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能源轉(zhuǎn)換離不開煤炭的有力支撐

信息來源:鶴壁市華星礦山設(shè)備有限公司 | 發(fā)布時間:2022-02-21 | 訪問次數(shù):547

能源轉(zhuǎn)型是減少溫室氣體排放、有效應(yīng)對氣候變化的重要舉措。煤炭是我國能源供給的主力軍,充分發(fā)揮煤炭的支撐作用,是確保能源體系向低碳轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。


自從我國提出碳達峰、碳中和目標以來,談煤色變,曲解煤炭作用的說法四起。在這種情況下,深刻認識煤炭在我國能源轉(zhuǎn)型中的作用、積極謀劃煤炭產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展路徑非常必要。其中,煤電是煤炭的重要利用方式,2021年底召開的第26屆聯(lián)合國氣候變化大會針對煤電的說法從“phase out(煤電退出)變?yōu)?span>“phase down(減少煤電),表明控制煤電發(fā)展節(jié)奏成為決定能源轉(zhuǎn)型成效的關(guān)鍵因素。

短中期能源供給主力軍
煤炭是能源安全的壓艙石。與石油和天然氣相比,我國煤炭儲量較豐富,依靠國內(nèi)供應(yīng)基本可以滿足消費需求。同時,石油和天然氣進口比例卻在持續(xù)攀升。
近年來,我國煤炭行業(yè)供給側(cè)改革成效顯著,煤炭產(chǎn)能向生產(chǎn)能力大、技術(shù)水平高、生態(tài)環(huán)境影響小的?。▍^(qū))集中。同時,淘汰煤炭落后產(chǎn)能工作深入推進,截至202111月,累計退出煤炭產(chǎn)能9.8 億噸。2021年,我國原煤產(chǎn)量達40.7億噸,同比增長4.7%,原煤生產(chǎn)增速小幅上漲。2021年,全國規(guī)模以上煤炭企業(yè)原煤產(chǎn)量超億噸的省(區(qū))有6個,分別為山西11.93億噸、內(nèi)蒙古10.39億噸、陜西7億噸、新疆3.2億噸、貴州1.35億噸、安徽1.13億噸,產(chǎn)量合計達35億噸,同比增長6.68%,占全國規(guī)模以上煤炭企業(yè)原煤產(chǎn)量的85.9%。
隨著我國深入貫徹綠色發(fā)展理念,煤礦企業(yè)要保證能源安全穩(wěn)定供應(yīng)和礦區(qū)生態(tài)文明建設(shè),持續(xù)向現(xiàn)代化高水平階段發(fā)展,各項生產(chǎn)指標逐步符合綠色發(fā)展要求,整體技術(shù)水平向工藝先進、生產(chǎn)效率高、資源利用率高、安全保障能力強、環(huán)境保護水平高、單位產(chǎn)品能耗低等方向邁進。
儲備能力得到動態(tài)調(diào)整,煤炭保供能力增強。為緩解用煤緊張態(tài)勢,加快先進產(chǎn)能釋放,國家有關(guān)部門積極推動煤礦擴產(chǎn)工作,保障煤炭正常供應(yīng),建成超過1億噸的政府可調(diào)度煤炭儲備能力。同時,加快露天煤礦辦理,先后批復(fù)60余座露天煤礦復(fù)產(chǎn),涉及產(chǎn)能2.1億噸/年。
煤電效率持續(xù)提升。目前我國發(fā)電和供熱行業(yè)二氧化碳排放占全國二氧化碳總排放量的比重超過 40%,是減排重點行業(yè)。實踐證明,提高燃煤發(fā)電效率可降低電力行業(yè)二氧化碳排放。
電力是消耗煤炭的主要行業(yè)之一,也是國家節(jié)能減排工作重點管控行業(yè)。十一五”“十二五”“十三五期間,電力行業(yè)按照相關(guān)部署,深入實施煤電節(jié)能減排改造升級,供電煤耗持續(xù)下降。2020年全國6000千瓦及以上火電廠供電煤耗為305.5克標準煤/千瓦時,比2015年下降9.9/千瓦時,比2010年下降27.5/千瓦時,比2005年下降 64.5 /千瓦時。以2005年為基準年,2006-2020年,供電煤耗降低累計減少電力行業(yè)二氧化碳排放66.7億噸,貢獻率達36%。
