謝和平院士：碳中和給煤炭行業(yè)帶來顛覆性創(chuàng)新機遇
煤炭生產(chǎn)消費的碳排放占我國碳排放總量的70%—80%，是名副其實的碳排放大戶。在碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)下，業(yè)內(nèi)外不少人士紛紛唱衰煤炭。但中國工程院院士、深圳大學(xué)深地科學(xué)與綠色能源研究院院長謝和平明確指出，我國的資源稟賦和現(xiàn)階段經(jīng)濟社會的發(fā)展實際，決定了短期內(nèi)我國經(jīng)濟社會發(fā)展仍離不開煤炭。并且，既使全面實現(xiàn)了碳中和，我國仍需要煤炭作為電力調(diào)峰、碳質(zhì)還原劑和保障能源安全的兜底能源，屆時的消費量仍將維持在12—15億噸/年左右。同時，我國煤炭行業(yè)目前仍存在諸多問題、未實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，碳達(dá)峰、碳中和也為行業(yè)提質(zhì)增效提供倒逼機制，創(chuàng)造了時間和空間。
因此，碳達(dá)峰、碳中和對煤炭行業(yè)而言，絕非只是艱巨的挑戰(zhàn)，更是難得的歷史機遇，即實現(xiàn)煤炭高質(zhì)量發(fā)展的機遇、煤炭升級高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的機遇、煤炭搶占新能源主陣地的機遇。
“未來相當(dāng)長一段時間內(nèi)，我國經(jīng)濟社會發(fā)展仍將離不開煤炭”
“能源領(lǐng)域是我國實現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和的核心所在，但不意味著要完全退出煤炭，要完全退出化石能源。”謝和平表示，在這方面，美國的現(xiàn)代化進程、能源消費、碳排放強度等的變化給了我們?nèi)c啟示。
具體來講，一是頁巖氣革命支撐了美國經(jīng)濟發(fā)展的能源需求，現(xiàn)代化進程仍需化石能源。近10年頁巖氣產(chǎn)量年均增長23.4%，支撐天然氣在美國能源消費結(jié)構(gòu)中提高了9個百分點，化石能源在能源消費結(jié)構(gòu)中占比穩(wěn)定保持在80%以上。
二是節(jié)能帶動現(xiàn)代化進程與能源消費脫鉤，是支撐能源達(dá)峰、碳排放下降的最核心因素。近10年美國單位GDP能耗年均降速達(dá)3.6%，節(jié)能相當(dāng)于增加美國能源供應(yīng)41.5%，且不增加碳排放。
三是如光靠新能源增長，支撐不起美國經(jīng)濟發(fā)展。近10年美國核能基本不增長，可再生能源在能源消費結(jié)構(gòu)中僅增長4.4個百分點。如果扣除頁巖氣推動的天然氣消費增長，美國將增加4.6個百分點的能源供應(yīng)缺口。
“我國油氣對外依存度持續(xù)上升，能源安全面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。我國不能簡單復(fù)制美國發(fā)展頁巖氣等非常規(guī)油氣的能源獨立模式，但可借鑒其成功經(jīng)驗。”謝和平指出，“必須認(rèn)識到，以煤為主的能源資源稟賦和經(jīng)濟社會發(fā)展所處階段，決定了未來相當(dāng)長一段時間內(nèi)，我國經(jīng)濟社會發(fā)展仍將離不開煤炭。碳達(dá)峰碳中和需要長期努力才能實現(xiàn)，在2030年前的近10年碳達(dá)峰過程中，在2060年前的近40年碳中和過程中，仍需要煤炭發(fā)揮基礎(chǔ)能源作用，做好經(jīng)濟社會發(fā)展的能源兜底保障。”
據(jù)謝和平介紹，美國、德國、日本等發(fā)達(dá)國家的發(fā)展歷程也表明，即使有可替代煤炭的能源，碳達(dá)峰后仍然使用煤炭，只是煤炭的用途發(fā)生了變化。“鑒于我國能源資源稟賦和經(jīng)濟社會所處階段，煤炭消費量占比雖下降，但是在能源體系中的‘壓艙石’和‘穩(wěn)定器’作用越來越凸顯。結(jié)合發(fā)達(dá)國家的發(fā)展歷程，預(yù)計我國在2060年完全實現(xiàn)碳中和后，仍需要煤炭作為電力調(diào)峰、碳質(zhì)還原劑以及保障油氣供應(yīng)安全等。”
“為煤炭行業(yè)留出了降低發(fā)展速度、提升發(fā)展質(zhì)量的時間和空間”
“近幾十年來，經(jīng)濟社會的快速發(fā)展催生了煤炭需求的持續(xù)旺盛，也直接導(dǎo)致了煤炭行業(yè)被動式超負(fù)荷運行。碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)促進煤炭消費減量，帶動煤炭生產(chǎn)強度下降，給煤炭行業(yè)帶來發(fā)展空間受限的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，也為煤炭行業(yè)留出了降低發(fā)展速度、提升發(fā)展質(zhì)量的時間和空間，給煤炭行業(yè)帶來轉(zhuǎn)型發(fā)展的機遇。”謝和平指出，首先便是回歸高質(zhì)量發(fā)展的機遇。
