谢和平院士:碳中和目标下我国能源发展应思考四个问题
来源:中国能源网 2022年07月08日 16:35 作者:林轩
2022-07-08 16:35 来源:中国能源网 作者:林轩

碳达峰碳中和目标已成为我国社会共识,不仅是负责任大国对国际社会的庄严承诺,更是推进我国经济高质量发展的国家战略,将推进经济社会广泛而深刻的系统性变革。

碳达峰碳中和目标已成为我国社会共识,不仅是负责任大国对国际社会的庄严承诺,更是推进我国经济高质量发展的国家战略,将推进经济社会广泛而深刻的系统性变革。碳中和目标下我国的能源发展,要充分考虑我国的国情和能情,稳妥推进。谋划未来能源发展,应思考我国是否真的富煤、现有煤炭科学产能能否支撑到碳中和目标实现、新能源何时能成为主体能源、“清洁煤电+CCUS”是否有竞争力等四个问题。

我国是否真的富煤?我国的富煤准确来说应是相对富煤,是相较于国内油气资源,我国的煤炭资源储量相对丰富些,但对比全球,我国人均煤炭资源占有量仅为世界平均水平的一半,并不是富煤的国家。碳中和目标赋予煤炭科学产能新的内涵,也将强化生态环境约束、安全高效集约化生产约束,使一些资源不再符合煤炭科学产能的要求,导致已探明的煤炭资源可供开发量显著下降。研究表明,当考虑生态约束、安全约束及极端政策风险约束,不考虑“运动式”减碳条件下,已探明的煤炭资源可供开发量仅为4654亿t,仅占保有煤炭资源量(1.46万亿t)的31.9%。

现有煤炭科学产能能否支撑到碳中和目标实现?当前我国煤矿企业的煤炭资源采出率仅为30%-40%。如果仅考虑在产煤矿现有可供开发资源量以及现有的技术和回采率水平,按照40亿t/a左右的产量规模,只能支撑15年左右,如通过提高煤炭资源采出率等技术进步措施,实现科学产能即先进产能的开采,可延长3-5年,也仅能支撑到碳达峰时经济社会发展对煤炭先进产能的需要,很难支撑到碳中和目标实现。

新能源何时能成为主体能源?新能源成为主体能源要具备两大要素,一是达到产量(供应)规模,在我国能源产量结构中,占比达到50%以上;二是实现稳定供应,具备调节能力。目前,虽然新能源发展速度很快,但是由于基数小,提高在我国能源结构中的占比较为缓慢。我国水能已经开发得差不多了,未来增长空间有限。经过过去一二十年的发展,风能、太阳能发电量之和在我国发电量中占比仍不到10%(9.25%,国家能源局)。同时,风光电的储能问题还没能很好地解决,大比例接入现有能源体系,给我国能源安全稳定供应带来了巨大压力。根据我们的初步研究分析,按照新能源最大能力发展的最理想情景设计,新能源在能源结构中占比由当前的15.7%提升到接近30%,乐观估计需要10年;由30%提高到50%,还需要20年左右;再由50%提高到80%以上,估计还得需要10-20年。在全力发展新能源达成规模和稳定供应的30-50年的窗口期,仍需要、也只能依靠煤炭能源来支撑保障。

“清洁煤电+CCUS”是否有竞争力?美国2007年实现碳达峰后一直保持7-10亿吨的原煤发电,至今仍有3-5亿吨原煤发电,为什么?其中的原因值得我们深思。针对全球气候变化,西方国家大力倡导发展CCS技术,我国根据自己国情提出研发CCUS技术的中国方案,即实现二氧化碳资源化、能源化利用。如果CCUS成本降为零甚至有正效应,那么“清洁煤电+CCUS”可否有竞争力?有无可能成为中国碳中和的独特方式?当前,我国能源只能依靠煤炭,未来发展在于新能源,在近零碳排放约束下现实可行的能源发展路径是全面推进“清洁煤电+CCUS”现实路径,全面攻关“新能源+储能”未来路径,探索分析“清洁煤电+CCUS”与“新能源+储能”这两条路径,按照零碳排放和稳定供应的要求,哪种路径更有竞争力?两条路径怎么优化组合、逐步迭代?回答好这些问题对我国制定能源发展路径、出台能源政策至关重要。碳减排是长期要求,而储能是新能源自身的固有要求,在CCUS技术突破前,可以发展清洁煤电;而在储能技术突破前,风、光等新能源难以高比例接入现有能源体系。现阶段暂未对碳减排征税,而新能源必须配套储能,清洁煤电成本优于风电/光电+储能,清洁煤电+CCUS综合成本优于光电+储能,而与风电+储能综合成本相当。随着技术进步,碳交易政策全面推广,按照安全稳定供应、零碳排放的要求,“清洁煤电+CCUS”在哪些时段、哪些技术突破、哪些应用场景下会有竞争力?如果碳捕集成本下降到现在的1/2、1/3、1/9,碳利用由现在的接近零价值逐步提高附加值,CCUS实现正效益,可能就会颠覆我们现在对清洁煤电的悲观预期。

因此,我认为,应以实现碳中和为目标,以实现高质量发展(生产力增长)为主线,以碳中和技术攻关为突破点(为王)来统筹协调实现我国的双碳目标下能源发展战略,并以碳中和目标和高质量经济发展(生产力)来促进我国碳中和技术创新的自立自强。

通过对以上四个问题的思考,我们提出煤炭能源碳中和发展应该实施:能源安全兜底、绿色低碳开发、清洁高效利用、煤与新能源多能互补的“四大战略”;加大力度勘探符合煤炭科学产能要求的煤炭资源(资源保障)、建设煤炭科学产能全国支撑基地(产能保障)、推进柔性煤炭科学产能建设(经济运行应急保障)、研究制定能源安全下的煤炭科学产能储备战略(国家能源安全保障)、加快煤炭科学产能支撑力科技攻关(技术保障)、构建适应碳中和要求的多能互补的煤矿清洁能源系统(碳中和)的“六大重点任务”;以及按照“技术创新为王”的思路,着重推进煤炭保障能源供给安全、煤炭开发利用低碳零碳、煤与新能源多能互补、矿区生态碳汇“四大技术路径”。

(文章根据其在7月8日召开的中国工程院重点咨询项目“‘清洁煤电+CCUS’技术经济性优化与竞争性研究”启动会上的主旨演讲整理)


【责任编辑:刘澄谚 】

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