煤炭如何做“减法”
来源:(能源评论) 时间: 2021-09-08 点击:1466 点赞:0

9月3日,国务院总理李克强在2021年太原能源低碳发展论坛开幕式上指出,我们将坚持实施能源安全新战略,推进能源消费、供给、技术、体制革命,全方位加强国际合作,切实推进能源转型。在做好宏观政策跨周期调节的同时,加快推动产业结构优化升级,一手做“减法”,严控高耗能、高排放行业产能规模;一手做“加法”,大力发展节能环保产业,为世界经济复苏注入新动力。

那么,“双碳”目标下,煤炭行业的路要怎么走?如何优化存量、转变生产方式、提高利用率,将成为我国煤炭行业面临的又一道减法题。

目前,我国能源行业的二氧化碳排放量占全部温室气体总排放量的73%。根据煤炭工业协会的数据,2020年,煤炭在我国一次能源消费中的占比为56.8%,尽管较“十三五”初期的62%有明显下降,但占比仍然过半。

但“减煤”不是“去煤”。

“虽然减碳是大趋势,但在相当长时间内,煤炭依然是我国的主体能源、支柱能源。这个认识要到位。”今年全国“两会”期间,全国政协委员、中国科学院院士何满潮表示。

以湖南省为例,一直以来,湖南作为水电大省,其在电源端水电与火电的装机容量比例大致相当。根据湖南省发改委的数据,截至2020年年底,湖南省电力总装机容量达4864万千瓦,其中火电装机2200多万千瓦,仅占45%左右,水电和新能源装机占比则超过50%。就是这样一个电源结构符合未来预期的省份,却在去年年底出现了罕见的“拉闸限电”情况。

尽管这次“拉闸限电”属于偶发事件,即由工业生产高速增长和低温寒流叠加导致电力需求超预期高速增长。但针对类似情况,国家发改委和能源局给出的四条解决办法中,有三条和煤炭相关,其中一条便是:进一步多渠道增加电煤供应。

中国煤炭工业协会发布的《煤炭工业“十四五”结构调整指导意见》明确指出,我国仍处于工业化快速发展阶段,能源消费增幅回落,总量还将增加,综合考虑我国油气资源进口与国际经济、地缘政治等复杂关系,煤炭在我国能源安全稳定供应中的兜底保障作用依然无可替代。

一边是“2030年单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上,非化石能源占一次能源消费的比重将达到25%左右”的减排承诺;另一边是仍需要煤炭作为重要的支撑能源助力我国社会经济发展,煤炭行业应如何做好“减法”,才能将碳减排做到既快又稳?

《意见》的颁布正式拉开了我国煤炭行业供给侧改革的大幕。截至2020年年底,我国累计退出煤矿约5500处,退出落后煤炭产能10亿吨/年以上,超额完成《意见》中提出的目标。

经过大刀阔斧地“去产能”,5500处煤矿退出后,存量时代里煤炭行业由减“增量”所带来的“去产能”空间将越来越小,煤炭行业迎来了 “内卷”。

那么,谁来减?如何减?

首先,作为煤炭消费的主力军,煤电部门的碳减排工作是我国二氧化碳减排绕不开的话题,也是“双碳”目标能否实现的关键。

一直以来,我国存在煤电利用小时数持续降低、规划和在建煤电项目规模较大、违规建设等问题。因此,推进煤电供给侧结构性改革、化解煤电产能过剩、提升煤电发电效率是实现煤电部门碳减排的重要途径。

煤炭如何做“减法”

浙能长兴发电有限公司煤场封闭改造项目。

华北电力大学经济与管理学院教授袁家海指出,“十三五”期间,为有效化解煤电产能过剩的风险,一方面,通过加快淘汰落后产能,严控新增煤电规模;另一方面,推动煤电产业转型升级,煤电装机技术结构不断优化,煤电发电效率得到大幅提升。

截至2020年年底,我国60万千瓦级以上高效煤电机组容量为5.36亿千瓦,占比较2015年提升2.6个百分点,10万千瓦级以下小机组容量为0.5亿千瓦,占比较2015年降低0.5个百分点;通过积极推进煤电超低排放和节能改造,截至2020年年底,我国完成超低排放节能改造煤电机组装机容量达9.5亿千瓦,约占煤电总装机容量的89%。得力于技术结构优化和节能改造的深入,2020年平均供电煤耗降至305.5克标准煤/千瓦时,较2015年下降3个百分点。

