煤炭行业碳达峰碳中和要点分析.pdf

2023 年第 8 期2023 年 8 月国家主席习近平在 2020 年 9 月 22 日召开的联合国大会上表示：“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于 2030年前达到峰值，争取在 2060 年前实现碳中和。”国务院关于支持贵州在新时代西部大开发上闯新路的意见 （国发 2022 2 号）在提升能源安全保障能力方面提出，“加强清洁能源开发利用，建设新型综合能源基地。在毕节、六盘水、黔西南布局建设大型煤炭储配基地，打造西南地区煤炭保供中心。加快煤层气、页岩气等勘探开发利用，推进黔西南、遵义等煤矿瓦斯规模化抽采利用。”碳达峰、碳中和目标不仅是中国向国际社会的承诺，也是国家战略，多个部门和行业正在研究制订减污降碳的相关政策推进由战略目标转化为指导经济产业发展的相关途径，这将对国家的煤炭行业以及其他相关行业都造成突出影响。煤炭开发利用作为中国碳排放主要来源，占国家碳排放总量的70%左右，是国家碳减排的重点。虽然理性碳减排环境给整个煤炭行业留出了优化发展的时间和空间，但是煤炭行业只有科学预判不同时段的政策强度以及可能给自身带来的影响，提前谋划，才能够满足国家碳达峰、碳中和的相关要求1，充当国家能源安全、稳定、经济供应的“压舱石”。1国家煤炭行业碳排放对经济社会发展的影响1.1国家煤炭行业碳排放的现状根据联合国政府间气候变化专门委员会的相关研究，影响煤炭行业碳排放的因素主要有碳排放强度、产业结构转换效率和价格。近年来，就国内外各类煤炭的使用和煤炭能源结构变化的趋势而言，煤电、蒸汽机车用煤、建材、冶金、化工用煤、一般民用工业锅炉和设备制造用煤、生活工业用煤是其中的重要构成部分。据 贵州“双碳”目标下促进煤矿瓦斯抽采与利用调研报告 分析，贵州省 20192021 年度，煤炭产量分别为1.21108t，1.21108t，1.30108t，瓦斯抽采量分别为3.047109m3，2.765109m3，2.929109m3，瓦斯利用量分别为 1.451109m3，1.433109m3，1.558109m3，产 1 t 原煤产生温室气体排放量为 241.89 kg CO2，其中未利用瓦斯产生温室气体排放量当量比例为 91%，能收稿日期：2023-02-08作者简介：雷贵祥袁 1987 年生袁 男袁 贵州修文人袁 工程师袁 主要从事节能减排尧 绿色低碳等方面的研究遥煤炭行业碳达峰碳中和要点分析雷贵祥（贵州省节能监测中心，贵州 贵阳 550002）摘要：碳达峰尧 碳中和的目标已经上升为国家战略袁 相关的路线图尧 时间表尧 政策措施也在不断制定和落实中袁 对推进经济社会的系统性变革有着突出的意义遥 结合中国资源禀赋特点和现阶段经济社会发展情况袁 短期仍然无法离开煤炭遥 因此需要在碳达峰尧 碳中和目标下袁 围绕煤炭行业进行深入研究袁 明确煤炭行业发展所迎来的机遇袁 使得煤炭行业能够抓住煤炭高质量发展尧 煤炭升级高技术产业尧 煤炭抢占新能源阵地的相关机遇袁 然后依托实际袁 采取有力措施实现低碳化尧 优质化的发展和进步遥关键词：煤炭行业曰 碳达峰碳中和曰 碳排放曰 发展方向中图分类号：F416.21文献标志码：A文章编号：2095-0802-(2023)08-0042-03Key Points of Carbon Peaking and Carbon Neutrality in Coal IndustryLEI Guixiang(Guizhou Energy Conservation Monitoring Center,Guiyang 550002,Guizhou,China)Abstract:Carbon peaking and carbon neutrality goals have been promoted as a national strategy.The relevant road map,timetable,policy