據(jù)介紹，煤炭行業(yè)70年負(fù)載運行，超負(fù)荷生產(chǎn)，為經(jīng)濟社會發(fā)展貢獻了925億噸煤炭產(chǎn)品，在支撐經(jīng)濟社會快速發(fā)展的同時，也帶來了一系列嚴(yán)重的問題。煤礦基本建設(shè)欠賬較多，加上一些煤礦高負(fù)荷甚至超能力生產(chǎn)，安全生產(chǎn)事故時有發(fā)生；井下工程和采空區(qū)規(guī)模超出地質(zhì)承載力，嚴(yán)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(zhì)條件好的情況下同樣產(chǎn)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(chǎn)能就必須擴大到30億噸，必須開采地質(zhì)條件不好的20億噸，因此問題就出現(xiàn)了。”具體來講，為了滿足高產(chǎn)能的要求，煤炭行業(yè)做出了巨大努力，1/3依靠適應(yīng)國情的新技術(shù)和世界一流的煤礦，1/3依靠一般技術(shù)的煤礦，而另外的1/3則依靠技術(shù)水平低、安全差的煤礦。
事實上，煤炭行業(yè)專家學(xué)者早在20世紀(jì)末就提出推進煤炭行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的愿望，根據(jù)地質(zhì)條件、技術(shù)水平建設(shè)科學(xué)產(chǎn)能，煤炭產(chǎn)量控制在合理規(guī)模？茖W(xué)產(chǎn)能的理念也被廣泛接受。
錢鳴高研究認(rèn)為，按照目前煤炭行業(yè)的技術(shù)水平，我國煤炭產(chǎn)量在25—30億噸比較合適。“但是科學(xué)產(chǎn)能建設(shè)步伐不及預(yù)期。碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)下，煤炭行業(yè)可放下產(chǎn)量增長的包袱，回歸到合理規(guī)模，走科學(xué)產(chǎn)能之路，走自己的高質(zhì)量發(fā)展之路，為煤炭行業(yè)回歸高端發(fā)展提供了難得機遇。煤炭行業(yè)需要盡快從擴大產(chǎn)能產(chǎn)量追求粗放性效益為第一目標(biāo)的增量時代，邁向更加重視生產(chǎn)、加工、儲運、消費全過程安全性、綠色性、低碳性、經(jīng)濟性的存量時代，快速提升發(fā)展質(zhì)量。”謝和平指出。
“碳達(dá)峰、碳中和進程將是煤炭行業(yè)轉(zhuǎn)型升級乃至顛覆式發(fā)展的過程”
“其次是要抓住煤炭行業(yè)升級高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的機遇。”謝和平表示，“2015年以來，積極把握經(jīng)濟社會發(fā)展的態(tài)勢，煤炭行業(yè)主動提出煤炭革命、自我革命。目前煤炭革命的理念已獲廣泛認(rèn)可，大量高校、科研院所已開始研究，一些研究團隊取得了一定進展，但尚未取得重大突破。”
在此背景下，據(jù)謝和平介紹，深圳大學(xué)提出了一種可適用于現(xiàn)場施工的固體資源流態(tài)化開采新方法-迴行開采結(jié)構(gòu)及方法，進行深部煤炭資源流態(tài)化開采時只需布置一個水平大巷和一個流態(tài)化資源井下中轉(zhuǎn)站，不需要建設(shè)用于煤炭提升、運輸?shù)木铩?/p>
“碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)倒逼煤炭行業(yè)改變過去幾十年引進-消化-吸收-再創(chuàng)新的路徑延續(xù)式創(chuàng)新模式，煤炭行業(yè)將迎來實現(xiàn)顛覆性創(chuàng)新的機遇，可以集聚優(yōu)勢創(chuàng)新資源，輕裝上陣主攻技術(shù)裝備，早日成為高精尖技術(shù)產(chǎn)業(yè)。”謝和平說。
“另外，煤炭與可再生能源具有良好的互補性，煤礦區(qū)也具有發(fā)展可再生能源的先天優(yōu)勢，這都為煤炭行業(yè)提供了搶占新能源主陣地的發(fā)展機遇。”謝和平指出，煤礦區(qū)除了豐富的煤炭資源外，還有大量的土地、風(fēng)、光等其它資源。我國目前已有及未來預(yù)計新增的采煤沉陷區(qū)面積超過6萬平方千米，可為燃煤發(fā)電和風(fēng)光發(fā)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(diào)峰；我國煤礦井巷和采空區(qū)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(wěn)定，可發(fā)展地?zé)衢_發(fā)利用技術(shù)。
“過去很多年，煤炭企業(yè)發(fā)展新能源基礎(chǔ)弱，也沒有動力、決心，碳中和目標(biāo)倒逼煤炭企業(yè)主動發(fā)展新能源，進入新能源主陣地。可以充分發(fā)揮煤礦區(qū)優(yōu)勢，以煤電為核心，與太陽能發(fā)電、風(fēng)電協(xié)同發(fā)展，構(gòu)建多能互補的清潔能源系統(tǒng)，將煤礦區(qū)建設(shè)成為地面-井下一體化的風(fēng)、光、電、熱、氣多元協(xié)同的清潔能源基地。”謝和平說，“總體來講，碳達(dá)峰、碳中和進程將是煤炭行業(yè)轉(zhuǎn)型升級乃至顛覆式發(fā)展的過程。因此，碳達(dá)峰、碳中和對煤炭行業(yè)而言，絕非只是艱巨的挑戰(zhàn)，更是難得的歷史機遇。”
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