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董秀成:关于中国加快煤炭转型的几点战略思考

煤炭资讯网 2022/11/23 10:49:20    头条

煤炭是基础能源和重要工业原料,是确保国家能源安全的坚实基础。随着国家出台“双碳”目标,“煤炭转型”成为社会焦点,但应该准确把握方向,避免盲目推进。

一、现实很无奈:煤炭成为中国实现“双碳”目标的关键难题

中国能源资源禀赋特点,决定未来能源结构难以在短期内得以根本性改变。

2021年,中国煤炭消费超过40亿,在一次能源消费中占比仍然高达56%,煤炭利用产生的碳排放约占化石能源消费碳排放的70%以上。

在电力来源方面,中国煤炭发电长期占据主体地位。

以2021年数据为例,中国煤炭发电装机占比为46.7%,发电量占比约为60%,而且排放大量的二氧化碳等温室气体,发电用煤占全国煤炭总消费的占比超过50%。

中国煤炭的燃料发电技术水平位居世界领先地位,但是从总体上来说,中国燃煤发电效率还是偏低,目前发电效率普遍低于50%。

下面看一看几个数据,以此来支持上述观点。

2015年,中国燃煤电厂供电煤耗为315克标准煤/千瓦时。

2022年上半年,中国燃煤电厂供电煤耗为299.8克标准煤/千瓦时。

很显然,中国煤炭发电效率确实在逐步提高,但是与目前最先进的燃煤电厂供电煤耗270克标准煤/千瓦时相比,供电煤耗仍有提升空间。

由于中国供电煤耗指标偏高,因此增加了污染物和二氧化碳的排放,而碳捕集封存(CCS)技术应用仍然停留在示范工程阶段,尚未大规模推广和利用。

尽管中国煤炭发电在节能降耗、二氧化碳减排等方面取得了显著成效,但是煤炭发电产业仍然是二氧化碳的最大排放源。

随着国家推进“双碳”目标的实施,客观上需要逐步建立新型的电力系统,煤炭发电清洁、高效、灵活和低碳转型的步伐需要进一步加快。

为了实现“双碳”目标,加快煤炭转型势在必行,趋势难以逆转,是推进国家能源转型和实现国家经济高质量发展的必然选择,但是难度将异常巨大。

二、近年来中国煤炭转型正在提速并取得明显成效

由于近年来国家出台了很多推进煤炭产业转型发展的政策,因此煤炭转型并没有消极等待,也没有停滞不前,已经逐步开始,而且取得了明显的成效。

1.生产效率快速提升

煤炭生产效率,也叫煤炭生产工效,是指平均一个工作人员工作一天的煤炭产量。

从历史上来看,中国煤炭生产技术不断取得进步,推动煤炭生产机械化水平不断提高,煤炭开采由传统人力人工作业转向机器作业,生产效率不断提高。

2021年,中国大型煤炭生产企业的煤炭开采机械化程度提高到98.95%,基本上全部实现了煤炭生产的机械化。

另外,中国煤矿单井产量规模也逐年提高,规模效益十分明显,也直接或间接地带动了煤炭生产效率的快速提升。

2021年,中国煤矿单井产量规模提高到约92万吨/年。

在煤炭生产机械化和煤炭生产规模化的综合带动下,中国煤炭生产效率持续得到提升,有如下数据对比为证。

2012年,中国原煤生产效率为6.43吨/工。

到了2021年,中国原煤生产效率提高到8.79吨/工,比2012年显著提高了36.7%。

中国逐渐建成了一大批高度现代化的大型煤矿,部分煤矿的煤炭生产效率达到国际同类条件煤矿的领先水平。

2.煤炭智能化和绿色化生产取得初步成效

在过去几十年,中国煤炭开发产业基本上以高劳动强度和牺牲生态环境为代价的生产方式为主,走了一条粗放式发展的道路。

最近一些年,中国煤炭产业技术不断进步,开采从业人员逐渐减少,国家对生态环境保护和碳排放约束不断增强,迫使煤炭产业逐渐向智能绿色发展转变。

在此背景下,中国各级政府非常重视煤炭转型发展,推进煤炭生产方式转变,尤其重视煤炭生产向智能化方向发展,并且已经初见成效。

在煤炭生产智能化方面,中国煤炭系统高度重视技术创新,以智能技术改造传统作业技术,不断推进煤炭生产各个环节的智能化水平,逐渐形成了智能化煤矿。

截至2021年年底,中国已经有400多处煤矿开展了智能化建设,建成了813个智能化采掘工作面,一些煤矿实现了“有人巡视、无人操作”的智能化开采。

