“雙碳”背景下煤炭行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展探討
歐凱 張寧 吳立新 索婷
(煤炭工業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司)
新中國成立以來，在黨中央、國務(wù)院的正確領(lǐng)導(dǎo)下，煤炭工業(yè)在百業(yè)待興的基礎(chǔ)上起步，在艱苦奮斗中前進(jìn)，在改革開放中發(fā)展，尤其是進(jìn)入新時(shí)代以來，行業(yè)發(fā)展不斷實(shí)現(xiàn)新突破，取得了舉世矚目的成就。近兩年，碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)背景下煤炭消費(fèi)減量，煤炭消費(fèi)比重下降，煤炭行業(yè)發(fā)展受到一定影響，同時(shí)也給煤炭行業(yè)帶來轉(zhuǎn)型升級的機(jī)遇。
一、煤炭工業(yè)具備高質(zhì)量發(fā)展基礎(chǔ)
在一代代煤炭人的艱苦奮斗下，煤炭行業(yè)從無到有，煤炭工業(yè)從小到大、由弱到強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了從起步、騰飛到跨越的巨變，作為我國重要的能源基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，為國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展注入了強(qiáng)大動力。
(一)對國家經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的能源供應(yīng)保障能力增強(qiáng)
我國煤礦“三機(jī)一架”的裝備制造能力處在世界前列，年產(chǎn)千萬噸綜采技術(shù)和裝備達(dá)到世界領(lǐng)先水平。行業(yè)持續(xù)推動化解過剩產(chǎn)能、淘汰落后產(chǎn)能、建設(shè)先進(jìn)產(chǎn)能，全國煤炭供給質(zhì)量顯著提高。“十三五”期間，全國累計(jì)退出煤礦5500處左右、退出落后煤炭產(chǎn)能10億噸/年以上，安置職工100萬人左右，超額完成化解過剩產(chǎn)能目標(biāo)。截至2020年底，全國建成年產(chǎn)120萬噸以上的大型現(xiàn)代化煤礦約1200處，產(chǎn)量占全國煤炭產(chǎn)量的80%左右，其中，建成年產(chǎn)千萬噸級煤礦52處，產(chǎn)能8.2億噸/年。全國年產(chǎn)30萬噸以下的煤礦1129處，產(chǎn)能1.48億噸/年左右。
自新中國成立至2020年底，煤炭行業(yè)貢獻(xiàn)了約924億噸煤炭。我國煤炭年產(chǎn)量由 1949年的3432萬噸，增加到1978年的6.8億噸，到2013年的最高點(diǎn)為39.7億噸，2020年產(chǎn)量為39億噸，支撐了我國GDP由1978年的3645億元增加到2020年的101萬億元。煤礦安全法律法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系不斷完善，煤礦安全生產(chǎn)責(zé)任制度體系不斷健全，安全科技裝備水平大幅提升，安全生產(chǎn)投入大幅增加，煤礦職工安全培訓(xùn)不斷強(qiáng)化，促進(jìn)煤礦安全生產(chǎn)形勢有了明顯好轉(zhuǎn)。煤炭百萬噸死亡率由1978年的9.713下降至2020年的0.059。煤炭安全供應(yīng)保障能力實(shí)現(xiàn)跨越式提升。
(二)具備高質(zhì)量發(fā)展的科技創(chuàng)新能力
煤炭行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新體系不斷健全完善，科技創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展的能力顯著增強(qiáng)。特厚煤層綜放開采、煤與瓦斯共采、燃煤超低排放發(fā)電、高效煤粉型工業(yè)鍋爐、現(xiàn)代煤化工技術(shù)等達(dá)到國際領(lǐng)先水平。充填開采、保水開采、煤與瓦斯共采、無煤柱開采等煤炭綠色開采技術(shù)得到推廣應(yīng)用，煤炭資源回收率顯著提升。煤礦機(jī)械化、自動化、智能化、數(shù)字化、綠色化轉(zhuǎn)型全面提速。2020年 ，原煤入洗率達(dá)到74.1%，比2015年提高8.2個(gè)百分點(diǎn)。礦井水綜合利用率、煤矸石綜合利用處置率、井下瓦斯抽采利用率分別達(dá)到78.7%、72.2%、44.8%。建成400多個(gè)智能化采掘工作面，實(shí)現(xiàn)了地面一鍵啟動，井下有人巡視、無人值守。采煤、鉆錨、巡檢等10種煤礦機(jī)器人在井下實(shí)施作業(yè)，71處煤礦列入國家首批智能化示范建設(shè)煤礦。