measures are also being developed and implemented constantly,which has outstanding significance for promotingthe systematic reform of economic society.Considering the characteristics of Chinas resource endowment and the current situationof economic and social development,it is still impossible to leave coal in the short term.Therefore,it is necessary to carry out in-depth research around the coal industry under the carbon peaking and carbon neutrality goals,and identify the opportunitiesushered in by the development of the coal industry,so that the coal industry can seize the relevant opportunities of high-qualitydevelopment of coal,upgrading of high-tech industry of coal and seizing new energy positions of coal,and then take effectivemeasures to realize the development and progress of low carbon and high quality based on the reality.Key words:coal industry;carbon peaking and carbon neutrality;carbon emissions;development direction（总第 215 期）能源产业422023 年 8 月2023 年第 8 期源消费（生产过程）产生 CO2排放当量为 8%，瓦斯发电净排放产生 CO2排放当量为 1%。通过以上分析可知，煤矿企业减排温室气体重点工作是降低瓦斯排空量，提高对低浓度瓦斯的利用量。1.2煤炭行业碳排放对经济社会发展的影响全球升温的温室效应会破坏整个地球的生态平衡。联合国政府间气候变化专门委员会在相关的评估报告中估计，随着温室气体浓度大幅度增加，全球地面平均气温会在 2100 年上升 5 左右，全球气温上升，冰川融化，一些潜伏在极地冰层的病毒就可能会复活，形成疫症，海平面上升，大量沿海低地将被淹没。另外，温室效应还会引发土壤沙漠化和氧气减少等一系列生态问题，低碳发展才能实现可持续发展。中国自提出“双碳”目标以来，以煤炭作为主要发电方式的发电行业被率先纳入碳配额管理和全国碳排放权交易市场，碳交易引发的能源行业变革深刻。煤炭产业低碳排放发展可以改变温室气体排放方式，控制排放总量，优化经济发展形式和结构2。2碳达峰碳中和目标对煤炭行业的影响2.1影响机制煤炭行业是指以煤炭开采洗选为主的结构体系，聚焦于煤炭开发环节，煤炭开采洗选会消耗煤炭、油品等化石能源，还有少量的 CO2排放，由于采动会改变煤层压力，从而使煤层中的 CH4排出，从煤炭开发利用全过程的实际情况来说，煤炭开发环节碳排放量占煤炭开发利用碳排放总量的 1/10 左右。与电力、钢铁等煤炭利用行业相比，碳排放约束着煤炭行业，直接影响相对较小，更多的是通过影响煤炭的竞争力和消费力来影响煤炭产业的需求和生产规模。在保护环境中，能源竞争力不再单纯地是能源生产利用的直接成本，而是从资源到最终被消耗全生命周期所做出的一种衡量。生态成本包含污染物和温室气体的处理处置成本。