在煤炭绿色化开采方面,中国煤炭行业持续推进绿色矿山建设,2021年煤炭矿区的土地复垦率达到57%,截至2021年底,有284家煤炭企业纳入中国绿色矿山名录。

随着机械化和智能化水平不断提高,中国煤矿生产能耗指标逐年降低,2021年大型煤矿原煤生产综合能耗和综合电耗分别下降到10.4千克标煤/吨和20.7千瓦时/吨。

另外,中国煤炭开发过程温室气体排放呈下降趋势。

2010年,中国平均生产1吨煤炭温室气体排放量为226.7千克。

到了2020年,上述排放指标下降到151.1千克,可见下降趋势十分明显。

3.煤炭发电节能减排的工作成效显著

作为基础性电源,在过去几十年,中国煤炭发电为支撑经济社会发展提供了坚强电力保障,但是煤炭发电导致生态环境不断恶化,也是二氧化碳排放的主要来源。

为减少煤炭消耗和污染物排放,积极解决各地雾霾频发问题,着力改善空气质量,中国政府先后印发了《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014—2020年)》和《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》。

经过多年的艰苦努力,中国煤炭发电的节能减排工作取得了显著成效。

截至2021年年底,中国达到超低排放限值的煤炭发电机组约为10.3亿千瓦,占全国煤炭发电总装机容量的93%。

以2021年数据为例,中国煤炭发电节能减排效果明显,具体数据列举如下:

电力烟尘、二氧化硫和氮氧化物的排放量分别约为12.3万吨、54.7万吨和86.2万吨,较2015年分别下降了69%、73%和52%。

6000千瓦及以上火电厂供电煤耗为301.5克标准煤/千瓦时,较2015年下降了13.5克标准煤/千瓦时,相当于2021年电煤消耗减少了9500万吨。

单位发电量二氧化碳排放约为828克/千瓦时,较2015年下降了22克/千瓦时。

根据中国电力企业联合会数据,中国在2006-2021年期间,通过供电煤耗降低减少二氧化碳排放约89亿吨,有效减缓了电力行业二氧化碳排放量的增长势头。

4.煤炭发电灵活性改造取得进展

近年来,中国风能发电和太阳能发电产业得到了快速发展,装机规模和发电规模不断扩大并大量并入电网,导致电力供应的不确定性大幅增加。

为了保障电力供需平衡和维护电力系统运行的安全稳定,确保经济社会发展对电力需求增长的需要,必须配置充足的灵活调节电源。

虽然获取灵活性电源的途径或方式不少,但是煤炭发电仍然是中国目前乃至将来较长时期内最重要、最可靠、最方便和最稳定的灵活性电源。

当前,中国抽水蓄能装机在电力系统中的占比只有1.5%,如果单纯依靠抽水蓄能来作为灵活性电源,显然在短时期内根本没有可能。

至于其他可以作为灵活性电源的方式,比如天然气发电和生物质发电等在电力系统中的占比更是甚微,更是难以担当电力系统调节之大任。

还有一些其他储能方式,比如电化学和电动车等新型储能技术或方式目前仍然处于起步阶段,在短时期内无法得到快速发展。

由上所述,中国电力系统客观上要求煤炭发电机组发挥灵活性的电力调节作用,以便助力新能源发展和新型电力系统建设。

最近一些年,中国加快了煤电灵活性改造工作,煤电机组最小发电出力从50%~60%的额定容量可以降低到30%~35%,部分机组甚至可降低到20%~25%。

截止到2021年底,中国煤电灵活性改造规模超过了1亿千瓦,电力系统灵活调节能力大大提高,促进了可再生能源发展。

5.煤矿安全生产形势大大好转

由于中国煤炭资源普遍埋藏较深,因此煤炭开采以井工煤矿为主。

从历史数据来看,中国煤炭安全生产指标长期保持高位,也造成了极其负面的社会影响,社会民怨较大,地方政府承压,企业经营损失很大。

随着煤矿瓦斯、冲击地压、水害、火灾等防治体系不断完善,先进技术装备取得重大突破并大规模推广应用,2021年中国原煤生产百万吨死亡率下降到0.044,较2010年下降了94.1%,年均下降超过了22%。

