12月28日，由中國煤炭學會、中國煤炭科工集團有限公司、世界煤炭協(xié)會技術(shù)委員會聯(lián)合主辦的2022年煤炭安全智能綠色開采地質(zhì)保障國際學術(shù)交流會（TAC ID:D000006.202200）在西安成功舉辦。中國工程院院士、西安科技大學煤炭綠色開采地質(zhì)研究院院長、本屆大會主席王雙明作了以《雙碳目標與主體能源變化》為題的報告，深入分析了“雙碳”目標下我國主體能源的變化趨勢，并針對“綠色低碳”發(fā)展帶來的挑戰(zhàn)總結(jié)了科學應(yīng)對之道。
（以下為整理內(nèi)容）
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。
來源：中國煤炭學會