碳中和要求对生态成本产生影响，不同时段的影响程度不同，取决于排放约束程度、碳处置利用成本和碳交易价格3。2.2竞争力格局技术进步会对煤炭行业的发展空间造成影响，国家政策并没有明确提出用其他能源来代替煤炭，各种能源技术都处在快速发展的时期，煤炭行业发展的时间和空间取决于技术进步推动质量优化程度和速度，围绕着煤炭和其他相关能源的进步趋势能够被预测。如果一些低成本技术能够取得突破并大范围地应用，将从根本上扭转煤炭竞争力下降的趋势。燃煤发电，煤炭的主要利用方式就是发电，可再生能源通过电力方式得以利用，电力是煤炭与其他能源竞争的核心所在。煤炭发电占据国家煤炭消费量的 50%左右。与风、光等可再生电力相比，风光、可再生能源及燃煤电力要想低价入户，还需要一定的时间。后期煤炭发电会被逐步代替。调峰电源将成为燃煤发电新的发展方向，也会在一定程度上减轻煤炭被替代的压力。金属冶炼、金属焦炭或者喷吹煤是钢铁工业碳质还原剂，也是煤炭的另一个主要用途，占据国家煤炭消费量的 15%以内。焦炭或者喷吹煤作为主要原料，很难直接以发电为主要的形式被应用。在当前阶段，利用氢可以减少焦炭或者喷吹煤的用量。除此之外，受到资源的限制，中国的油气增产非常困难，近年来尤其是对外依存度仍然在不断攀升。在碳达峰、碳中和目标下，煤炭化工转化的优势将进一步凸显。碳交易价格上升推动煤炭化工转化成本升高、油气化工技术进步带动成本下降等综合测算情况均表明煤制油会在 2030 年前后全生命周期综合成本高于炼油，竞争力也可能会发生逆转3。化工转化的煤炭需求很大程度上取决于煤制化工品市场的需求以及煤化工产业的相关政策。3煤炭行业发展方向的相关思考伴随着碳达峰、碳中和逐步由战略目标转化为具体措施，对煤炭生产和消费的影响也在逐步凸显。针对影响强度，煤炭行业自身也需要做好优化调整，通过多资源综合开发利用，减少单一资源采出能源和材料消耗，原料化、材料化固碳，少产碳、少排放。订单式柔性生产，兜底能源供应，避免过剩浪费的情况出现，利用矿区土地和地下空间进行碳储存，构建低碳、零碳矿山，利用这样的途径才能够增强整个煤炭行业的综合竞争力。3.1综合性资源开发拓展碳达峰、碳中和目标下，在限制煤炭消费增长的同时，也会推动新能源消费增长，而新能源消费增长将带动矿物需求的增加。煤炭行业可以借助技术工程的优势，通过横纵向延伸，由单一煤炭采出拓展为煤炭及共伴生资源综合性开发，由提供单一的初级产品升级转化为提供高附加值的多元产品组合，这样才能够帮助提升多种矿产资源的综合利用效率，增加开发效益。横向产业链上，以煤炭资源开发为主体，充分借助技术、设备、空间等优势，相共生资源和伴生资源开发拓展，如对煤炭与煤层气、矿井水与煤炭中的稀土元素进行统一筹划、联合性的开发，这样就可以由单一的煤炭资源开发转变为煤炭及共生资源的综合性开发，大幅度提升开发效率；在纵向产业链上，以煤炭资源开发为基础，向煤炭洗选加工、分级分质利用、煤炭发电、化工转化等下游产业进一步开发利用延伸，这样就能形成综合性的能源基地4。3.2原料化和材料化利用转型煤炭主要以芳环、脂环、杂环为基本的结构单元，雷贵祥：煤炭行业碳达峰碳中和要点分析432023 年第 8 期2023 年 8 月含碳量较高，是很好的燃料，也可以作为原料和材料生产油漆产品和油漆附带品，生产石墨烯等高端碳素材料。发电、工业锅炉、民用等燃料化的利用以燃烧获得热量为最终目的，就会无法避免出现 CO2排放系数高，对于碳交易价格承受能力较低，而原料化、材料化利用和提取的方式能够获取高附加值的化工产品，碳排放系数相对较低，那么就会对碳交易价格的承受能力相对较高。在这样的情况下，还可以借助相关技术的进步，以技术的攻关突破，实现更高水平的煤炭清洁转化，形成特种油品高端煤基含氧化合物等多品种的原材料消费，以及在石墨烯、碳基固体氧化物、燃料电池等前沿领域进行大规模的应用。3.3柔性矿井转变在碳中和目标下，风、光等可再生能源的发电比例正在逐步提高。