目前,中国某些现代化大型煤矿的安全生产水平已基本与发达国家同等开采条件的煤矿持平,说明中国煤炭安全生产形势已经大大好转。

三、煤炭转型需要正确处理几个重要关系

在未来相当长时间内,中国经济将逐步转向高质量发展阶段。

与此相对应,中国将从工业文明建设转向生态文明建设,重点方向是实现“碳达峰”和“碳中和”目标,促进经济社会绿色转型,实现生态环境质量改善。

在此大趋势之下,中国必须实施煤炭转型战略,但是需要处理几个重要关系。

1.行政力与市场力之间的关系

2016年2月,《国务院关于煤炭行业化解过剩产能实现脱困发展的意见》正式发布,《意见》明确了煤炭行业去产能的工作任务,严控新建煤矿项目以及新增产能,淘汰落后产能,引导相关煤矿有序退出。

上述文件,核心是去煤炭产能,但其实也是要求煤炭转型的开始。

目前,中国煤炭行业矛盾逐渐显现,其中产能过剩问题十分突出。

中国在最近几年煤炭转型中,出现了行政化、运动式的“一刀切”、操之过急、相关政策的协调性不够、缺乏整体的全盘考虑等等问题,导致2021年下半年在全国较大范围内出现了“煤荒”和“拉闸限电”等现象。

在过去煤炭转型过程中,国家过度重视了行政力,忽视了市场力,主要采取与地方政府签订合同和项目审核制等行政方式控制煤炭产能。

在我看来,过度迷信行政权力绝对不合适,但是“自由市场崇拜论”也不可取,必须将有形的手和无形的手紧密结合起来,让“两只手”共同发挥作用。

由于中国特有的经济体制,要解决煤炭转型问题,必须将市场手段和行政手段很好地结合起来,政府与市场共同发力,缺一不可。

同时,要更好发挥各级政府的作用,强化市场监管,加大执法力度,保持高压态势,对违法违规行为严肃查处,逼迫煤炭转型,让落后产能有序退出。

国家应该加快提升节能环保炉具的普及率,淘汰低效和落后产品,在清洁取暖不能覆盖的区域,采取洁净型煤与专用炉具配套销售方式实现清洁燃烧,鼓励生物质供暖、“太阳能+”、水源热泵、“民用清洁炉具+太阳能+储热水箱”等民用供暖等。

2.去除落后煤炭产能与释放先进煤炭产能之间的关系

目前,中国煤炭产业已经从原来长期的大中小煤矿并举、中小煤矿为主,逐渐转到了大型现代化煤矿为主。

由此可见,煤炭去产能要坚持去除落后产能,有效地释放部分先进产能。

煤炭安全生产是红线,也是底线,减量置换是新增煤炭产能的基本要求,任何释放煤炭产能的措施,都必须以安全生产和减量置换为前提,进而实现企业升级。

煤炭去产能既是主动减量的过程,又是盘活存量的过程,必须突出调整结构,把资源储量少、赋存条件差、安全生产无保障、扭亏无望的僵尸煤矿淘汰掉,把安全、高产、高效的煤矿留下来。

在煤炭去产能的同时释放先进产能,主要是为了保障冬季供暖、供气和发电生产的用煤需要,确保能源安全和经济运行稳定。

3.去煤炭产能与稳供应之间的关系

在煤炭转型尤其是煤炭产能退出过程中,煤矿后续的一系列问题比较突出,比如出现市场供应波动、矿区就业问题突显以及地方经济受损等问题。

随着国际经济增速放缓,能源结构不断优化,煤炭需求增长空间有限,煤炭产能大于需求的局面不会改变。

但是,煤炭转型将是供给侧结构性改革的长期任务,需要稳步推进,尤其是确保煤炭稳定供应这一基本底线不动摇。

要准确把握煤炭转型与煤炭稳定供应的关系,要理解产能和产量之间的关系。

产能是生产能力,产量是实际的生产数量。

政府为应对煤炭市场波动提出的稳供应并不是增加煤炭产能,而是释放产能、适当增加煤炭产量,去产能和稳供应之间并不矛盾。

此外,煤炭去产能去的是落后产能,而稳供应释放的是符合相关标准的先进产能,为应对煤炭市场的短期波动而出台的稳定供应政策应以不影响煤炭转型的总体目标的完成为基本原则,切忌顾此失彼。

