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谢克昌院士:新型能源体系发展背景下煤炭清洁高效转化的挑战及途径

作者简介



谢克昌中国工程院院士,美国工程院外籍院士,我国煤化工科技领域开拓者之一。现任京津冀协同发展专家咨询委员会委员、太原理工大学省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室与怀柔实验室山西研究院煤化工战略首席科学家、太原理工大学教授、清华大学双聘教授等。作为第一完成人获国家自然科学奖二等奖和国家科技进步奖二等奖各一项,作为第三完成人获国家技术发明奖二等奖一项,省部级一等奖多项。培养博士生70余名。曾连续两次首席科学家领衔能源领域“973”项目、主持完成中国工程院“中国煤炭清洁高效可持续开发利用战略研究”、“推动能源生产和消费革命战略研究”等重大咨询项目。
研究背景

 RESEARCH  BACKGROUND 


  当前世界正在经历着能源转型与变革。2022年,全球能源消费量创新高,一次能源消费206亿t标准煤,同比增长2.2%,基本回归到疫情前平均增长水平。虽然可再生能源消费量增长迅速,但化石能源仍占据全球消费量约81.8%,短期内化石能源将在世界能源结构中占有相当比例。IEA、EIA、OPEC和BP公司等发布的能源展望报告预测,2040年化石能源在能源需求中占比73%~78%。
  国际形势的动荡不安与国内能源结构的高碳比例要求加快推进构建适应新时代背景的能源体系。我国能源消费总量不断增长,化石能源占比居高不下。2022年我国能源消费总量达到 54.1亿t标煤,化石能源占比约82.6%,其中煤炭占 56.2%,同比提高0.2%,非化石能源消费量仅占17.4%。我国长期面临着油气对外依存度高、进口风险较大的能源安全问题,虽然新能源发展较快,但新能源与低碳技术达到体量尚需时日,短期内我国能源系统转型仍需保持对煤炭资源的高需求量。
  在双碳目标和能源转型的压力下,推进煤炭的清洁高效利用与转化对于新型能源体系的建设显得尤为重要。笔者探讨了新型能源体系的内涵及发展,进一步对煤炭清洁高效转化技术与产业发展现状进行阐述与分析,并针对适应新型能源体系的煤炭产业发展路径展开思考与讨论。
摘要
 ABSTRACT
当今世界地缘政治风险加剧、气候环境问题凸显,能源转型变革加快。在此背景下,构建更加适应形势变化的能源体系对提高我国能源供应系统的可持续性及安全稳定性意义重大。目前我国化石能源仍占据主体地位。油气资源存在能源安全问题及新能源技术水平有待提升,中国短期内对煤炭能源仍将保持较高依赖性。因此,推进煤炭清洁高效转化对于新型能源体系的构建具有重要意义。笔者首先对新型能源体系的具体内涵与构建方向展开讨论,并在此基础上,对新时代中国煤化工产业的发展现状以及面临的机遇与挑战进行了阐述,以期为煤炭的清洁高效转化技术的进步及煤化工产业的未来发展提供建议。
新时代要求赋予新型能源体系更多的内涵。因此从战略上看,未来能源体系应具备“安全高效、清洁低碳、多元协同、智能普惠”多个特征,这也对煤炭产业的清洁高效发展提出了更高的要求。我国的煤炭清洁高效转化已取得显著进步,但多个关键技术仍亟待突破。结合煤炭产业转型发展与“双碳”目标关系的系统性认识,在新型能源体系建设的需求下,推进煤炭清洁高效转化对于社会经济发展、助力“双碳”目标实现具有重要意义,其关键在于加强该领域相关学科专业的基础研究和煤炭清洁高效转化技术的创新开发。

01

新型能源体系发展与内涵

1.1 国际新形势下中国能源现状与挑战

2022年,俄罗斯与乌克兰冲突爆发引发全球能源市场剧烈动荡,国际石油价格历史性地第3次站上每桶超100美元的价格水平。为摆脱对俄罗斯石油、天然气等能源的依赖,欧洲国家密集出台一系列能源政策。俄乌战争前,欧盟30%的石油、45%的天然气和46%的煤炭来自俄罗斯。欧盟对俄罗斯实施石油禁运后,欧盟从俄罗斯进口原油和石油产品总量大幅下降。欧盟统计数据显示,2023年3月,欧盟从俄罗斯进口的原油和石油产品总量减少了90%。