煤炭由單一燃料向燃料與原料并重轉(zhuǎn)變?nèi)〉眯逻M(jìn)展。2020年，煤制油、煤制烯烴、煤制氣、煤制乙二醇產(chǎn)能分別達(dá)到931萬噸/年、1582萬噸/年、51億立方米/年、489萬噸/年。煤炭上下游產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展，煤電、煤焦、煤化、煤鋼一體化發(fā)展趨勢明顯。
(三)不斷完善的市場化體系為高質(zhì)量發(fā)展提供制度保障
新中國成立以來，煤炭工業(yè)生產(chǎn)力水平不斷提升，同時(shí)，也在不斷進(jìn)行體制改革探索，從最開始的完全計(jì)劃經(jīng)濟(jì)，到計(jì)劃經(jīng)濟(jì)和市場相結(jié)合，再到完全市場化，為國家經(jīng)濟(jì)體制和市場化改革提供了實(shí)踐樣本。
我國煤炭工業(yè)完成從新中國成立初期的計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制，到改革開放時(shí)期的政府定價(jià)向市場化定價(jià)轉(zhuǎn)變。1993年開始，我國確立了以市場形成價(jià)格為主的煤炭價(jià)格機(jī)制。1994年1月，國家取消了統(tǒng)一的煤炭計(jì)劃價(jià)格，除電煤實(shí)行政府指導(dǎo)價(jià)外，其他煤炭全部放開。2004年，我國建立煤電價(jià)格聯(lián)動機(jī)制，形成電煤價(jià)格“雙軌制”。2013年，煤炭價(jià)格實(shí)現(xiàn)完全市場化定價(jià)，市場在配置資源中的決定性作用越來越突出。2016年以來，煤炭行業(yè)作為推動供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的試點(diǎn)行業(yè)，煤炭上下游企業(yè)逐漸建立了中長期合同制度和“基礎(chǔ)價(jià)+浮動價(jià)”的定價(jià)機(jī)制，發(fā)揮了煤炭市場平穩(wěn)運(yùn)行“壓艙石”和“穩(wěn)定器”的作用。2021年9月26日召開的國務(wù)院常務(wù)會議決定，對尚未實(shí)現(xiàn)市場化交易的燃煤發(fā)電電量，從2022年1月1日起，取消煤電價(jià)格聯(lián)動機(jī)制，將現(xiàn)行標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)機(jī)制，改為“基準(zhǔn)價(jià)+上下浮動”的市場化機(jī)制。這意味著，我國將告別已經(jīng)實(shí)行了15年的煤電價(jià)格聯(lián)動機(jī)制。
二、“雙碳”目標(biāo)下煤炭高質(zhì)量發(fā)展對能源低碳轉(zhuǎn)型將發(fā)揮重要支撐作用
以煤為主的能源資源稟賦，決定了未來相當(dāng)長一段時(shí)間我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展仍將離不開煤炭。在碳達(dá)峰碳中和過程中，仍需要煤炭發(fā)揮基礎(chǔ)能源作用，為經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展提供能源兜底保障。
(一)煤炭是新能源發(fā)展的有力支撐
“雙碳”目標(biāo)下，風(fēng)、光等可再生能源發(fā)電成為增量電力供應(yīng)的主要來源。近年來，我國大力發(fā)展新能源技術(shù)，非化石能源發(fā)電在我國電力結(jié)構(gòu)中的占比顯著上升。然而，受氣候、天氣、光照等人為不可控的自然條件影響，可再生能源供給能力不確定性大，提供的主要是能源量，能源供應(yīng)和調(diào)節(jié)能力有限。可再生能源大比例接入電網(wǎng)，給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，需要清潔高效的燃煤發(fā)電等靈活性電源作為調(diào)峰電源平抑電力波動。我國在大力發(fā)展風(fēng)能、太陽能等可再生能源發(fā)電技術(shù)，逐步提高非化石能源發(fā)電占比，持續(xù)優(yōu)化電力結(jié)構(gòu)的過程中，仍需要煤炭煤電的有力支撐。預(yù)計(jì)到2060年實(shí)現(xiàn)碳中和后，燃煤發(fā)電裝機(jī)規(guī)模仍需保持3億至4億千瓦，年耗煤量3.9 億噸～6.4億噸。