4.去煤炭产能与稳价格之间的关系

最近几年来,煤炭价格出现了较大波动,甚至个别时期出现了价格快速上涨的局面,导致电力企业成本压力过大,进而引起社会对煤炭转型政策的担忧。

其实,煤炭价格的回升有利于煤炭企业经营状况的改善,有利于煤炭企业可持续发展,也为煤炭转型工作奠定了良好的基础。

煤炭价格的过快上涨可能引发落后产能的复产,而煤炭价格如果持续保持低位运行,煤炭企业发展后劲受到影响,整个行业将不会健康平稳发展。

因此,在煤炭转型过程中,必须将煤炭价格始终稳定在合理的区间内。

要积极引导煤炭及相关企业建立长期稳定、互惠互利的合作关系,促进煤炭价格回归合理区间,保持基本稳定,为煤炭转型政策奠定良好的基础。

5.煤炭转型与气候、生态和环境保护之间的关系

2017年8月21日,环保部联合六省市下发《京津冀及周边地区2017-2018年秋冬季大气污染综合治理攻坚行动方案》,要求10月底前全部“2+26”城市完成以气代煤、以电代煤300万户以上。

然而,行动方案的实际改造量远远超过300万户,京津冀及周边“2+26”城市共有394万户完成“煤改气”和“煤改电”的“双替代”改造任务,其中计划外的改造接近100万户,规模之大和任务之重,超出想象。

由于天然气供应十分紧张,很多改造用户并没有真正的使用上天然气。

根据估算,从2017年的天然气消费总量上看,由于“煤改气”而带动的天然气消费规模的增加大约有136亿立方米,导致在华北地区出现了比较严重的“气荒”,进而造成了非常不利的社会影响。

从整体规模上看,2017年由于“煤改气”而带来的煤炭消费减少量大约是3542万吨原煤,随着“煤改气”工程的继续推进,对煤炭消费总量还会有所冲击。

2021年,由于国家快速推进“双碳”目标,各地政府纷纷相应,导致煤炭消费控制趋紧,进而导致范围比较大的“煤荒”和“电荒”的出现,迫使中央政府不得不改变或调整煤炭产能政策,再度释放了较大规模的煤炭产能。

未来稳妥推进“双碳”目标,确保国计民生的安全稳定,国家应该科学把握能源转型和生态环保工作的节奏,不要消极怠工,更不能搞一阵风式、大窝风式、运动式和群众式运动,也不应该搞全国一刀切。

从煤炭生产发展来看,智能绿色必将成为未来大趋势。

6.煤炭与替代能源之间的关系

针对国家整体“双碳”目标的推进过程,必须大力推动煤电灵活性改造,确定由主体性电源向系统调节性电源转型。

2021年10月,国家发展改革委、国家能源局联合印发了《全国煤电机组改造升级实施方案》,明确提出“十四五”期间,煤电节能降碳改造规模不低于3.5亿千瓦、供热改造规模力争达到5000万千瓦、灵活性改造完成2亿千瓦。

如果上述实施方案真正落实或落地,那么预计节约煤炭消费5000万吨以上,提升新能源消纳能力5000万千瓦以上。

国家应该建立跨区电力调峰和电力资源共享机制,保障清洁能源优先上网,缓解弃风、弃光和弃水等,逐步降低电煤消耗。

要建立电网调峰机组的激励机制,完善清洁电力交易市场体系,切实鼓励清洁电力发展,尽快形成清洁电力快速发展的价格机制。

同时,国家要制定和完善节能降耗标准,建立强约束、硬考核的机制,逐步减少电力行业对煤炭发电的需求。

还有,在煤炭对外贸易方面,处理好国产煤炭与进口煤炭之间的关系,两者之间需要有机结合,避免内外竞争无序。

7.燃料煤炭与原料煤炭之间的关系

煤炭转型需要考虑煤炭属性,煤炭是燃料,煤炭也是化工原料。

在未来煤炭转型过程中,显然煤炭的能源属性将逐步下降,而原材料属性将得到逐步加强,这是煤炭转型的必然趋势,而且难以逆转。

目前,中国煤化工发展参差不齐,有先进产能,也有落后产能,未来发展不应同等对待,应该区别对待,重点在于如何提高能效水平和如何实现减污降碳。

在有关煤炭效率提升方面,国家已经制定了《煤炭清洁高效利用重点领域标杆水平和基准水平(2022年版)》和《高耗能行业重点领域能效标杆水平和基准水平(2021年版)》,为煤化工产业高效和清洁的发展提供了可参照的标准。

