煤炭行业碳减排发展现状与挑战

□宋晓波 胡伯

2020年9月22日，习近平总书记在第75届联合国大会上庄严宣布，中国确保2030年碳达峰，力争2060年碳中和。这一承诺不仅为有效落实《巴黎协定》注入了强大动力，更体现了大国担当，但也意味着中国只有30年时间去完成欧美发达国家50～70年时间的碳减排任务。碳排放与化石能源消费息息相关。按照测算，碳排放每年下降率需要高达8%，特别是我国当前正处于高质量发展阶段，要保持经济长期向好的趋势，仍然需要消费大量的化石能源来维持经济的增长。2020年我国化石能源消费比重超过80%，单位GDP能耗不但高于世界平均水平，更是发达国家的2～3倍，实现2060年碳中和的目标任务极为艰巨。

据统计，我国由化石能源消费产生的碳排放总量为100亿吨左右，约占全球的29%。其中，煤炭消费产生的碳排放量占70%以上，其次为石油和天然气，占比分别为14%和7%。因此，控制煤炭消费总量，减少甲烷和二氧化碳排放，破解制约高质量发展的关键瓶颈问题，打造一批多元化、可推广的低碳发展模式，从煤炭全生命周期研究碳减排路径，是实现我国碳中和战略的重中之重。

碳排放来源

发展现状

近年来，我国经济发展进入高质量发展阶段，通过实施供给侧结构性改革，不断转换发展动能，转变发展方式，煤炭消费和二氧化碳排放快速增长的趋势得到有效抑制。主要表现在以下几个方面。

二氧化碳排放年均增长率不断降低——二氧化碳排放年均增长率从2005～2012年的54%下降到2013～2019年的12%，增长率趋于平缓。近10年来，我国在经济增长的同时，二氧化碳排放量减少了41亿吨，为2060年前实现碳中和奠定了坚实的基础。

我国二氧化碳排放情况

我国单位GDP能耗强度

能源结构不断改善——2020年煤炭消费占能源消费总量比重为568%，较2012年占比684%显著降低，能源供给质量大幅提升。

碳排放强度不断下降——2019年，我国碳排放强度比2015年下降182%，比2005年下降481%，提前完成了中国向国际社会承诺的2020年目标。

能效明显提高。2012～2020年，单位国内生产总值（GDP）能耗累计降低244%，相当于能源消费减少127亿吨标准煤。我国以28%的年均能源消费增长支撑了国民经济年均7%的增长，而占能源消费60%左右的煤炭消费量基本保持不变。

我国不同能源消费量所占的比例

煤炭生产结构不断优化——在去产能政策的支撑下，全国煤矿数量由2016年初的12万处以上减少到2020年的4700处左右，累计退出落后产能10亿吨/年以上，煤炭过剩产能得到有效化解，大型现代化煤矿已经成为全国煤炭生产的主体，晋陕蒙煤炭产量占到全国煤炭产量的70%以上，供应保障能力显著增强，市场供需由严重的供大于求转变为供需基本平衡，行业效益显著回升，转型升级发展取得了实质进展。

面临挑战

根据《巴黎协定》约定的温升控制设定碳排放总限额，全球可能损失80%的煤炭产能，未来煤炭行业必将面临史无前例的巨大挑战。

高耗煤行业倒逼煤炭企业不断收缩产能——2030年我国将实现碳达峰，一是将进一步严控钢铁、化工、建材等高耗煤行业耗煤量，煤电装机预计也将尽快达峰；二是高耗能企业由于高额碳税的影响，将进一步减少煤炭的使用。根据测算，随着新能源产业快速发展，煤炭消费基本不会增长，到2025年，煤炭消费占能源消费的比重将降到50%左右。

煤矿瓦斯抽采利用率较低——煤炭行业进行碳减排不仅是控制煤炭消费过程中产生的二氧化碳，还有煤炭开发过程中释放的甲烷。煤矿瓦斯的主要成分是甲烷，温室效应是二氧化碳的21倍。由于当前抽采技术和乏风浓度较小等因素制约，2019年瓦斯抽采利用率仅为43%，远不及规划预期。

煤炭科技研发面临重大考验——一是当前煤炭绿色开采、清洁高效利用、超临界发电等技术虽然能进一步提高能效，但是对碳减排贡献有限；二是与CCUS相关的富氧燃烧或燃烧捕集有助于燃煤电厂脱碳，但是我国CCUS全流程各类技术路线整体仍处于研发和试验阶段，而且项目涉及范围都较小、成本较高，全流程初始投资及维护成本之和超过1000元/吨二氧化碳，远高于碳交易成本。