謝和平院士：碳中和給煤炭行業帶來顛覆性創新機遇
煤炭生產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。在碳達峰、碳中和目標下，業內外不少人士紛紛唱衰煤炭。但中國工程院院士、深圳大學深地科學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階段經濟社會的發展實際，決定了短期內我國經濟社會發展仍離不開煤炭。并且，既使全面實現了碳中和，我國仍需要煤炭作為電力調峰、碳質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，我國煤炭行業目前仍存在諸多問題、未實現高質量發展，碳達峰、碳中和也為行業提質增效提供倒逼機制，創造了時間和空間。
因此，碳達峰、碳中和對煤炭行業而言，絕非只是艱巨的挑戰，更是難得的歷史機遇，即實現煤炭高質量發展的機遇、煤炭升級高技術產業的機遇、煤炭搶占新能源主陣地的機遇。
“未來相當長一段時間內，我國經濟社會發展仍將離不開煤炭”
“能源領域是我國實現碳達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，美國的現代化進程、能源消費、碳排放強度等的變化給了我們三點啟示。
具體來講，一是頁巖氣革命支撐了美國經濟發展的能源需求，現代化進程仍需化石能源。近10年頁巖氣產量年均增長23.4%，支撐天然氣在美國能源消費結構中提高了9個百分點，化石能源在能源消費結構中占比穩定保持在80%以上。
二是節能帶動現代化進程與能源消費脫鉤，是支撐能源達峰、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3.6%，節能相當于增加美國能源供應41.5%，且不增加碳排放。
三是如光靠新能源增長，支撐不起美國經濟發展。近10年美國核能基本不增長，可再生能源在能源消費結構中僅增長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缺口。
“我國油氣對外依存度持續上升，能源安全面臨嚴峻挑戰。我國不能簡單復制美國發展頁巖氣等非常規油氣的能源獨立模式，但可借鑒其成功經驗。”謝和平指出，“必須認識到，以煤為主的能源資源稟賦和經濟社會發展所處階段，決定了未來相當長一段時間內，我國經濟社會發展仍將離不開煤炭。碳達峰碳中和需要長期努力才能實現，在2030年前的近10年碳達峰過程中，在2060年前的近40年碳中和過程中，仍需要煤炭發揮基礎能源作用，做好經濟社會發展的能源兜底保障。”
據謝和平介紹，美國、德國、日本等發達國家的發展歷程也表明，即使有可替代煤炭的能源，碳達峰后仍然使用煤炭，只是煤炭的用途發生了變化。“鑒于我國能源資源稟賦和經濟社會所處階段，煤炭消費量占比雖下降，但是在能源體系中的‘壓艙石’和‘穩定器’作用越來越凸顯。結合發達國家的發展歷程，預計我國在2060年完全實現碳中和后，仍需要煤炭作為電力調峰、碳質還原劑以及保障油氣供應安全等。”
“為煤炭行業留出了降低發展速度、提升發展質量的時間和空間”
“近幾十年來，經濟社會的快速發展催生了煤炭需求的持續旺盛，也直接導致了煤炭行業被動式超負荷運行。碳達峰碳中和目標促進煤炭消費減量，帶動煤炭生產強度下降，給煤炭行業帶來發展空間受限的嚴峻挑戰，也為煤炭行業留出了降低發展速度、提升發展質量的時間和空間，給煤炭行業帶來轉型發展的機遇。”謝和平指出，首先便是回歸高質量發展的機遇。
據介紹，煤炭行業70年負載運行，超負荷生產，為經濟社會發展貢獻了925億噸煤炭產品，在支撐經濟社會快速發展的同時，也帶來了一系列嚴重的問題。煤礦基本建設欠賬較多，加上一些煤礦高負荷甚至超能力生產，安全生產事故時有發生；井下工程和采空區規模超出地質承載力，嚴重破壞了地下水系，造成大面積地表沉陷和植被破壞。
錢鳴高院士曾提出：“在地質條件好的情況下同樣產出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，我國的煤炭產能就必須擴大到30億噸，必須開采地質條件不好的20億噸，因此問題就出現了。”具體來講，為了滿足高產能的要求，煤炭行業做出了巨大努力，1/3依靠適應國情的新技術和世界一流的煤礦，1/3依靠一般技術的煤礦，而另外的1/3則依靠技術水平低、安全差的煤礦。
事實上，煤炭行業專家學者早在20世紀末就提出推進煤炭行業高質量發展的愿望，根據地質條件、技術水平建設科學產能，煤炭產量控制在合理規模。科學產能的理念也被廣泛接受。
錢鳴高研究認為，按照目前煤炭行業的技術水平，我國煤炭產量在25—30億噸比較合適。“但是科學產能建設步伐不及預期。碳達峰碳中和目標下，煤炭行業可放下產量增長的包袱，回歸到合理規模，走科學產能之路，走自己的高質量發展之路，為煤炭行業回歸高端發展提供了難得機遇。煤炭行業需要盡快從擴大產能產量追求粗放性效益為第一目標的增量時代，邁向更加重視生產、加工、儲運、消費全過程安全性、綠色性、低碳性、經濟性的存量時代，快速提升發展質量。”謝和平指出。
“碳達峰、碳中和進程將是煤炭行業轉型升級乃至顛覆式發展的過程”
“其次是要抓住煤炭行業升級高技術產業的機遇。”謝和平表示，“2015年以來，積極把握經濟社會發展的態勢，煤炭行業主動提出煤炭革命、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，據謝和平介紹，深圳大學提出了一種可適用于現場施工的固體資源流態化開采新方法-迴行開采結構及方法，進行深部煤炭資源流態化開采時只需布置一個水平大巷和一個流態化資源井下中轉站，不需要建設用于煤炭提升、運輸的井巷。
“碳達峰碳中和目標倒逼煤炭行業改變過去幾十年引進-消化-吸收-再創新的路徑延續式創新模式，煤炭行業將迎來實現顛覆性創新的機遇，可以集聚優勢創新資源，輕裝上陣主攻技術裝備，早日成為高精尖技術產業。”謝和平說。
“另外，煤炭與可再生能源具有良好的互補性，煤礦區也具有發展可再生能源的先天優勢，這都為煤炭行業提供了搶占新能源主陣地的發展機遇。”謝和平指出，煤礦區除了豐富的煤炭資源外，還有大量的土地、風、光等其它資源。我國目前已有及未來預計新增的采煤沉陷區面積超過6萬平方千米，可為燃煤發電和風光發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，為可再生能源調峰；我國煤礦井巷和采空區形成的地下空間大，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，井下溫度較高且穩定，可發展地熱開發利用技術。
“過去很多年，煤炭企業發展新能源基礎弱，也沒有動力、決心，碳中和目標倒逼煤炭企業主動發展新能源，進入新能源主陣地。可以充分發揮煤礦區優勢，以煤電為核心，與太陽能發電、風電協同發展，構建多能互補的清潔能源系統，將煤礦區建設成為地面-井下一體化的風、光、電、熱、氣多元協同的清潔能源基地。”謝和平說，“總體來講，碳達峰、碳中和進程將是煤炭行業轉型升級乃至顛覆式發展的過程。因此，碳達峰、碳中和對煤炭行業而言，絕非只是艱巨的挑戰，更是難得的歷史機遇。”
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