(二)煤炭是能源安全的“壓艙石”
能源安全穩(wěn)定供應(yīng)是一個(gè)國家安全的保障和強(qiáng)盛的基石。在國際能源博弈和地緣政治沖突不斷加劇的背景下，煤炭依然是國家能源安全的“壓艙石”，短期內(nèi)沒有資源能替代煤炭的兜底保障作用。應(yīng)當(dāng)深刻認(rèn)識我國能源資源稟賦、經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展要求和能源發(fā)展規(guī)律。2020年12月21日，國務(wù)院新聞辦公室發(fā)布《新時(shí)代的中國能源發(fā)展》白皮書，明確提出推進(jìn)煤炭安全智能綠色開發(fā)利用，努力建設(shè)集約、安全、高效、清潔的煤炭工業(yè)體系，煤炭仍然是我國最經(jīng)濟(jì)安全的能源資源。
煤炭具備適應(yīng)我國能源需求變化的開發(fā)能力，具有開發(fā)利用的成本優(yōu)勢，煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化技術(shù)經(jīng)過“技術(shù)示范”“升級示范”已趨于成熟，具備短期內(nèi)形成大規(guī)模油氣接續(xù)能力的基礎(chǔ)，應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮煤炭在平衡能源品種中的作用，保障我國能源安全。
三、“雙碳”目標(biāo)下煤炭行業(yè)迎來高質(zhì)量發(fā)展機(jī)遇
“雙碳”目標(biāo)對于煤炭行業(yè)既是巨大挑戰(zhàn)，也是空前機(jī)遇。在挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存下，煤炭行業(yè)勢必迎來新一輪技術(shù)升級和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型。煤炭行業(yè)由自動化向智能化、無人化邁進(jìn)，由超低排放向近零排放、零排放邁進(jìn)。可以預(yù)見的是，自2021年到2060年，煤炭在能源消費(fèi)中的占比將逐步下降，由主體能源轉(zhuǎn)變?yōu)榛A(chǔ)能源，再由基礎(chǔ)能源轉(zhuǎn)變?yōu)楸Ｕ夏茉矗詈筠D(zhuǎn)變?yōu)橹文茉矗泊碇覈禾啃袠I(yè)將向著綠色智能的方向快速邁進(jìn)。
(一)依托技術(shù)革新，向高質(zhì)量高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展
當(dāng)前煤炭行業(yè)正處于第四次煤炭技術(shù)革命時(shí)期，應(yīng)當(dāng)以此次技術(shù)革命為契機(jī)，推動煤炭產(chǎn)業(yè)向著數(shù)字化、智能化的新產(chǎn)業(yè)和新業(yè)態(tài)轉(zhuǎn)型。“雙碳”目標(biāo)下，煤炭產(chǎn)量將回歸合理規(guī)模，走高質(zhì)量發(fā)展、高端發(fā)展之路，邁向更加重視生產(chǎn)、加工、儲運(yùn)、消費(fèi)全過程安全、綠色、低碳、經(jīng)濟(jì)的存量時(shí)代，走優(yōu)質(zhì)、高效、潔凈、低耗的能源可持續(xù)發(fā)展道路。
未來將有更多煤礦采用高效節(jié)能的技術(shù)和設(shè)備，著力建設(shè)碳中和示范礦區(qū)引領(lǐng)工程，開展余熱、余壓、節(jié)水、節(jié)材等綜合利用節(jié)能項(xiàng)目，持續(xù)優(yōu)化煤炭開發(fā)利用工藝、技術(shù)和系統(tǒng)性管理，提高煤炭資源開發(fā)利用效率。
逐步將煤礦開采由機(jī)械化、自動化向數(shù)字化升級，打造采掘智能化、井下無人化、地面無煤化，最大限度地減少采煤過程對生態(tài)環(huán)境的破壞。聚焦“綠色開采、清潔利用、生態(tài)治理”的產(chǎn)業(yè)方向，構(gòu)建實(shí)時(shí)透明的煤礦采運(yùn)、洗選、治理等數(shù)據(jù)鏈條，不斷優(yōu)化智慧決策模型，建設(shè)現(xiàn)代化煤炭經(jīng)濟(jì)體系，將數(shù)字技術(shù)融入到煤炭資源的開發(fā)、加工、利用全產(chǎn)業(yè)鏈，全面提升煤炭的管理治理水平和綜合利用效率。最終步入井下無人、地上無煤的煤炭工業(yè)5.0時(shí)代，實(shí)現(xiàn)深地原位利用，煤、電、氣、熱、水、油實(shí)現(xiàn)一體化供應(yīng)，以及太陽能、風(fēng)能、抽水蓄能與煤炭協(xié)同開發(fā)，基本實(shí)現(xiàn)近零排放。
