一是:我國2020年燃煤發電量占比降到60.8%,未來燃煤發電在電力結構中占比的下降速度將取決于可再生能源電量對煤電的替代、可再生能源電力對煤電調峰的需求兩個方面。即使可再生能源最大能力發展,到2060年實現碳中和后,煤炭不再單純作為電力來源,僅作為電力調峰的形式存在,按可再生能源電力調峰需求一半由燃煤發電來滿足,我國燃煤發電裝機規模仍需保持3億千瓦至4億千瓦,年耗煤量3.9億噸至6.4億噸。
二是:鋼鐵是現代化進程中的必需品,煤炭是煉鋼所需碳質還原劑的最主要來源。雖然氫能被寄予厚望,但是目前全球氫冶金技術尚處于研發、試驗階段,據預測,到2050年前后,高純氫能冶煉鋼鐵可實現工業化。我國雖然出臺了一系列政策推動氫能產業健康發展,但政策主要著力于交通領域,在工業領域的應用還處于政策制定和規劃之中。因此,到2060年實現碳中和前后,我國鋼鐵生產的碳質還原劑還將主要由煤炭提供。
三是碳中和后為緩解油氣對外依存度,仍需煤炭保障能源安全。這是我國特有的能源資源稟賦所決定的。
綜合測算,到2060年,我國年煤炭需求量為11.8億噸至15.3億噸。
“首先,是煤礦回歸高質量發展的機遇?!?/span>煤炭行業70年負載運行,超負荷生產,為經濟社會發展貢獻了925億噸煤炭產品,在支撐經濟社會快速發展的同時,也帶來了一系列嚴重的問題。一些煤礦高負荷甚至超能力生產,安全生產事故時有發生。井下工程和采空區規模超出地質承載力,嚴重破壞了地下水系,造成大面積地表沉陷和植被破壞。
錢鳴高院士曾提出:“在地質條件好的情況下同樣產出10億噸煤,中美百萬噸死亡率差不多。但是油氣、可再生能源上不來,我國的煤炭產能就必須擴大到30億噸,必須開采地質條件不好的20億噸,因此問題就出現了?!本唧w來講,為了滿足高產能的要求,煤炭行業做出了巨大努力,1/3依靠適應國情的新技術和世界一流的煤礦,1/3依靠一般技術的煤礦,而另外的1/3則依靠技術水平低、安全差的煤礦。
事實上,煤炭行業專家學者早在20世紀末就提出推進煤炭行業高質量發展的愿望,根據地質條件、技術水平建設科學產能,煤炭產量控制在合理規模??茖W產能的理念也被廣泛接受。
錢鳴高研究認為,按照目前煤炭行業的技術水平,我國煤炭產量在25—30億噸比較合適?!暗强茖W產能建設步伐不及預期。碳達峰碳中和目標下,煤炭行業可放下產量增長的包袱,回歸到合理規模,走科學產能之路,走自己的高質量發展之路,為煤炭行業回歸高端發展提供了難得機遇。煤炭行業需要盡快從擴大產能產量追求粗放性效益為第一目標的增量時代,邁向更加重視生產、加工、儲運、消費全過程安全性、綠色性、低碳性、經濟性的存量時代,快速提升發展質量?!敝x和平指出。
碳達峰、碳中和進程
將為煤炭行業提供轉型升級的舞臺
“其次是要抓住煤炭行業升級高技術產業的機遇?!?/span>謝和平表示,“2015年以來,煤炭行業主動提出煤炭革命、自我革命。理念上,推進煤炭開發利用一體化、礦井建設與地下空間利用一體化、煤基多元清潔能源協同開發和煤炭潔凈低碳高效利用。目標和藍圖上,通過技術創新、理念創新實現零生態損害的綠色開采、零排放的低碳利用,建設多元協同的清潔能源基地,實現采掘智能化、井下“無人化”、地面“無煤化”,推進煤炭成為清潔能源;煤礦成為集合風能、太陽能等多元協同的清潔能源基地;煤炭行業成為社會尊重、人才向往的高新技術行業。技術路線上,分智能化無人開采、流體化開采、地下空間開發利用、清潔低碳利用四大領域,提出了升級與換代、拓展與變革、引領與顛覆三個階段、三個層次的技術裝備攻關清單。攻關重點上,提出了煤炭資源深部原位流態化開采的定義、內涵、關鍵詞,系統闡述了深部原位流態化開采的構想、基礎理論和關鍵技術體系,并給出了核心顛覆性技術構想?!?/span>
“雙碳”目標倒逼煤炭行業改變過去幾十年“引進—消化—吸收—再創新”的路徑延續式創新模式,煤炭行業將迎來實現顛覆性創新的機遇,可以集聚優勢創新資源,輕裝上陣主攻自主原創的革新技術及裝備,成為高精尖技術產業。謝和平表示。
“最后,煤炭與可再生能源具有良好的互補性,煤礦區也具有發展可再生能源的先天優勢,這都為煤炭行業提供了搶占新能源主陣地的發展機遇?!?/span>謝和平指出,煤礦區除了豐富的煤炭資源外,還有大量的土地、風、光等其它資源。我國目前已有及未來預計新增的采煤沉陷區面積超過6萬平方千米,可為燃煤發電和風光發電深度耦合提供土地資源。煤礦井巷落差大,可用于抽水蓄能,為可再生能源調峰;我國煤礦井巷和采空區形成的地下空間大,體積超過156億立方米,且有不少的殘煤,殘余煤炭二氧化碳吸附能力強,有利于井下碳吸附、碳儲存;此外,井下溫度較高且穩定,可發展地熱開發利用技術。
“過去很多年,煤炭企業發展新能源基礎弱,也沒有動力、決心,碳中和目標倒逼煤炭企業主動發展新能源,進入新能源主陣地??梢猿浞职l揮煤礦區優勢,以煤電為核心,與太陽能發電、風電協同發展,構建多能互補的清潔能源系統,將煤礦區建設成為地面-井下一體化的風、光、電、熱、氣多元協同的清潔能源基地?!敝x和平說,“總體來講,碳達峰、碳中和進程將是煤炭行業轉型升級乃至顛覆式發展的過程。因此,碳達峰、碳中和對煤炭行業而言,絕非只是艱巨的挑戰,更是難得的歷史機遇?!?/span>
來源:煤炭學報