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  1.2 中国能源体系发展历程
2012年12月,中共十八大报告提出“推动能源生产和消费革命”,并在2017年10月的十九大报告中再次进行了强调,并提出构建“清洁低碳、安全高效”的能源体系。2022年10月,中共二十大报告提出深入推进能源革命,加强煤炭清洁高效利用,加大油气资源勘探开发和增储上产力度,加快规划建设新型能源体系,积极稳妥推进碳达峰碳中和,立足我国能源资源禀赋,坚持先立后破,有计划分步骤实施碳达峰行动。
中国工程院《推动能源生产和消费革命战略研究》项目自2013年启动,从世界能源形势变化、第3次工业革命影响、生态文明建设需要多角度研究了能源生产端和消费端的若干问题,提出了能源革命的三阶段论,以着力突破煤炭清洁高效利用为重点的能源技术革命方向和“树立环境优先、节约为主能源发展理念”等七大战略举措。
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  1.3 新型能源体系内涵
新型能源体系是现代能源体系的发展与扩充,构建清洁、低碳、安全、高效的能源体系是建立新型能源体系的基本路径与前提。面对当前国际国内新形势的双重压力,在中国式现代化建设新要求下,新时代赋予了“新型能源体系研究”新的内涵:多元、协同、智能、普惠。

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1  新型能源体系内涵

02

中国煤炭清洁高效转化技术与产业发展现状

     2.1 中国煤炭清洁高效转化成就

经过多年发展,我国现代煤化工产业已经取得长足进步。首先,我国现代煤化工产业规模发展迅速,示范和生产基地基本形成,总体规模在全球前列,以内蒙古鄂尔多斯、陕西榆林、宁夏宁东、新疆准东4个现代煤化工产业示范区为代表,产业集群基本形成,基地园区初具规模。

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     2.2 “十四五”期间产业升级示范
“十四五”发展目标对煤炭产业的发展提出了新的要求。首先是产业规模上,要求“十四五”期间煤制油产能达到3000万t/a、煤制气达到150亿m3/a、煤制乙二醇达到1000万t/a、煤制芳烃达到100万t/a、煤制烯烃达到2000万t/a。从节能减排来看,需要将单位工业增加值水耗降低10%、能效水平提高5%、CO2排放强度降低5%。产业融合上,实现与石油化工、聚脂产业、PVC产业融合,以及低阶煤分质利用多联产。科技创新方面,需要开发先进大型煤气化技术,短流程技术,产品高值化、高端化、差异化生产技术以及节能、节水、环保技术。除此之外,绿色发展方面,需要突破高盐废水、CO2减排利用技术标准规范、制定现代煤化工示范项目的主副产品、综合能耗、水耗、安全生产规范等标准制修订。

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     2.3 问题与挑战
我国积极开展产业升级示范,尽管煤化工发展取得了较大成就,仍然存在以下问题:

(1)煤化工发展的战略定位不清晰。对于煤炭的绿色发展路径认识不足和对缺乏认知而出现“去煤化”与“闻化色变”。在当前世界面临“百年未有之大变局”的情势下,明确科学发展绿色现代煤化工的战略地位,切实将煤炭清洁高效开发利用作为能源转型发展的立足点和首要任务是当务之急。

(2)外部环境制约产业发展。石油价格与供应、产品产能与市场、资源配置与税收、信贷融资与回报、环境容量与用水、温室气体与减排等都是影响中国煤化工发展的外部因素。
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2.4 煤炭清洁高效转化的创新与突破
煤炭清洁高效转化的创新与突破关键在于技术的革新,表现在共性关键技术、前沿引领技术、现代工程技术以及颠覆性技术等方面。

煤化工的共性关键技术主要包括理论基础、转化过程以及废物处理3个维度(图2)。催化剂技术开发基础理论与共性问题以及复杂反应体系的传质行为、催化作用机理和反应动力学问题是现代煤化工产业的理论基础。而转化过程的清洁高效水平提高关键在于基于系统能效、运行安全、环境友好和可持续发展的工艺设计技术和高效分离加工等先进的节能提效技术,加强能耗及污染排放管控。末端废物处理阶段,废水近零排放技术等技术有助于实现煤炭产业废弃物的循环再利用,提高物质利用率。