集中高效利用可有效降低污染。隨著我國經(jīng)濟發(fā)展水平不斷提升,煤炭在生活消費和商業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的占比逐步降低,同時工業(yè)領(lǐng)域煤炭消費量占比逐步提高。工業(yè)領(lǐng)域集中應(yīng)用既可以提高煤炭的使用效率,也可以顯著降低散燒煤帶來的污染。
支撐能源電力低碳轉(zhuǎn)型
推動傳統(tǒng)能源與可再生能源深度融合是能源轉(zhuǎn)型的理想情景,將帶來兩方面好處:發(fā)揮傳統(tǒng)能源靈活性和儲能價值;避免煤電資產(chǎn)擱淺造成資源浪費,降低能源轉(zhuǎn)型帶來的風險和成本。
保證能源和電力安全穩(wěn)定供應(yīng)。轉(zhuǎn)型目的是推動能源產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展,前提是保證能源和電力安全穩(wěn)定供應(yīng),不能因為當前煤炭是主要碳排放來源,就傾向于拋棄煤炭,而是應(yīng)該用系統(tǒng)的眼光看待煤炭在能源轉(zhuǎn)型中的支撐作用,充分認識到實現(xiàn)煤炭消費比例降低是個循序漸進的過程。從當前以煤電為主的能源系統(tǒng)到未來構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的過程中,煤電將發(fā)揮穩(wěn)定器緩沖器作用。
能源轉(zhuǎn)型意味著能源電力結(jié)構(gòu)將發(fā)生顯著變化。從電源側(cè)來看,高比例風電、太陽能發(fā)電等可再生能源給新型電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行帶來巨大挑戰(zhàn)。同時,新型電力系統(tǒng)呈現(xiàn)大裝機容量、大峰谷差及機組可用率顯著降低等特征,使得其對靈活性電源、調(diào)峰能力等提出了更高要求。從電力終端消費來看,能源轉(zhuǎn)型后電氣化水平將大幅提升,即使相同的全社會能源消費量條件下,全社會用電量將顯著增加,倒逼電源側(cè)提供更多電量,電力系統(tǒng)的發(fā)電裝機規(guī)模和發(fā)電量都將顯著增加。因此,發(fā)揮好煤電在新型電力系統(tǒng)中保障電力運行安全的作用至關(guān)重要。
生物質(zhì)能與煤炭混合發(fā)電有助于降低存量煤電碳排放。未來碳達峰后的碳排放要求將越來越嚴格,生物質(zhì)能是寶貴的負排放能源,可以中和必須保留的煤電機組所排放的二氧化碳。生物質(zhì)能與煤炭混合燃燒或單獨燃燒均可提高電源的靈活性,滿足碳排放降低要求。
煤電與碳捕捉技術(shù)結(jié)合可提供零碳靈活性電源。對電力系統(tǒng)而言,為提供充足的調(diào)峰能力,煤電將長期存在,即使實現(xiàn)碳中和,仍將保留一定容量的煤電機組。由于煤電機組排煙大、煙氣中的二氧化碳分壓低、煙氣成分復(fù)雜等原因,碳捕集難度大、成本高。因此,為確保到2060年煤電機組能提供低碳甚至零碳電力,需提前開展碳捕捉技術(shù)研發(fā)、示范和商業(yè)推廣。
工業(yè)用煤可通過綠氫和綠電替代
除發(fā)電外,煤炭消費還集中在工業(yè)領(lǐng)域。與發(fā)電相比,工業(yè)領(lǐng)域降碳技術(shù)儲備不夠,特別是鋼鐵和水泥領(lǐng)域降碳難度大。對此,可通過綠氫和綠電替代煤炭,降低工業(yè)碳排放。
2021
