能源消費(fèi)水平在3.47噸標(biāo)煤,這相當(dāng)于美國(guó)的34.8%,德國(guó)的63.5%,日本的67.8%,法國(guó)的69.6%。
但在未來建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó)的過程中,能源需求增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)難以改變。根據(jù)有關(guān)部門的預(yù)測(cè),到2035年,我國(guó)能源需求總量將達(dá)到56億噸標(biāo)煤,2050年達(dá)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(shí)現(xiàn)新進(jìn)步的根本。我國(guó)“煤為主體”的基本國(guó)情,決定了煤炭必須承擔(dān)能源兜底保障的責(zé)任;但煤炭又屬于高碳能源,要實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo),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(dòng)?
我國(guó)不同能源資源的稟賦特點(diǎn)
我們首先要客觀地分析中國(guó)不同能源資源的稟賦特點(diǎn)。
我國(guó)化石能源的一大特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)不合理,“缺油、少氣、相對(duì)富煤”,這也決定了煤炭在能源消費(fèi)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(fèi)結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期沒有變。
此外,我國(guó)化石能源的地理分布也不均衡,消費(fèi)中心和生產(chǎn)中心有錯(cuò)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(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的煤炭資源保障,主要靠“晉陜蒙”一帶。
相比之下,我國(guó)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(yùn)行穩(wěn)定性差。
通過新能源替代化石能源,是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的前提和基礎(chǔ),但目前新能源生產(chǎn)仍不穩(wěn)定,同時(shí),發(fā)展面臨著規(guī)?;瘍?chǔ)能和調(diào)峰技術(shù)的制約。
“雙碳”目標(biāo)下主體能源的變化
從“雙碳”設(shè)定的目標(biāo)來看,化石能源未來的消費(fèi)雖然占比會(huì)小幅下降,但到2030年占比仍然在75%左右,主體地位短時(shí)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(cè)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(gè)方面:
一、是煤制油氣的戰(zhàn)略性資源,“立足國(guó)內(nèi)、增加油氣供給”是中國(guó)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(xué)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(duì)二氧化碳的吸附能力,每噸可以達(dá)到30立方米以上;六、是可以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)安全儲(chǔ)存的固體能源資源。
相比之下,非化石能源短時(shí)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(guó)水、核、風(fēng)、光發(fā)電裝機(jī)占比45.39%,發(fā)電占比32.51%,但消費(fèi)占比僅16.6%,呈現(xiàn)“規(guī)模大、產(chǎn)出低、貢獻(xiàn)小”的特點(diǎn)。
如果按照過去十年的增速來推算,非化石能源的消費(fèi)占比在40年以后才能達(dá)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(gè)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(huì)主義現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó),離不開煤炭資源。而適應(yīng)“綠色低碳”這一能源發(fā)展大勢(shì),則是新時(shí)代煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展,必須面對(duì)和破解的重大技術(shù)難題。
為了應(yīng)對(duì)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(dòng)“減損開采”,實(shí)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(duì)地質(zhì)條件的損害機(jī)理;查明采動(dòng)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(qiáng)“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(shí)現(xiàn)增效降碳。
目前,我國(guó)產(chǎn)生單位GDP的能耗遠(yuǎn)高于全球的平均水平。根據(jù)國(guó)際能源署和世界銀行的數(shù)據(jù),2020年我國(guó)每萬美元GDP能耗為3.4噸標(biāo)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(dá)到世界平均水平,碳排放就可減少1/3。“十四五”期間,我國(guó)單位GDP能耗降低1%,則每年可減少能耗0.5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤以上,減少二氧化碳排放1億噸以上。所以我國(guó)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(duì)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?zé)?、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(yàn),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(xué)方法封存二氧化碳。
總之,立足“以煤為主”的基本國(guó)情,同時(shí)加強(qiáng)綠色低碳技術(shù)攻關(guān),是未來我們實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要需求。