 2  煤炭清洁高效转化共性关键技术

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03

适应新型能源体系的中国煤炭清洁高效转化发展路径

   3.1 双碳目标下煤炭产业的转型发展与“双碳”目标的系统分析
现代煤炭产业的转型发展问题分析与战略制定,首先要系统认识双碳战略目标。碳排放的主要直接原因是能源活动,而能源活动的影响是广泛而深刻的。因此,现实中能源与碳排放的关系是能源与其他主要维度关系综合作用的结果。

然而,能源的低碳转型不是一蹴而就的,也非短期内实现。其过程的长度和程度取决于基本国情和发展阶段。对以化石能源特别是以煤炭为主体能源的发展中大国,碳排放权既是能源安全权、又是经济发展权。不科学的能源转型,将对能源供应和经济发展带来负面影响。

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    3.2 新型能源体系下煤炭清洁高效转化未来挑战

能源战略(2035)提出,在2060年前实现碳中和需要经历4个阶段的能源体系变革(图6):①2021—2030是能源领域变革期。在该时期,我国能源活动相关的CO2排放达峰,一次能源消费达峰,非化石能源迅速发展,承担能源需求增量主体,占比达到25%。②2031—2035是能源体系的养成期,碳排放稳中趋降,基本建成现代能源体系,碳排放达峰后稳中有降,能源相关CO2排放降低至100亿t以内,一次能源消费缓慢降至约57亿t标煤,其中非化石能源占比达到28%左右。③2036—2050的能源革命定型期,我国成为能源强国,建成现代能源体系,一次能源消费缓慢降至约50亿t,GDP增长与能源需求增量脱钩;④2051—2060年能源深度脱钩期,实现碳中和。

6  中国能源革命战略发展阶段

......

    3.3 煤炭资源绿色高效转化——煤基新材料发展路径

煤炭含碳量高,在自然界中储量丰富,以煤炭为原料制备煤基材料是一种绿色经济的煤炭资源转化与利用途径。煤基新材料是指煤炭通过液化、焦化及中低温热解等热转化途径,进一步加工制备的含碳新材料,包括煤基合成新材料和煤基炭材料两大类,广泛应用于航空航天、国防军工、电子信息、生态环保等国民经济领域。

对于煤基合成新材料,需要依托煤制油、煤制乙二醇、煤制甲醇、煤制合成氨/尿素等现有煤化工及焦化产业基础,补齐烯烃原料生产短板,向工程塑料、尼龙材料、可降解塑料、聚碳酸酯、聚氨酯等延伸,拓展行业发展空间。

......

    3.4 煤炭产业智慧发展——人工智能等技术的结合

除了化学化工问题以外,煤反应过程的人工智能技术研究、大型数据库建立和标准制定等可以提高煤炭产业链的数字化和信息化水平,从而实现建立更加智能、高效的煤化工产业链。

04

结  语

新时代赋予新型能源体系的内涵是“安全高效、清洁低碳、多元协同、智能普惠”。科学认识能源转型,要立足中国的基本国情和发展阶段,多元发展能源供给,提高能源安全保障水平,在“清洁低碳、安全高效”的能源体系框架下进行能源转型和结构优化,双碳目标必须要以保障国家的能源安全为前提,坚持共区三原则,确保合理发展权。

需要注意的是,能源革命和能源转型都不是一蹴而就的简单过程。能源转型也不是线性发展的,决定能源转型的成败是公众对经济性、便利性和安全性的综合考虑,而这也正是所谓“既要稳定供应,还要环境友好和价格低廉”的“能源不可能三角形”的关键所在,如何使这一不可能三角变为可能三角是能源革命和能源转型的终极目标。

当前及未来很长一段时间,煤炭仍然是我国的主体能源。作为世界第一大能源生产和消费主体,需要保持更为稳健的转型步伐,防范不切实际的能源转型对经济社会发展可能的伤害。对于煤炭能源而言,以清洁高效转化与利用技术替代传统的粗放式发展模式,煤炭能源可作为功能更加稳定的清洁能源。新型能源体系的内涵为现代煤化工产业的发展提供了方向与路径,未来应以创新引导持续推进煤炭的高效转化与利用,突破煤化工产业中的关键技术与问题,为能源体系转型提供安全保障。


来源:(中国煤炭协会公众号)

谢克昌.新型能源体系发展背景下煤炭清洁高效转化的挑战及途径[J/OL].煤炭学报,1-13[2024-01-09]https://doi.org/10.13225/j.cnki.jccs.ZZ23.1712.


