煤炭行業碳減排發展現狀與挑戰

□宋曉波 胡伯

2020年9月22日，習近平總書記在第75屆聯合國大會上莊嚴宣布，中國確保2030年碳達峰，力爭2060年碳中和。這一承諾不僅為有效落實《巴黎協定》注入了強大動力，更體現了大國擔當，但也意味著中國只有30年時間去完成歐美發達國家50～70年時間的碳減排任務。碳排放與化石能源消費息息相關。按照測算，碳排放每年下降率需要高達8%，特別是我國當前正處于高質量發展階段，要保持經濟長期向好的趨勢，仍然需要消費大量的化石能源來維持經濟的增長。2020年我國化石能源消費比重超過80%，單位GDP能耗不但高于世界平均水平，更是發達國家的2～3倍，實現2060年碳中和的目標任務極為艱巨。

據統計，我國由化石能源消費產生的碳排放總量為100億噸左右，約占全球的29%。其中，煤炭消費產生的碳排放量占70%以上，其次為石油和天然氣，占比分別為14%和7%。因此，控制煤炭消費總量，減少甲烷和二氧化碳排放，破解制約高質量發展的關鍵瓶頸問題，打造一批多元化、可推廣的低碳發展模式，從煤炭全生命周期研究碳減排路徑，是實現我國碳中和戰略的重中之重。

碳排放來源

發展現狀

近年來，我國經濟發展進入高質量發展階段，通過實施供給側結構性改革，不斷轉換發展動能，轉變發展方式，煤炭消費和二氧化碳排放快速增長的趨勢得到有效抑制。主要表現在以下幾個方面。

二氧化碳排放年均增長率不斷降低——二氧化碳排放年均增長率從2005～2012年的54%下降到2013～2019年的12%，增長率趨于平緩。近10年來，我國在經濟增長的同時，二氧化碳排放量減少了41億噸，為2060年前實現碳中和奠定了堅實的基礎。

我國二氧化碳排放情況

我國單位GDP能耗強度

能源結構不斷改善——2020年煤炭消費占能源消費總量比重為568%，較2012年占比684%顯著降低，能源供給質量大幅提升。

碳排放強度不斷下降——2019年，我國碳排放強度比2015年下降182%，比2005年下降481%，提前完成了中國向國際社會承諾的2020年目標。

能效明顯提高。2012～2020年，單位國內生產總值（GDP）能耗累計降低244%，相當于能源消費減少127億噸標準煤。我國以28%的年均能源消費增長支撐了國民經濟年均7%的增長，而占能源消費60%左右的煤炭消費量基本保持不變。

我國不同能源消費量所占的比例

煤炭生產結構不斷優化——在去產能政策的支撐下，全國煤礦數量由2016年初的12萬處以上減少到2020年的4700處左右，累計退出落后產能10億噸/年以上，煤炭過剩產能得到有效化解，大型現代化煤礦已經成為全國煤炭生產的主體，晉陜蒙煤炭產量占到全國煤炭產量的70%以上，供應保障能力顯著增強，市場供需由嚴重的供大于求轉變為供需基本平衡，行業效益顯著回升，轉型升級發展取得了實質進展。

面臨挑戰

根據《巴黎協定》約定的溫升控制設定碳排放總限額，全球可能損失80%的煤炭產能，未來煤炭行業必將面臨史無前例的巨大挑戰。

高耗煤行業倒逼煤炭企業不斷收縮產能——2030年我國將實現碳達峰，一是將進一步嚴控鋼鐵、化工、建材等高耗煤行業耗煤量，煤電裝機預計也將盡快達峰；二是高耗能企業由于高額碳稅的影響，將進一步減少煤炭的使用。根據測算，隨著新能源產業快速發展，煤炭消費基本不會增長，到2025年，煤炭消費占能源消費的比重將降到50%左右。

煤礦瓦斯抽采利用率較低——煤炭行業進行碳減排不僅是控制煤炭消費過程中產生的二氧化碳，還有煤炭開發過程中釋放的甲烷。煤礦瓦斯的主要成分是甲烷，溫室效應是二氧化碳的21倍。由于當前抽采技術和乏風濃度較小等因素制約，2019年瓦斯抽采利用率僅為43%，遠不及規劃預期。

煤炭科技研發面臨重大考驗——一是當前煤炭綠色開采、清潔高效利用、超臨界發電等技術雖然能進一步提高能效，但是對碳減排貢獻有限；二是與CCUS相關的富氧燃燒或燃燒捕集有助于燃煤電廠脫碳，但是我國CCUS全流程各類技術路線整體仍處于研發和試驗階段，而且項目涉及范圍都較小、成本較高，全流程初始投資及維護成本之和超過1000元/噸二氧化碳，遠高于碳交易成本。