謝和平院士“煤炭行業(yè)碳中和發(fā)展”戰(zhàn)略觀點(diǎn)
摘要：中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議提出“要立足以煤為主的基本國情，抓好煤炭清潔高效利用”，明確煤炭發(fā)展定位。謝和平院士持續(xù)開展碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)下煤炭行業(yè)發(fā)展形勢研判、發(fā)展戰(zhàn)略研究，積極向決策部門建言，系統(tǒng)回顧謝和平院士“煤炭行業(yè)碳中和發(fā)展”戰(zhàn)略觀點(diǎn)。 2021年12月8~10日召開的中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議，提出“實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和是推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)在要求，要堅(jiān)定不移推進(jìn)，但不可能畢其功于一役。要堅(jiān)持全國統(tǒng)籌、節(jié)約優(yōu)先、雙輪驅(qū)動(dòng)、內(nèi)外暢通、防范風(fēng)險(xiǎn)的原則。傳統(tǒng)能源逐步退出要建立在新能源安全可靠的替代基礎(chǔ)上。要立足以煤為主的基本國情，抓好煤炭清潔高效利用，增加新能源消納能力，推動(dòng)煤炭和新能源優(yōu)化組合。要狠抓綠色低碳技術(shù)攻關(guān)。要科學(xué)考核，新增可再生能源和原料用能不納入能源消費(fèi)總量控制，創(chuàng)造條件盡早實(shí)現(xiàn)能耗‘雙控’向碳排放總量和強(qiáng)度‘雙控’轉(zhuǎn)變，加快形成減污降碳的激勵(lì)約束機(jī)制，防止簡單層層分解”。 近年來，謝和平院士帶領(lǐng)研究團(tuán)隊(duì)持續(xù)開展碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)下煤炭行業(yè)發(fā)展形勢研判、發(fā)展戰(zhàn)略研究，積極向決策部門建言，以推進(jìn)煤炭行業(yè)理性落實(shí)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)自身的科學(xué)發(fā)展，并支撐新能源發(fā)展。值此中央明確煤炭發(fā)展定位之際，系統(tǒng)回顧謝和平院士“煤炭行業(yè)碳中和發(fā)展”戰(zhàn)略觀點(diǎn)。
一、科學(xué)研判，前瞻提出碳中和目標(biāo)下能源發(fā)展的“四大路徑”
圖1 謝和平院士在“雙碳目標(biāo)下煤炭行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)與高質(zhì)量發(fā)展研討會(huì)”上做報(bào)告
2021年5月在中國煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)組織召開的“雙碳目標(biāo)下煤炭行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)與高質(zhì)量發(fā)展研討會(huì)”上發(fā)表的“碳中和目標(biāo)下煤炭行業(yè)發(fā)展機(jī)遇”主旨演講，以及7月發(fā)表在《煤炭學(xué)報(bào)》的專題論文中，謝和平院士系統(tǒng)分析美國等發(fā)達(dá)國家碳達(dá)峰前后現(xiàn)代化進(jìn)程、能源消費(fèi)、碳排放強(qiáng)度等基本特征和變化規(guī)律，結(jié)合我國能源資源稟賦和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展所處階段，科學(xué)研判我國能源需求總量變化趨勢，率先提出“走出適合中國國情的碳中和路徑，而不能簡單理解為去化石能源（去煤化）來實(shí)現(xiàn)碳中和”，并前瞻提出碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)下，我國能源發(fā)展將主要有四大路徑：