中国工程院院士黄震:碳中和的关键是能源绿色转型

  中国工程院院士、上海交通大学碳中和发展研究院院长黄震近日出席2023第一财经零碳峰会。在《碳中和目标下的能源绿色转型四大特征》的主题演讲中,黄震深刻解析了我国实现双碳目标的特征和路径。

  “我国88%的二氧化碳排放来自化石能源利用过程,碳中和的关键是能源绿色转型。面向碳中和的能源绿色转型,绝不仅仅是能源问题,也绝不仅仅是技术问题,它是一个全局性、系统性的问题。要循序渐进,先立后破,要以政策和法律法规为主导,科技作为战略驱动,市场作为重要支撑,进行顶层设计和科学的决策。”黄震表示。


中国工程院院士黄震:碳中和的关键是能源绿色转型

黄震总结了能源绿色转型的四大特征:

  第一个特征,是具有变革性和颠覆性的能源转型。

  2020年,我国化石能源占到整个能源结构的85%,非化石能源只占15%。到2060年要实现碳中和,化石能源占比会从现在的85%下降到15%以下,而非化石能源特别是可再生能源包括核电会增长到85%以上,这是非常颠覆性的变化。现在的能源体系基于对化石能源的利用,包括整个电力系统是以火电为主体的,能源绿色转型是要构建一个新能源为主体的全新能源体系。

  黄震认为,当今能源绿色转型的核心是从现在的基于地下自然禀赋的能源开发利用,走向基于技术创新的新能源开发利用。

  第二个特征,是政策与法律法规主导的能源转型。

  人类历史上的若干次能源转型,从薪柴为主到煤炭为主、油气为主的能源时代,都是由伟大的科技发明主导的。当今空前的能源转型,引领人类走向新能源为主体的零碳时代,是应对气候变化这一全球高度共识主导的。从全球看,在联合国气候变化框架公约主导下,从1997年《京都协定书》到2015《巴黎协定》再到2021年《格拉斯哥气候协议》,减排温室气体已成为国际社会的高度共识。全球已有136个国家已宣布2050前后实现零碳或碳中和。从国内看,我国发布《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》和《2030年前碳达峰行动方案》,构建了从中央到地方的“1+N”政策体系。可以说,这是一个政策和法律法规主导的前所未有的能源转型。

  第三个特征,科技驱动的能源转型。

  能源绿色转型,紧紧依靠系列颠覆性、变革性能源科技突破作为战略驱动,据IEA报告,到2050年全球几乎一半的减排量依赖于目前尚处于示范或原型阶段的新技术。要加大可再生能源、新型电力系统、再电气化,可再生燃料、储能和碳捕集与利用等领域的基础研究和关键技术攻关的支持力度,实现变革性能源科技系列突破,要建立完善绿色低碳技术评估、交易体系,加快创新成果转化与应用

  黄震透露,上海交大研究团队正在研发用绿电制取氢、氨和合成燃料技术,以支撑未来数千万吨级合成燃料的制备。有望使交通和工业燃料独立于化石能源,实现燃料净零碳排放,可为国家能源绿色转型与碳中和目标实现提供全新的解决方案。

  第四个特征,是市场支撑的能源转型。

  首先要发挥绿色金融在能源绿色转型中赋能和支撑作用。能源的绿色转型需要一个大规模、低成本、长期资金支持的金融市场。近年来,气候投融资、ESG蓬勃发展,包括碳信用、碳信贷、碳保险、碳债券、碳基金、碳期货应运而生。这种史无前例的绿色能源投资,将推动全球经济包括中国经济的快速增长。

  第二是用好碳市场这一实现双碳的重要政策工具。通过碳市场和碳交易,对碳减排给予了明确的价格信号,必然会大幅度提升对低碳、零碳技术研发的需求,由此促进绿色低碳技术创新与进步,促进企业的碳减排。最终,通过碳市场、碳配额、碳税,提高化石能源环境成本,让排碳成本越来越高,减碳的收益越来越大,绿色溢价越来越小。

