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“双碳”形势下的煤炭发展路径
发稿时间:2021-08-09 来源:中国煤炭市场网 点击:
 

       2030年前碳达峰、2060年实现碳中和,是中国政府对世界的庄严承诺。为落实“双碳”目标,2020年12月的气候雄心峰会上,习近平总书记提出:到2030年,国内生产总值二氧化碳是排放量将比2005年下降65%以上,非化石能源站一次能源的消费比重将达到25%左右,风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦时以上。

  一、从低碳到“双碳”,低碳减排煤炭企业一直在努力。

  煤炭是我国的基础能源,是国家能源安全的基本保障,这是我国的能源禀赋条件所决定的。同时煤炭也是高碳化石能源。从煤炭生产本身并不产生大量的二氧化碳排放,但煤炭消费行业发电、冶金、建材、化工等四大行业却是二氧化碳的高排放企业,据专家测算,煤炭消费行业所产生的二氧化碳占比达到75%以上。

  多年来,煤炭企业在低碳减排方面从未停止过探索。偶然间我看到了2011年第4期《中外企业文化》刊登的文章《低碳经营的领军人》,介绍了现任冀中能源邯矿集团党委书记、董事长,时任冀中能源梧桐庄矿矿长赵鹏飞,在煤矿实践低碳经营的路径。当年赵鹏飞就在煤矿实现了“四不”的减排模式即:采煤不见煤(7万吨全封闭储煤场地)、出煤不烧煤(应用水源热泵制暖,替代燃煤锅炉)、用水不排水(矿井水回灌,保水开采)、排矸不提矸(对保护煤柱矸石置换)。其中矿井回灌技术,保水开采荣获2009年中国煤炭工业科学技术一等奖。赵鹏飞也成为煤炭行业低碳经营的领军人物。自2017年5月任冀中能源邯矿集团党委书记、董事长以来,面对“双碳”战略对能源企业发展带来的挑战和压力,赵鹏飞仍然秉承绿色低碳的发展路径,在矿井关闭、产量大幅下降的压力下,提出“轻资产经营”的理念,项目建设环保先行,生产生活绿色低碳。矸石不升井、光伏发电、绿色建材等项目在邯矿逐步落地,实现绿色转型发展。邯矿废弃的煤矿矿场,建设中的“一园四区”集钢材、煤炭,仓储、物流、交易、结算的新型绿色产业园区正在崛起。

  低碳是手段,“双碳”是目标。其他煤矿在实现低碳绿色减排也作了多种尝试。煤矿是高碳化石能源的提供者,“双碳”目标的实现,自然以减少化石能源为基础,也就是说将来遏制煤炭消费增长是大趋势,煤矿的生产方式、用能方式、智能程度、转型发展将有大的改变。

  二、“双碳”形势下,煤炭的能源地位将从“主体”向“兜底”转变。

  由于能源禀赋的不均衡,“富煤、贫油、少气”的结构,使得煤炭一直是我国的主体能源,尽管近年来煤炭在一次能源中占比呈现逐年下降的趋势,2020年下降到了56.8%,十年间平均每年下降1.24个百分点,但煤炭仍然是我国能源的安全的基础能源。

  7月16日,中国碳排放权上市交易,全天4个小时的交易,成交量410万吨,收盘价单日涨幅6.7%。当日全国碳排放权交易市场启动后呈现的火热景象。碳市场交易的产品是碳排放权。获得一定碳排放配额的控排企业可以出售多余的碳排放权,超额排放需在碳市场上购买配额,成功减排则可出售富余配额。全国碳市场上线后,首批纳入的2000多家电力行业重点排放单位,可以在全国碳排放权交易系统中通过协议转让、单向竞价或其他符合规定的方式交易。首选上市交易的电力排放权也是管理层深思熟虑的结果。因为煤电发电占我国发电量的65%,是最大的碳排放行业,超过额定排放指标的就要高额缴纳碳排放费。2021年上半年煤炭消费同比增长10.7%,较2019年同期增长8.1%。其中,发电、建材用煤持续较快增长,分别同比增长15.7%、12%,电煤对煤炭消费增长贡献率达到76.7%。发电用煤仍然是煤炭消耗的大头。去年底我国的煤电装机月为10.8亿千瓦时,其中9千瓦为大容量、高参数、相对低排放的机组,多数运行年限在10年以内。“十四五”时期,我国煤电发展难以“急刹车”,装机和发电量仍有一定的增长空间。预计煤电装机和发电量峰值分别约为12.5亿-13亿千瓦和5万亿-5.5万亿千瓦时,发电量将先于装机达峰。仅从煤电机组看,未来五年内,煤炭的需求仍然有逐年小幅增加的过程。

  随着太阳能光伏、风电、核电、潮汐电等绿色能源的增加,煤炭的能源地位将从“主体”向“兜底”转变。目前除了煤电、核电外,其他能源受到气候因素的影响,存在发电量不均衡、储能难度大、上网不稳定的问题。煤电的根基也难以动摇。新能源体量的逐步增加,煤炭地位将从“主体”转向“兜底”,但煤炭能源地位依然不可或缺。