可再生能源本身具有不稳定性，电力调峰需求增加，带动了煤炭需求波动极大，尤其是对外依存度不断攀升，再加上政治复杂多变，中国油气供应安全面临严峻挑战的情况下，就要求煤炭充分发挥在平衡能源中的兜底保障作用，加剧煤炭需求的波动。伴随着当前的经济进入中速增长阶段，经济发展对农业的需求正在逐渐减弱，未来的煤炭生产并不是数量越多越好，而是在需要时能够快速生产，不需要时能够低成本地保持生产能力，这样的柔性灵活供应才能够满足未来的需要。国家部委和主要的产煤省份正在大力推进煤矿智能化建设，借助云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能等数字技术的应用，让柔性矿井由概念框架转变为了现实，彰显了煤炭订单式的生产和发展。除此之外，在这样的情况下，传统的矿区正在朝着低碳、零碳矿区转变，矿区不仅有着丰富的煤炭资源，还有着地下空间和土地资源，具有储碳的优秀能力。在这样的情况下，围绕实际，要大力开发相关技术，推动传统矿区升级为低碳、零碳矿区。经过开采之后，利用产生的 CO2回到煤矿地下空间进行封存，这样就能够实现碳自循环。4煤炭行业在碳达峰碳中和背景下的发展途径4.1宏观层面围绕着实际情况，煤炭行业在碳达峰、碳中和背景下，要想实现长远的发展和进步，首先要做的就是围绕宏观做好相关的设置和要求。一方面，可再生能源在政策的支持下得到了快速发展，但短期内还不具备大规模替代煤炭等化石能源的能力，所以宏观层面需要政府部门出面明确中国煤炭发展定位、基础调整、煤炭产业政策确定与碳达峰、碳中和目标一致，不要急刹车、一刀切，要通过循序渐进的条款来帮助煤炭行业实现发展进步；另一方面，煤炭行业也要积极地结合宏观情况来进行核查核算，厘清碳排放核查核算的相关范围、边界、计量依据，找出减排潜力点，预判不同时间段节能减排约束强度以及对碳交易价格的承受能力。在这样的客观化、全面化形势下，实现自身的发展。此外，还要建立一个完善的碳交易市场，围绕碳排放额进行合理分配，破除体系建设过程中的各项阻碍，在这样的情况下通过大力提升监管力度，实现长远发展。4.2微观层面在微观层面，煤炭行业要想在碳达峰、碳中和背景下实现发展，就需要立足自身的实际情况，加强顶层设计，发挥制度优势。同时，要对自身的产业实际情况有一个明确的认知。生态目标所要求的减煤替代不是去煤剂，不能安于现状，也不能对煤炭产业发展保持消极态度，而要以一种竞争、合作、共存的关系来帮助煤炭行业实现进步5。除此之外，碳达峰、碳中和双重目标要求煤炭行业主动地由劳动密集型向技术密集型转变，在这种情况下就要加强研发相关的技术，延长产业链，抓住新机遇进入光伏、风电等领域，顺应绿色生态发展的趋势，构建绿色发展新兴产业。科技是发展中的第一生产力，耗煤产业成功转型必须依赖科技创新，在这种情况下就要依托实际情况，例如固体氧化物燃料电池技术，在电池组内对 CO2进行催化和转化。5结束语综上，碳达峰、碳中和背景下对煤炭行业产生了深远的影响，主要是借助碳排放处理处置或者交易成本内化来改变煤炭与其他能源之间的一种竞争比较关系，影响煤炭消费量，进而影响煤炭行业的产能需求和生产规模。各种能源技术都在快速发展，煤炭行业发展时间和空间取决于技术进步来推动自身的质量优化程度。面对这些情况，要采取有效的途径和措施。结合当前所面临的各项问题，透过顶层设计，加强科学认知，形成完善的交易市场，构建绿色新兴产业，来为多元市场化的参与者提供多种选择，帮助行业实现更好的发展进步。参考文献：1黄波.碳达峰、碳中和对港口行业的影响及广州港相关发展建议和措施 J.中国港口，2021(12)：9-13.2范安成.企业碳达峰行动方案编制思路及要点浅析 J.质量与市场，2021(21)：109-111.3王国法.加快煤矿智能化建设推进煤炭行业高质量发展 J.中国煤炭，2021，47(1)：2-10.4邵茜.去产能政策与我国煤矿安全设备行业发展战略 J.商业文化，2020(31)：86-87.5刘春明.循环经济在煤矿中的实践应用 J.内蒙古煤炭经济，2020(4)：91-92.（编辑：刘晓芳）44