  第三是用好能源市场这一无形之手,其中最重要的是电力市场,包括能量市场、现货市场、辅助服务市场、容量补偿机制等。要还原电力的商品属性,让电力价格真正反映市场供需及碳减排成本,充分反应电力稀缺性与绿色性。激励发电侧清洁能源投资和建设,用户侧挖掘灵活性潜力。

  黄震说,要充分发挥市场在能源资源配置中的作用,推动新能源为主体的新型电力系统的构建,助力绿色转型。


文章

来源

第一财经

整理:智慧双碳研究院


>>2023煤炭深加工与新能源产业耦合发展大会延期至9月与哈密2023“能源之问”联办合办!


中国工程院院士黄震:碳中和的关键是能源绿色转型


王双明院士:“双碳”目标下煤炭能源地位变化与绿色低碳开发

创新点

1.分析了国内外发展环境变化对能源工业的影响,阐述了利用国际市场油气资源的不确定性、国内能源需求刚性增长以及煤炭兜底和绿色低碳开发等特征,并进一步强调了数字化和智能化是未来煤炭工业的新业态,减损开采、绿色低碳利用是煤炭工业可持续发展的重要技术支撑。

2.分析了达峰前后我国能源消费结构的变化特征及煤炭能源地位的变化特点和煤炭作为战略矿产资源的主要用途,提出了煤炭开始由“主体能源”的兜底保障地位向“支撑性能源”保障地位转变路径。
3.总结分析了我国能源资源禀赋特征、能源安全发展战略及煤炭开发减损技术等特点,提出了CO2地质封存和煤炭与新能源互补发展等煤炭绿色低碳创新开发技术。