01
大力發(fā)展節(jié)能技術(shù)，提高能源效率，減少能源增量。
我國單位GDP能耗是世界平均水平的1.4~1.5倍，若達(dá)到世界平均水平，少用能13億tce/a、減排CO2 34億t/a，相當(dāng)于2020年我國碳排放量的1/3。
02
大力發(fā)展新能源，優(yōu)化電力結(jié)構(gòu)。
發(fā)展風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮艿瓤稍偕茉窗l(fā)電技術(shù)，逐步提高非化石能源發(fā)電占比。
03
大力發(fā)展低碳清潔煤炭科學(xué)產(chǎn)能。
清潔綠色開發(fā)煤炭，并充分發(fā)揮煤炭在平衡能源品種中的作用，做好能源兜底保障。
04
發(fā)展少碳-用碳-零碳能源原理創(chuàng)新與顛覆性技術(shù)。
CCUS及低碳、零碳能源新技術(shù)，研究和應(yīng)用CO2礦化發(fā)電、 CO2催化轉(zhuǎn)化制甲醇等顛覆性技術(shù)，將CO2轉(zhuǎn)化為能源和原料。
其中特別強(qiáng)調(diào)，滿足經(jīng)濟(jì)應(yīng)急、能源安全、國家安全的需要，應(yīng)將煤炭清潔低碳利用作為碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)下能源發(fā)展的重要路徑。
二、量化分析，客觀提出碳中和目標(biāo)下煤炭地位變化與發(fā)展機(jī)遇
繼2021年5月“碳中和目標(biāo)下煤炭行業(yè)發(fā)展機(jī)遇”主旨演講后，在6月中國工程院咨詢研究項(xiàng)目“我國煤炭科學(xué)產(chǎn)能支撐能力和可持續(xù)發(fā)展?jié)摿Α毖杏憰?huì)上，謝和平院士量化分析碳中和目標(biāo)下煤炭未來地位變化趨勢、煤炭科學(xué)產(chǎn)能支撐能力，提出煤炭行業(yè)將迎來“三大機(jī)遇”。
1.量化分析碳中和目標(biāo)下煤炭主要消費(fèi)領(lǐng)域和消費(fèi)量，客觀研判我國能源消費(fèi)格局演變趨勢及不同時(shí)段煤炭與新能源地位變化。基于美國、德國、日本的發(fā)展歷程，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)生變化，量化分析了不同時(shí)段作為電力調(diào)峰、碳質(zhì)還原劑以及保障油氣供應(yīng)安全等的煤炭需求，提出碳中和目標(biāo)下我國能源消費(fèi)格局演變分為煤炭由基礎(chǔ)能源（2021~2030年）→保障能源（2031~2050年）→支撐能源（2051~2060年）、新能源對應(yīng)由補(bǔ)充能源→替代能源→主體能源的三個(gè)階段，新能源在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的占比分別為15%~29%、30%~49%、50%~80%。
圖2 碳中和目標(biāo)下煤炭與新能源的地位變化
2.量化分析煤炭科學(xué)產(chǎn)能資源量及支撐能力，提出現(xiàn)有資源量和技術(shù)水平很難支撐碳中和的煤炭需求。對全國25個(gè)資源枯竭煤礦、47個(gè)生產(chǎn)礦井進(jìn)行統(tǒng)計(jì)建模分析，得出4點(diǎn)認(rèn)識(shí)：
01
當(dāng)前技術(shù)條件下，資源枯竭型關(guān)閉礦井采出煤量僅是地質(zhì)資源量的1/4，實(shí)際服務(wù)年限僅是設(shè)計(jì)值的1/3；
02
目前正在運(yùn)行的生產(chǎn)礦井資源采出率僅40%左右；
03
考慮生態(tài)約束、安全約束下的現(xiàn)有煤炭資源儲(chǔ)量僅4654億噸；
04
現(xiàn)有煤炭資源量和技術(shù)水平僅能支撐到碳達(dá)峰，很難支撐到碳中和。
3.比較分析被動(dòng)式超負(fù)荷運(yùn)行的煤炭行業(yè)發(fā)展實(shí)際，提出碳中和目標(biāo)下煤炭行業(yè)將迎來三大機(jī)遇。碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)促進(jìn)煤炭消費(fèi)減量，帶動(dòng)煤炭生產(chǎn)強(qiáng)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)留出降低發(fā)展速度、提升發(fā)展質(zhì)量的時(shí)間和空間，給煤炭行業(yè)帶來轉(zhuǎn)型發(fā)展的三大機(jī)遇：