(二)依托生態(tài)修復(fù)，打造綠色經(jīng)濟(jì)新的增長點(diǎn)
在淘汰落后產(chǎn)能的過程中，廢棄礦區(qū)也在逐漸增加。可以通過礦區(qū)生態(tài)修復(fù)來增加生態(tài)碳匯。未來亟需開展全生命周期礦山生態(tài)修復(fù)理論與技術(shù)鏈，重點(diǎn)包括減沉保水協(xié)調(diào)開采、充填開采、土壤修復(fù)與生物多樣性恢復(fù)關(guān)鍵技術(shù)等。選擇適應(yīng)性強(qiáng)、生長良好的樹種和草種進(jìn)行造林綠化，通過“地貌重塑、土壤重構(gòu)、植被重建、景觀重現(xiàn)、生物多樣性重組與保護(hù)”工程技術(shù)對礦區(qū)損毀土地進(jìn)行修復(fù)，改善土壤理化性質(zhì)，創(chuàng)造新的經(jīng)濟(jì)效益，提高土壤碳截獲能力，增加植物碳儲量。
礦井空間包括礦區(qū)地面空間和地下空間。數(shù)據(jù)顯示，我國煤礦塌陷區(qū)面積超過兩萬平方公里，井下空間體積超過156億立方米，空間利用潛力巨大。例如，以發(fā)展煤基綜合能源基地為目標(biāo)，礦井地面空間利用包括發(fā)展風(fēng)、光電站;井下空間利用包括開發(fā)抽水蓄能電站、化學(xué)儲能、地?zé)崮荛_發(fā)、二氧化碳封存等。當(dāng)前礦井空間初步開發(fā)，僅包括建設(shè)地面光伏電站、井下博覽館等，未來可利用礦井空間發(fā)展可再生能源、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代醫(yī)療等。預(yù)計(jì)到2030年，我國關(guān)閉或廢棄礦井將達(dá)到1.5萬處，大量土地資源被閑置。而與此同時(shí)，隨著我國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，可利用建設(shè)光伏電站的土地愈發(fā)緊缺。因而利用采礦沉陷區(qū)進(jìn)行光伏電站建設(shè)，把光伏發(fā)電和礦山生態(tài)治理相結(jié)合，既能解決土地資源有效利用問題，又對生態(tài)環(huán)境治理具有積極意義。
(三)依托多能互補(bǔ)，建設(shè)高效、綠色、經(jīng)濟(jì)的綜合能源基地
煤炭與可再生能源具有良好的互補(bǔ)性。煤炭與可再生能源在燃燒和化學(xué)轉(zhuǎn)化方面的耦合，逐步形成模式，突破了一系列技術(shù)難點(diǎn)，為煤炭與可再生能源深度耦合提供了良好基礎(chǔ)。同時(shí)，煤礦區(qū)具有發(fā)展可再生能源的先天優(yōu)勢，除了豐富的煤炭資源外，還有大量的土地、風(fēng)、光等其他資源，采煤沉陷區(qū)可為燃煤發(fā)電和風(fēng)光發(fā)電深度耦合提供土地資源。煤礦井巷和采空區(qū)形成的地下空間，可用于抽水蓄能、井下碳吸附和碳儲存、地?zé)崮艿乳_發(fā)利用。
煤炭企業(yè)具備主動發(fā)展新能源的條件，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(bǔ)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)同的綜合能源基地。
四、結(jié)語
立足我國能源資源條件和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需求，對標(biāo)“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，依托科技創(chuàng)新和系統(tǒng)性變革，通過高效轉(zhuǎn)化和循環(huán)利用，煤炭將更多用于生產(chǎn)煤基高端化工品和碳材料等精品;通過與可再生能源等多元互補(bǔ)，煤礦將成為現(xiàn)代能源供應(yīng)系統(tǒng)基地;通過充分利用煤礦區(qū)地面地下空間和資源，煤礦區(qū)將成為清潔能源生產(chǎn)基地;煤炭企業(yè)將成為新能源開發(fā)的參與者、煤基高端材料和高價(jià)值產(chǎn)品的引領(lǐng)者。
責(zé)任編輯： 李穎