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“双碳”目标下煤炭能源地位变化与绿色低碳开发

作者:王双明1,2,3,申艳军1,2,3,宋世杰1,2,3,刘 浪2,4,顾霖骏2,3,魏江波2,3
单位:1. 西安科技大学 陕西省煤炭绿色开发地质保障重点实验室;2. 西安科技大学 煤炭绿色开采地质研究院;3. 西安科技大学 地质与环境学院;4. 西安科技大学 能源学院
研究背景
 RESEARCH  BACKGROUND 
严格控制CO2排放量以最大限度降低温室气体输出,已成为全球各国的共识性选择。我国也于2020 年提出了“力争于 2030 年前 CO2 排放达到峰值,努力争取 2060 年前实现碳中和”的目标 (以下称:“双碳”目标)。与此同时,为保障我国经济的可持续化发展,必须以国家能源安全与稳定供应为前提,积极稳妥推进“双碳”目标稳步实现。党的二十大报告提出“立足我国能源资源禀赋,坚持先立后破,有计划分步骤实施”的碳达峰行动策略。2021−12−08—10 召开的中央经济工作会议中指出:“要立足以煤为主的基本国情,抓好煤炭清洁高效利用,增加新能源消纳能力,推动煤炭和新能源优化组合”;2022 年的中央经济工作会议再次强调:“要通过替代压减低效燃煤消费、强化煤炭清洁高效利用,夯实能源安全供应基石,提升能源系统转型韧性”。因此,以国家能源安全与稳定供应为前提,立足以煤为主的基本国情,积极稳妥推进“双碳”目标逐步实现已成为能源工业可持续化发展的根本遵循。
受我国“缺油、少气、相对富煤”能源资源禀赋制约,煤炭在一次能源消费中的占比长期大于 50%,2021 年仍高达 56%,煤炭作为我国能源安全的压舱石地位短期不会发生改变。建设社会主义现代化强国必须开发利用煤炭资源,但同时煤炭资源开采利用必然产生采动损害和碳排放。据《BP 世界能源统计年鉴》(2022 版) 显示,2021 年我国 CO2排放量突破100 亿 t,其中,约 80% 来自煤炭的消费产出。因此,如何适应“绿色低碳”这一能源发展大势,确保煤炭在国家能源安全兜底地位同时,实现绿色开采、低碳利用,已成为新时代煤炭工业高质量发展必须面对和破解的重大技术难题。
近年来,国内相关学者立足于煤炭在“双碳”目标实现过程中的兜底保障地位,把脉我国煤炭工业高质量、低碳化及煤炭资源清洁利用等领域发展现状及趋势,对“双碳”目标驱动下我国煤炭行业面临的技术挑战、未来发展方向及实现途径等作出科学研判。其中,在煤炭工业高质量发展思路方面,彭苏萍等指出强化绿色煤炭资源保障是“煤炭资源强国”战略重要组成之一,亟需构建绿色煤炭资源精准开发利用模式,提出以“煤矿开采−覆岩结构−地下水−开采沉陷−地表生态”为脉络,构建信息化系统和环境与生态安全评价方法、实现产业链重构与生态修复;谢和平等提出了持续提高能源效率、大力发展新能源、增强自给能力等能源优化发展思路,并指出“碳中和”目标实现后煤炭能源在电力调峰、碳质还原剂及能源安全等领域仍大有作为;戴厚良等提出我国能源转型应实施“三步走”战略,即先减煤控油增气,再加快非化石能源、可再生能源替代化石能源,最后全面建成清洁低碳、安全高效的现代能源体系。在煤炭工业绿色低碳发展路径方面,王国法、张铁岗等基于“双碳”目标下我国能源需求变化及发展格局,指出智能化创新技术是引领煤炭低碳化高质量发展的核心驱动力,新能源与化石能源耦合发展是保障未来我国能源稳定供给的必由之路;谢克昌提出煤炭行业未来应该坚持燃料和原料并重发展,积极创新 CO高效原料化和工质化利用技术,从终端破解煤化工产业碳排放难题;康红普等提出双碳背景下煤炭行业高质量发展应该在提效减碳、淘汰落后和平衡产需的基础上,大力支持煤炭与其他能源深度耦合发展,形成煤炭清洁高效利用新模式;武强等按照“对象−目标−技术−模式”的系统化思维,提出矿山环境正效应开发利用发展模式,认为这模式是实现“碳中和”背景下能源结构调整的重要途径;袁亮等基于高质量发展过程中面临的挑战,煤及共伴生资源精准协同开发理论与技术、煤炭清洁高效利用和碳中和科学发展理论与技术 4 个方面的未来创新发展方向;并立足于“双碳”目标下促进废弃矿井资源精准开发利用技术工程需求,提出了废弃矿井绿色低碳多能互补体系技术框架,指明了创新多能互补技术体系、CO2 工程封存与生态碳汇、分布式智能电网建设等未来发展方向。笔者团队针对“双碳”目标背景下推进煤炭智能绿色开发,弥补油气不足等新要求,研究提出了西部地区富油煤开发利用的基本理念与技术构想;基于煤炭生产利用低碳化发展及探索大规模、低成本 CO2 封存技术的迫切需要,论述了利用开采扰动空间 (煤炭开采、地下气化及原位热解后形成的空间) 实现 CO2 地下高效封存的技术途径及必备地质条件。
当前国际形势呈现“百年未有之大变局、世纪疫情和俄乌冲突交织叠加”的复杂局面,全球能源格局不确定、不稳定性加剧,能源供应链受到冲击,我国能源安全风险增加。因此,在世界百年未有之大变局纵深演进背景下,如何确保我国能源体系安全平稳转型,加快推进煤炭工业朝绿色低碳化方向发展,是关乎国家安全和发展全局的重要命题。据此,笔者在分析国内外发展环境变化对能源工业影响的基础上,着力探究“双碳”目标下煤炭能源地位的变化特点,分析煤炭工业绿色低碳面临的技术挑战。在此基础上,笔者从煤炭减损开采、采空区 CO2 地质封存、煤矿区新能源开发利用 3 个维度,提出了依靠科技创新推动煤炭绿色低碳转型的技术思路,以期推动煤炭工业高质量、绿色低碳化发展,助力我国“双碳”目标顺利实现。
摘要
 ABSTRACT
在发挥煤炭能源安全供给兜底作用的同时,实现煤炭资源绿色安全开采、清洁低碳利用,是关乎国家能源安全和发展全局的重要命题。分析了国际发展环境变化对我国利用国际市场油气资源的影响,研究了建设社会主义现代化强国对能源供给的刚性需求,立足于现阶段我国煤为主体的能源开发利用现状,遵循建设人与自然和谐现代化的根本要求,提出了在实现“双碳”目标进程中,煤炭工业绿色低碳发展方向及路径。
① 我国油气资源对外依存度分别超过 70% 和 40%,油气战略储备不足,在国际形势深刻变化的背景下,利用国际市场油气资源的不确定性增加,国家能源安全外部风险有所增加。② 建设社会主义现代化强国必然带动能源需求刚性增长,在新能源目前难以安全有效替代化石能源的情况下,化石能源的主体能源地位短期内难以改变。③ 对标“双碳”目标,“达峰前”煤炭消费占比呈现持续下降态势,消费总量将迎来拐点。而“达峰后”煤炭主体能源地位将弱化,但战略性矿产资源和煤基原料作用会进一步凸显。④ 在“双碳”目标驱动下,煤为主体的基本国情决定了煤炭将继续承担能源安全供给兜底的重大使命,进一步发挥战略性矿产资源的原料作用。
但煤炭的高碳资源属性决定了煤炭开发利用将面临保供和减碳的双重压力。因此,科学服务经济社会高质量发展对能源安全保供和绿色低碳的重大需求,必须立足现阶段我国煤为主体、新能源为补充的能源生产和供给特点,以实现生态文明建设新进步为根本遵循,加大煤炭减损开采与生态碳汇、深部煤层与煤炭采空区 CO2 地质封存和煤矿区新能源协同开发利用关键技术攻关力度,用技术创新支撑“双碳”目标下我国煤炭工业高质量发展。
部分图片