01
實(shí)現(xiàn)煤炭高質(zhì)量發(fā)展的機(jī)遇——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；
02
煤炭升級(jí)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的機(jī)遇——倒逼改變過去幾十年引進(jìn)-消化-吸收-再創(chuàng)新的路徑延續(xù)式創(chuàng)新模式，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)；
03
煤炭搶占新能源主陣地的機(jī)遇——倒逼煤炭企業(yè)主動(dòng)發(fā)展新能源，進(jìn)入新能源主陣地。
三、系統(tǒng)思維，深化提出煤炭行業(yè)碳中和發(fā)展應(yīng)以“技術(shù)為王”
2021年9月在全球綠色發(fā)展高峰論壇上、11月在中國煤炭發(fā)展高峰論壇上，謝和平院士分別發(fā)表了題為“碳中和——技術(shù)為王”“煤炭行業(yè)碳中和發(fā)展戰(zhàn)略與科技創(chuàng)新路徑”的主旨演講，系統(tǒng)提出碳中和目標(biāo)下煤炭行業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，深化提出煤炭行業(yè)碳中和發(fā)展應(yīng)以“技術(shù)為王”。
1.結(jié)合碳達(dá)峰碳中和不同階段高質(zhì)量供應(yīng)煤炭的需求，提出碳中和目標(biāo)下煤炭行業(yè)四大發(fā)展戰(zhàn)略。滿足2030年前45~35億t/a、2040~2050年35~25億t/a、2050~2060年25~15億t/a、2060年以后15~12億t/a的煤炭供應(yīng)需求，全面支撐新能源為主體的新型電力系統(tǒng)建設(shè)，提出四大發(fā)展戰(zhàn)略：
01
新增煤炭資源量；
02
提升煤炭科學(xué)產(chǎn)能能力；
03
加快煤炭開發(fā)利用技術(shù)進(jìn)步；
04
發(fā)展煤炭行業(yè)獨(dú)有碳中和技術(shù)。
2.基于用煤和減碳的雙重要求，提出碳中和發(fā)展應(yīng)以“技術(shù)為王”。即使到2060年，我國電力調(diào)峰、碳質(zhì)還原劑以及保障油氣供應(yīng)安全仍需要煤炭，碳中和應(yīng)以技術(shù)為王，發(fā)展少碳、用碳、無碳技術(shù)。要大力發(fā)展碳減排、碳捕捉、碳利用的CCUS新技術(shù)，更要攻關(guān)無碳排放能源顛覆性技術(shù)，走出適合中國國情的碳中和路徑，而不能簡單理解為去化石能源（去煤化）來實(shí)現(xiàn)碳中和，更不能片面性的“去碳”，甚至將“碳中和”進(jìn)行“商業(yè)化”炒作。
圖3 謝和平院士提出的碳中和技術(shù)體系
四、客觀思辨，積極建言理性推進(jìn)煤炭行業(yè)碳達(dá)峰碳中和步伐
1. 2021年8月謝和平院士領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊(duì)與國務(wù)院發(fā)展研究中心專家聯(lián)合主筆“雙碳目標(biāo)下我國煤炭兜底保障能力不容忽視”報(bào)送最高決策層，提出5點(diǎn)建議：
01
盡快明確雙碳目標(biāo)下我國煤炭定位和產(chǎn)業(yè)政策。
02
合理配置雙碳目標(biāo)下所需的煤炭“資源-產(chǎn)能-產(chǎn)品”儲(chǔ)備能力。
03
加快提升煤炭產(chǎn)需平衡能力和突發(fā)事件靈活應(yīng)對能力。
04
加大具有長遠(yuǎn)前景的顛覆性新技術(shù)研發(fā)支持和儲(chǔ)備。
05
加快發(fā)展煤炭與新能源耦合發(fā)展新模式。