在煤炭化工领域,总体能效水平还有很大潜力需要挖掘,需要进一步开展工作。

截至2020年年底,大约25%的煤制甲醇产能、大约40%的煤制乙二醇产能、大约19%的合成氨产能和大约40%的煤炭焦化产能的能效低于基准水平。

在二氧化碳排放方面,中国煤化工行业需要强化约束机制,努力降低排放量。

煤制油和煤制烯烃等煤化工项目碳排放强度是石油化工行业的3-8倍。

目前,中国煤化工项目方兴未艾,假设目前所有在建和拟建项目投产,届时煤化工耗煤量将非常大,现代煤化工产业有望进入“后煤炭时代”。

四、煤炭清洁高效利用是未来工作重点

煤炭作为燃料,必将成为历史,这是中国煤炭产业的必然趋势。

然而,煤炭并非一无是处,过分夸大煤炭的负面作用并非正确之举,关键是要为煤炭产业未来发展找到正确路径,而不是弃而不用。

毋庸置疑,煤炭未来之路在于清洁高效利用。

自20世纪90年代开始,中国便开始重视煤炭清洁高效利用。

比如,中国及时成立了“国家洁净煤技术推广规划领导小组”,出台了《中国洁净煤技术“九五”计划和2010年发展纲要》。

党的十八大以来,党中央高度重视煤炭清洁高效利用,明确提出“四个革命,一个合作”能源安全新战略和深入打好污染防治攻坚战。

中国陆续颁布了《大气污染防治行动计划》、《关于促进煤炭安全绿色开发和清洁高效利用的意见》、《煤炭清洁高效利用行动计划(2015—2020年)》和《能源技术革命创新行动计划(2016—2030年)》等一系列政策文件。

自此,中国煤炭清洁高效利用正式上升为国家能源发展战略。

当前,中国煤炭清洁高效利用的内涵正在不断完善,发展方向已经基本明确,发展共识已经形成,各级政府的重视程度不断提高。

在过去,中政府强调在煤炭利用环节制定高效、清洁的污染排放标准,应该说已经取得良好的效果,但是在绿色转型发展方面还没有足够重视。

在未来煤炭清洁高效利用中,中国应该更加重视高效、绿色、低碳、降碳和固碳等发展,实现煤炭全过程、全要素的高效清洁利用。

2022年1月份,国务院印发了《“十四五”节能减排综合工作方案》,提出实施煤炭清洁高效利用工程,针对实现“碳达峰”和“碳中和”目标,促进煤炭消费转型。

中国煤炭清洁高效利用,可以概括为“三高三低”。

那么,“三高”是指什么呢?具体而言,就是高效率、高品质和高循环。

高效率,是指在煤炭利用各环节充分利用先进技术,做到煤质与不同用煤技术、装备精准适配,实现利用或转化效率大幅提高。

高品质,是指不断应用具有经济、社会和环境效益的新技术、新工艺,升级、改造、重塑煤炭利用产业,造就新业态,发展新产品。

高循环,是指不断将煤炭利用过程产生的废弃物变为可再利用的材料,形成“资源-产品-资源”的循环模式。

那么,“三低”又是指什么呢?具体而言,就是低消耗、低污染和低碳排放。

低消耗,是指煤炭利用各环节要严格控制能源消费强度、水资源消耗强度等,降低单位产品能源资源消耗。

低污染,是指大气、水、固废污染物排放浓度要低,实现清洁生产,达到近零排放。

低碳排放,是指要通过与可再生能源深度耦合以及碳捕集利用与封存技术来提升减少温室气体排放的能力,降低温室气体的排放量。(董秀成)




来源:对外经济贸易大学国际经贸学院教授      编 辑:徐悉
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