年,我國粗鋼產(chǎn)量達10.3億噸,其中約8億噸是以煤炭為主要能源,從鐵礦石中生產(chǎn)出來的,占比達78%,其余22%由廢鋼生產(chǎn)而來。傳統(tǒng)的高爐煉鐵通過焦炭燃燒提供還原反應(yīng)所需的熱量并產(chǎn)生還原劑一氧化碳,進而將鐵礦石還原得到鐵,并產(chǎn)生大量二氧化碳。相比之下,氫能煉鋼可利用氫氣替代一氧化碳作為還原劑,其還原產(chǎn)物為水,沒有二氧化碳排放。如果采用風電或太陽能發(fā)電制氫,并使其成本達到鋼鐵行業(yè)可以接受的程度,煤炭將大幅被替代。
目前氫冶金尚處于示范階段,有待于后期技術(shù)突破,推動其成本達到商業(yè)應(yīng)用的程度。
與發(fā)電和鋼鐵相比,水泥行業(yè)降碳難度更大。從全球來看,水泥行業(yè)貢獻了碳排放總量的7%。水泥的碳排放主要源于熟料生產(chǎn),其中石灰石煅燒產(chǎn)生生石灰排放的二氧化碳約占全部生產(chǎn)過程碳排放的55-70%;燃料燃燒產(chǎn)生的二氧化碳約占全部生產(chǎn)過程碳排放的25-40%。
近期,提升能效是降低水泥行業(yè)碳排放的關(guān)鍵,可通過增加替代燃料、研發(fā)碳捕捉技術(shù)等措施,推動水泥行業(yè)遠期碳減排。
需完善煤炭多重價值身份體系
制定煤炭相關(guān)人員再就業(yè)的支持政策。能源轉(zhuǎn)型必須公平才能可持續(xù)并最終實現(xiàn)。煤炭行業(yè)相關(guān)從業(yè)人員的利益訴求需得到尊重和保護,這將有利于在維護社會穩(wěn)定的前提下推動能源轉(zhuǎn)型。煤炭開采地區(qū)居民承受了最大的污染損害,并面臨更大的轉(zhuǎn)型成本。建議國家和地方政府結(jié)合當?shù)剞D(zhuǎn)型實際,為煤炭相關(guān)人員提供培訓(xùn),幫助其穩(wěn)定就業(yè)。
加強減排、工業(yè)等技術(shù)創(chuàng)新。第26屆聯(lián)合國氣候變化大會召開以來,控制甲烷排放成為全球關(guān)注的焦點。然而,煤礦開采釋放的甲烷尚無有效的技術(shù)手段抑制。建議產(chǎn)學(xué)研結(jié)合,加快煤礦開采中的甲烷收集、利用。
提高水泥行業(yè)原料和燃料的替代水平。探索水泥行業(yè)與碳捕捉技術(shù)相結(jié)合,實現(xiàn)水泥工業(yè)零碳排放。促進水泥窯協(xié)同處置生活垃圾,實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境改善和降低碳排放協(xié)同。
培育戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)。隨著原有煤礦建設(shè)項目減少、傳統(tǒng)煤炭建設(shè)工程縮減、市場空間壓縮、煤炭采選業(yè)固定投資逐步放緩,加之煤礦新建、改擴建市場縮減,煤炭相關(guān)從業(yè)人員面臨嚴峻的生活壓力,煤炭產(chǎn)業(yè)集中地區(qū)經(jīng)濟增長嚴重受限。建議培育大數(shù)據(jù)、人工智能等數(shù)字技術(shù)與傳統(tǒng)煤炭產(chǎn)業(yè)融合的戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè),既可以滿足生態(tài)保護要求,也能提升煤炭產(chǎn)業(yè)的整體技術(shù)水平,延伸價值鏈,孕育新的產(chǎn)業(yè)集群,形成新的經(jīng)濟增長點,增加就業(yè)。
制定新形勢下煤電存續(xù)發(fā)展的政策條件。建議統(tǒng)籌考慮煤炭的發(fā)電價值和其為能源系統(tǒng)提供靈活性的調(diào)峰價值,認可其雙重或多重價值身份。
長期以來,發(fā)電是煤電廠的基本收入,也是唯一收入。隨著定位調(diào)整,煤電發(fā)揮作用的環(huán)境更加復(fù)雜,必須堅持針對性的政策、措施,推動煤電企業(yè)積極改造,滿足新形勢下的技術(shù)要求。建議制定和完善符合新發(fā)展要求的煤電機組靈活性和排放標準,促進行業(yè)標準和技術(shù)發(fā)展動態(tài)銜接。