其中特別提出“加快發(fā)展煤炭與新能源耦合發(fā)展新模式”，以偏遠(yuǎn)煤礦區(qū)煤炭開采為基礎(chǔ)，加快發(fā)展與風(fēng)電、光伏、核能、熱力和天然氣等新能源協(xié)同發(fā)展的清潔能源基地，推進(jìn)多種電力能源的協(xié)同高效開發(fā)利用。
2. 2021年10月，在中國工程院組織召開的拉閘限電問題分析及對策討論會(huì)上，謝和平院士從偶然因素、必然因素兩方面，客觀分析了導(dǎo)致拉閘限電的原因，系統(tǒng)分析了煤炭供應(yīng)嚴(yán)重短缺的深層次原因，明確提出7點(diǎn)建議，以推進(jìn)煤炭行業(yè)碳達(dá)峰碳中和理性發(fā)展。
1.堅(jiān)持雙碳目標(biāo)國家戰(zhàn)略，全面落實(shí)習(xí)總書記9月13日講話精神。“煤炭作為我國主體能源，要按照綠色低碳的發(fā)展方向，對標(biāo)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)任務(wù)，立足國情、控制總量、兜住底線，有序減量替代，推進(jìn)煤炭消費(fèi)轉(zhuǎn)型升級(jí)?！鸭訌?qiáng)科技創(chuàng)新作為最緊迫任務(wù)，加快關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，積極發(fā)展煤基特種燃料、煤基生物可降解材料等”。
2.國家的雙控政策，應(yīng)該調(diào)整為控排放、控利用效率。國家應(yīng)該將控制能源強(qiáng)度、能源總量，轉(zhuǎn)變?yōu)榭刂颇茉蠢玫奶寂欧藕屠眯?，既符合雙碳目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，也能滿足高質(zhì)量發(fā)展的經(jīng)濟(jì)總量需求（經(jīng)濟(jì)總量要上去，能源總量必然要同步增長，同時(shí)還能達(dá)到雙碳目標(biāo)要求）。
3.全面推進(jìn)低碳清潔綠色的煤炭開發(fā)利用技術(shù)以及“煤電+CCUS技術(shù)”路線，為“風(fēng)/光新能源+儲(chǔ)能”的成長提供10~20年的窗口期，形成符合中國國情的碳中和發(fā)展路徑。應(yīng)“先立后破”，“先立”即大力發(fā)展低碳清潔綠色的煤炭開發(fā)與利用技術(shù)以及“煤電+CCUS技術(shù)”，實(shí)現(xiàn)煤炭清潔低碳利用，保證真正實(shí)現(xiàn)風(fēng)光新能源+儲(chǔ)能技術(shù)的成熟穩(wěn)定。
4.組建五大煤炭科學(xué)產(chǎn)能保供基地與國家煤炭儲(chǔ)備基地。確保我國經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和能源安全，要建立我國煤炭科學(xué)產(chǎn)能的保供基地（山西、陜北、蒙西、蒙東、新疆）。要像重視油氣儲(chǔ)備一樣重視煤炭儲(chǔ)備基地建設(shè)。
5. 要在國家層面大力推進(jìn)節(jié)能技術(shù)、儲(chǔ)能技術(shù)、海水制氫技術(shù)發(fā)展。節(jié)能技術(shù)——全面提高能源利用效率，減少能源需求總量。儲(chǔ)能技術(shù)——新能源穩(wěn)定供應(yīng)。海水制氫技術(shù)——開辟新的能源途徑。
6.碳達(dá)峰碳中和各項(xiàng)政策要協(xié)同聯(lián)動(dòng)起來，政策制定要從實(shí)際出發(fā)，全局考慮，科學(xué)論證，相互協(xié)調(diào)，防止處處是紅線，相互掣肘。
7.要對我國資源“富煤”再評(píng)估，對煤炭資源和產(chǎn)能的支撐度再認(rèn)識(shí)，千米以深煤礦不能開采的政策要重新考量。
自2014年以來，謝和平院士持續(xù)呼吁“清潔能源應(yīng)不論出身，只論排放”，在合理利用的情況下，煤炭也可以是清潔能源、低碳能源，應(yīng)將“雙控”的重點(diǎn)落在控制能源利用的碳排放和控制能源利用效率上。在建議中特別強(qiáng)調(diào)“國家的雙控政策，應(yīng)該調(diào)整為控排放、控利用效率”，應(yīng)該將控制能源強(qiáng)度、能源總量，轉(zhuǎn)變?yōu)榭刂颇茉蠢玫奶寂欧藕屠眯省?/span>