  三、煤炭企业低碳生产的减排路径

  仅从碳排放的角度看,煤炭生产本身,产生的碳排放并不是很高,煤炭的碳排放对气候的影响主要在煤炭消费行业,电力、钢铁、建材、化工等,但不是说煤炭企业就可以完全实现绿色生产,在部分领域通过煤炭深加工、瓦斯的高效利用、利用矸石生产绿色建材、废弃矿井改造、用能方式更新等仍然可以降低碳排放。

  一是,生产更洁净、更环保的煤炭产品。现在煤炭大省山西、河北、山东等要求煤矿必须建设配套的矿井洗煤厂,对原煤深加工。中国的焦煤回收率偏低,从20%-45%不等,超过50%以上的很少。配套洗煤厂就显得非常重要。总不能把原煤拉到千里之外去洗煤,相当于运输一多半的石头,经济效益不划算,对环境污染也很大。焦煤灰分高低通过焦炭影响炼铁生产。据测试焦炭灰分增加1%,炼铁焦比增加2%~2.5%,石灰石增加4%,高炉产量下降3%。所以,所以一般要求炼焦用煤的灰分低于10%。洗选加工是降低灰分的主要工艺。煤炭洗选可脱除煤中50%-80%的灰分、30%-40%的全硫(或60%~80%的无机硫),入洗1亿t动力煤一般可减排60~70万tSO2,去除矸石16Mt。在气源不足的地区,散煤加工洁净煤,生产清洁能源也是煤矿实现低碳的途径。目前国内散煤消耗高达4.0亿吨,在运输、使用方面都形成较高的污染。散煤燃烧是重要污染源之一,这主要是因为散煤的燃烧效率低、没有烟气净化装置、超低空排放等。洁净型煤是指对经过配选的低硫、低挥发无烟煤末,加入黏合、助燃、固硫、防水性等添加剂,通过机械加工成型的煤制品。洁净型煤包装后储运不破碎、无污染,燃烧中无烟、无味、无尘。燃烧特性好:洁净型煤燃烧时间长,发热量高,燃烧充分、灰少,封火时间长,上火快,火苗高,燃烧状态稳定。洁净煤的市场还是有增长的空间。

  二是,推进煤炭生产方式的转变。上述提到的煤矿生产“四不”方式,就是对煤炭低碳绿色生产方式的最好诠释。但实现绿色矿山还有潜力可挖。治理瓦斯、利用瓦斯,减少瓦斯温室效应是煤矿生产面临的课题。煤矿瓦斯是煤矿对煤层气的俗称。我国陆上煤层气资源量36.8万亿立方米,与陆上常规天然气资源量(38万亿立方米)相当。煤层气的主要成分是甲烷,甲烷在空气中的浓度达到5%-16%时,遇明火就会爆炸,这是煤矿瓦斯爆炸事故的根源。如果煤层气不加以利用,直接排放到大气中,其温室效应约为二氧化碳的21倍。煤矿瓦斯发电,既可以有效地解决煤矿瓦斯事故、改善煤矿安全生产条件,又有利于增加洁净能源供应、减少温室气体排放,达到保护生命、保护资源、保护环境的多重目标。但我国连续三个“五年计划“均未完成煤层气开发利用规划目标。据机构测算,煤矿瓦斯利用仅占涌出量的16%。煤矿瓦斯电站是最目前瓦斯利用最有效的方式。建立瓦斯储罐站,瓦斯热能民用也被普遍采用。但相对于每年涌出量300亿立方米,利用率仅仅16%,未来瓦斯利用空间非常广阔。

  三是,推进煤矿用能方式的优化。煤矿生产同时也要能源消耗,用水、用电、用热、用风等都是煤矿生产中必不可少的。降低能耗、低碳应用也是实现“双碳”目标的途径。发展太阳能光伏发电,利用煤矿工业广场、煤矿工业屋顶、煤矿生活区屋顶、甚至废弃的矸石山等,建立光伏电站。中国在气候雄心峰会上提出,到2030年,风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦以上等4项目标。届时风电、太阳能发电装机目标接近现有规模的3倍,相当于美国目前全部发电装机规模,超过了目前全球风电、光伏的装机规模。这意味着我国风电和太阳能发电在过去快速发展的基础上,未来十年仍要实现持续的高速发展。笔者一直关注的资本市场上,追踪光伏指数的光伏ETF自3月份上市交易截止8月3日收盘,涨幅达到40.8%,在ETF市场一骑绝尘。煤矿生产地区多数在北方国家二类、一类光源区,发展太阳能光伏对于煤矿生产降低成本作用明显。地热应用和保水开采,技术日臻成熟,也是降低能耗的有效途径。很多矿区地热资源十分丰富,利用地热发电、取暖、民用等,增加低碳能源供给,可以实现“出煤不用煤”的低碳生产方式。

  实现“双碳”目标,是中国政府对世界的庄严承诺,国家会在后期出台一系列政策和法规,促进目标的实现,煤炭行业做为国家基础能源的生产者和提供者,具有能源安全“兜底”的责任。近年来在实现低碳生产进行了多种方式探讨和实践,但因自然条件、区域位置、管控程度等,发展极不均衡,随着“双碳”规划的逐步实施,每个煤矿企业也将在低碳发展中发挥应有的作用。

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