习近平总书记在国家能源集团榆林化工有限公司视察调研并发表重要讲话,强调能源产业要继续发展,否则不足以支撑国家现代化,所以煤炭能源发展要转型升级,走绿色低碳发展的道路[2]。习近平总书记重要讲话进一步明确了煤炭在中国能源结构中的主体地位,指明了煤炭绿色低碳的发展方向,规划了煤化工产业高端化、多元化、低碳化的发展路径,强调了能源科技创新的重要性和紧迫性[3]。深入开展煤炭清洁高效利用,将对推动煤基产业绿色低碳转型,提高国家能源战略安全保障能力,支撑国民经济发展,促进碳达峰、碳中和,乃至推动生态文明建设具有十分重要的意义。
推动实现碳达峰、碳中和,是以习近平同志为核心的党中央统筹国内国际两个大局作出的重大战略决策,是着力解决资源环境约束突出问题、实现中华民族永续发展的必然选择[4]。2021年12月8—10日召开的中央经济工作会议再次强调,要正确认识和把握碳达峰、碳中和[5]。实现碳达峰、碳中和是推动高质量发展的内在要求,但不可能毕其功于一役,传统化石能源逐步退出历史舞台要建立在新能源安全可靠的替代基础上。在相当长一段时间内,中国仍然要立足以煤为主的资源禀赋,抓好煤炭清洁高效利用,协同增加新能源消纳。因此,如何立足国情使用好煤炭,如何加快煤炭、煤电、煤化工等煤基产业的绿色低碳转型发展,是关系中国碳达峰、碳中和重大战略实施进程的一个重要课题。
1. 我国煤基产业现状
1.1 煤炭行业
截至2019年底,我国煤炭探明资源储量约1.74万亿t[6]。2016—2020年我国原煤产量逐年增加(图1)。2020年我国煤炭消费量达39亿t,占一次能源消费总量(49.8亿t,以标准煤计)的56.8%[7]。2020年全国规模以上煤炭开采和洗选业实现营业收入20 001.9亿元,占国民总收入的2.0%。煤炭行业是我国人为甲烷气体排放量占比最高的行业,根据最新的国家温室气体清单数据,我国煤炭开采导致的甲烷排放占人为甲烷排放总量的38%,约为2 100万t。煤炭行业甲烷回收利用水平不高,浓度高于8%的瓦斯已经获得广泛应用,而浓度低于8%以及乏风的利用则成为实现矿井瓦斯综合利用的关键。
1.2 煤电行业
截至2020年底,我国发电装机容量达22亿kW,其中火电装机12.5亿kW(煤电10.8亿kW),风电2.8亿kW,光伏2.5亿kW。2020年,全国全口径发电量7.62万亿kW·h,其中火电发电量达5.17万亿kW·h(煤电4.63万亿kW·h),煤电发电量占比从2015年的67.9%下降至2020年的60.8%,非化石能源发电量占比从2015年的27.2%上升至2020年的33.9%。煤电仍是我国电力消费的主力来源,虽然约88%的燃煤机组都实施了超低排放改造,但其二氧化硫和氮氧化物排放量占全国总排放量的比例仍分别达到了11%和8%左右。同时,煤电是我国二氧化碳排放大户,其二氧化碳排放量占我国二氧化碳总排放量的40%左右。