 1    1953—2021年全国煤炭消费量及在一次消费能源中占比


 2    2000—2021年全国能源消费趋势及结构


 3    2012—2021年中国发电与用电趋势


 4    我国2030年我国一次能源消费结构预测


 5    地表生态系统与地下水埋深关系(以生态水位为参考系)


 6    采动隔水性变化分区(以榆神府矿区为例)


 7    窑街煤矿CO2天然赋存区地质条件


 8    煤层扰动空间CO2 封存地质要素


 9    煤层采空区碎裂岩体CO2封存技术示意


 10    煤矿区煤炭与新能源协同开发框架示意


作者简介



王双明,男,1955521日生,陕西岐山人,中国工程院院士,教授,博士生导师,陕西省“煤炭绿色开发地质保障”三秦学者创新团队带头人,陕西省煤炭学会理事长、陕西省煤炭绿色开发地质保障重点实验室主任、西安科技大学煤炭绿色开采地质研究院院长。获国家科技进步二等奖3项,省部级科技进步一等奖6项,发表学术论文50余篇,出版专著4部。李四光地质科学奖获得者,国家有突出贡献专家,享受国务院政府特殊津贴。2017年当选中国工程院院士。


研究方向

煤炭资源与地质勘查、煤矿区环境保护、煤炭绿色开采地质保障


主要成果

致力于鄂尔多斯盆地煤炭地质勘查与矿区地质环境保护关键技术研究与创新30多年,在找煤、勘探、采煤保水三个方面取得了创新性地质成果。找煤取得重大发现。揭示了鄂尔多斯盆地煤炭资源总体分布特征和赋存规律,发现了环带状聚煤规律,查明了全盆地煤炭资源总量,为煤炭工业战略西移提供了科学依据和资源保障。探煤取得重大突破。根据煤层地球物理特点,集成地震、磁法和钻探技术优势,建立了煤田综合勘查技术体系,勘查周期短,成本低,精度高,将煤炭地质勘查引领到了高效高精度勘查新阶段。矿区生态环境保护取得重要创新。揭示了煤炭开采对地表生态和地下水的损害机理,发现了地表生态系统与地下水水位的依存关系,提出了以生态水位保护为核心的矿区生态环境保护新技术,为煤炭绿色开采提供了理论基础和技术支撑。



来源:

王双明,申艳军,宋世杰,等. “双碳”目标下煤炭能源地位变化与绿色低碳开发[J]. 煤炭学报,2023,48(7):2599−2612.


康红普院士:进一步加强煤炭绿色低碳技术攻关 实现高碳能源低碳利用


康红普院士:进一步加强煤炭绿色低碳技术攻关 实现高碳能源低碳利用

康红普院士:进一步加强煤炭绿色低碳技术攻关 实现高碳能源低碳利用

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