“此外,过去五年中,可再生能源的蓬勃发展,对燃煤发电增量电量形成有效替代,也加速推动了电力清洁低碳转型。”袁家海表示。

“十三五”期间,我国风电、光伏迎来“井喷式”发展。截至2020年年底,风电、光伏装机总容量达到5.4亿千瓦;弃风弃光问题得到显著改善,2020年弃风弃光率降至3%,较2015年下降11.6个百分点,可再生能源得到布局优化和提质增效。2020年可再生能源发电量达到2.2万亿千瓦时,较2015年增长8191亿千瓦时,可再生能源新增发电量占新增电力需求的44.8%。

其次,如果说严控煤电是从煤炭消费端入手进行碳排放的“节流”,那么作为煤炭供给端的煤矿企业则需要从源头入手,严控二氧化碳的排放。

中国工程院院士王国法指出,通过改善煤炭开发利用工艺、技术和系统性管理,可提高煤炭资源的开发利用效率,减少煤炭用量,这本身就是碳减排,而且比碳捕集和封存的减排量更大、更具经济性。

中国能源研究会高级研究员牛克洪也表示,运用数字技术实现智能化开采是未来煤炭企业转型升级、绿色发展的必由之路。

煤炭如何做“减法”

陕煤集团西安煤矿机械有限公司联合西安科技大学等单位研发的煤矿智能掘进机器人系统出厂。

因此,人工智能、工业物联网、云计算、大数据、机器人、智能装备等与现代煤炭开发利用深度融合的智能煤矿,不仅可以提升煤矿安全生产水平,还可以提高煤炭的开采水平和速度,减少开采过程中不必要的能源消耗。

目前,我国已有不少煤矿开始尝试智能化转型。

截至2020年年底,我国已建成400多个智能化煤矿采掘工作面,采煤、钻锚、巡检等19种煤矿机器人在井下实施应用。随着煤矿数字化、智能化、绿色化转型,我国煤矿安全生产形势持续稳定好转,生产效率明显提高,全国煤矿年人均工效由925吨提高到2600吨以上,增幅达181%。

去年12月,国家能源局、国家煤矿安全监察局公布了我国首批71家进入国家智能化示范煤矿建设的单位名单,预计到“十四五”末,我国智能化生产煤矿数量将在1000处以上。

其实,除了煤电企业和煤炭企业外,我国还有约12%的煤炭消费用于石油及煤化工企业。

相较将煤炭用作燃料,燃烧后产生大量的二氧化碳和其他污染物直接排放到空气中,近几年,煤化工企业则尝试把煤炭变成材料,力图通过将碳“锁”在煤制品中,达到碳减排的目的。

不过,中国工程院院士、清华大学化工科学与技术研究院院长金涌指出,我国虽然有技术将煤炭从燃料变成材料,但煤化工仍属于高碳排放行业,在生产过程中不仅会产生大量的二氧化碳,同时还会消耗大量的水,造成资源的浪费。

“未来,煤化工要走高附加值的产品路径,在将煤炭变成材料的同时尽量少排或不排二氧化碳。目前,煤炭分质利用技术便是一个很好的尝试。”金涌表示。

所谓煤炭分质利用也叫“煤炭分质清洁高效转化利用”,即通过中低温热解技术对煤炭进行分质,将煤热解成气、液、固三类物质,然后根据各类热解产物的物理化学性质有区别地进行利用,力求通过对热解产物“吃干榨尽”,达到资源利用率最高的目的。

《2020 煤炭行业发展年度报告》也明确指出,“十四五”期间,我国要继续推进煤炭清洁高效利用,支持煤炭分质分级梯级利用,从源头上控制污染物排放,提高煤炭资源综合利用效率和价值。

自古以来,煤炭就是重要的燃料,作为最早利用煤炭的国家,我国在《汉书•地理志》中便有“豫章郡出石,可燃为薪”的记载。

跨过千年时间,尽管沧海桑田,但自新中国成立以来,煤炭这一古老的能源一直为我国的现代化建设贡献着巨大力量。

2021 年是开启全面建设社会主义现代化国家新征程的起步之年,“双碳”时代下,尽管不少老旧煤矿已经或即将退出,但如何发挥煤炭的存量优势,发挥老矿区土地、厂房、资源等优势,培育发展新产业、新产品、新业态,推动老矿区及企业转型发展,将是煤炭这一能源“老兵”肩负的更大使命。


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