碳達峰碳中和目標已成為我國社會共識,不僅是負責任大國對國際社會的莊嚴承諾,更是推進我國經濟高質量發(fā)展的國家戰(zhàn)略,將推進經濟社會廣泛而深刻的系統(tǒng)性變革。碳中和目標下我國的能源發(fā)展,要充分考慮我國的國情和能情,穩(wěn)妥推進。謀劃未來能源發(fā)展,應思考我國是否真的富煤、現(xiàn)有煤炭科學產能能否支撐到碳中和目標實現(xiàn)、新能源何時能成為主體能源、“清潔煤電+CCUS”是否有競爭力等四個問題。
我國是否真的富煤?我國的富煤準確來說應是相對富煤,是相較于國內油氣資源,我國的煤炭資源儲量相對豐富些,但對比全球,我國人均煤炭資源占有量僅為世界平均水平的一半,并不是富煤的國家。碳中和目標賦予煤炭科學產能新的內涵,也將強化生態(tài)環(huán)境約束、安全高效集約化生產約束,使一些資源不再符合煤炭科學產能的要求,導致已探明的煤炭資源可供開發(fā)量顯著下降。研究表明,當考慮生態(tài)約束、安全約束及極端政策風險約束,不考慮“運動式”減碳條件下,已探明的煤炭資源可供開發(fā)量僅為4654億t,僅占保有煤炭資源量(1.46萬億t)的31.9%。
現(xiàn)有煤炭科學產能能否支撐到碳中和目標實現(xiàn)?當前我國煤礦企業(yè)的煤炭資源采出率僅為30%-40%。如果僅考慮在產煤礦現(xiàn)有可供開發(fā)資源量以及現(xiàn)有的技術和回采率水平,按照40億t/a左右的產量規(guī)模,只能支撐15年左右,如通過提高煤炭資源采出率等技術進步措施,實現(xiàn)科學產能即先進產能的開采,可延長3-5年,也僅能支撐到碳達峰時經濟社會發(fā)展對煤炭先進產能的需要,很難支撐到碳中和目標實現(xiàn)。
新能源何時能成為主體能源?新能源成為主體能源要具備兩大要素,一是達到產量(供應)規(guī)模,在我國能源產量結構中,占比達到50%以上;二是實現(xiàn)穩(wěn)定供應,具備調節(jié)能力。目前,雖然新能源發(fā)展速度很快,但是由于基數(shù)小,提高在我國能源結構中的占比較為緩慢。我國水能已經開發(fā)得差不多了,未來增長空間有限。經過過去一二十年的發(fā)展,風能、太陽能發(fā)電量之和在我國發(fā)電量中占比仍不到10%(9.25%,國家能源局)。同時,風光電的儲能問題還沒能很好地解決,大比例接入現(xiàn)有能源體系,給我國能源安全穩(wěn)定供應帶來了巨大壓力。根據我們的初步研究分析,按照新能源最大能力發(fā)展的最理想情景設計,新能源在能源結構中占比由當前的15.7%提升到接近30%,樂觀估計需要10年;由30%提高到50%,還需要20年左右;再由50%提高到80%以上,估計還得需要10-20年。在全力發(fā)展新能源達成規(guī)模和穩(wěn)定供應的30-50年的窗口期,仍需要、也只能依靠煤炭能源來支撐保障。
“清潔煤電+CCUS”是否有競爭力?美國2007年實現(xiàn)碳達峰后一直保持7-10億噸的原煤發(fā)電,至今仍有3-5億噸原煤發(fā)電,為什么?其中的原因值得我們深思。針對全球氣候變化,西方國家大力倡導發(fā)展CCS技術,我國根據自己國情提出研發(fā)CCUS技術的中國方案,即實現(xiàn)二氧化碳資源化、能源化利用。如果CCUS成本降為零甚至有正效應,那么“清潔煤電+CCUS”可否有競爭力?有無可能成為中國碳中和的獨特方式?當前,我國能源只能依靠煤炭,未來發(fā)展在于新能源,在近零碳排放約束下現(xiàn)實可行的能源發(fā)展路徑是全面推進“清潔煤電+CCUS”現(xiàn)實路徑,全面攻關“新能源+儲能”未來路徑,探索分析“清潔煤電+CCUS”與“新能源+儲能”這兩條路徑,按照零碳排放和穩(wěn)定供應的要求,哪種路徑更有競爭力?兩條路徑怎么優(yōu)化組合、逐步迭代?回答好這些問題對我國制定能源發(fā)展路徑、出臺能源政策至關重要。碳減排是長期要求,而儲能是新能源自身的固有要求,在CCUS技術突破前,可以發(fā)展清潔煤電;而在儲能技術突破前,風、光等新能源難以高比例接入現(xiàn)有能源體系?,F(xiàn)階段暫未對碳減排征稅,而新能源必須配套儲能,清潔煤電成本優(yōu)于風電/光電+儲能,清潔煤電+CCUS綜合成本優(yōu)于光電+儲能,而與風電+儲能綜合成本相當。隨著技術進步,碳交易政策全面推廣,按照安全穩(wěn)定供應、零碳排放的要求,“清潔煤電+CCUS”在哪些時段、哪些技術突破、哪些應用場景下會有競爭力?如果碳捕集成本下降到現(xiàn)在的1/2、1/3、1/9,碳利用由現(xiàn)在的接近零價值逐步提高附加值,CCUS實現(xiàn)正效益,可能就會顛覆我們現(xiàn)在對清潔煤電的悲觀預期。
因此,我認為,應以實現(xiàn)碳中和為目標,以實現(xiàn)高質量發(fā)展(生產力增長)為主線,以碳中和技術攻關為突破點(為王)來統(tǒng)籌協(xié)調實現(xiàn)我國的雙碳目標下能源發(fā)展戰(zhàn)略,并以碳中和目標和高質量經濟發(fā)展(生產力)來促進我國碳中和技術創(chuàng)新的自立自強。
通過對以上四個問題的思考,我們提出煤炭能源碳中和發(fā)展應該實施:能源安全兜底、綠色低碳開發(fā)、清潔高效利用、煤與新能源多能互補的“四大戰(zhàn)略”;加大力度勘探符合煤炭科學產能要求的煤炭資源(資源保障)、建設煤炭科學產能全國支撐基地(產能保障)、推進柔性煤炭科學產能建設(經濟運行應急保障)、研究制定能源安全下的煤炭科學產能儲備戰(zhàn)略(國家能源安全保障)、加快煤炭科學產能支撐力科技攻關(技術保障)、構建適應碳中和要求的多能互補的煤礦清潔能源系統(tǒng)(碳中和)的“六大重點任務”;以及按照“技術創(chuàng)新為王”的思路,著重推進煤炭保障能源供給安全、煤炭開發(fā)利用低碳零碳、煤與新能源多能互補、礦區(qū)生態(tài)碳匯“四大技術路徑”。
原標題:謝和平院士:碳中和目標下我國能源發(fā)展應思考四個問題