煤炭行業(yè)如何夠到“2030年碳排放達峰、2060年碳中和”目標?

　　碳減排加速，煤炭行業(yè)倍感壓力。

　　“絕不是簡單地伸一伸手就能觸及的，也不是踮一踮腳尖就能夠到的，需要助跑、加速、奮力向上躍起才能達到。”針對碳中和愿景，中國生態(tài)環(huán)境部應對氣候變化司司長李高稍早前如是表示。那么，長期貼著“高碳”標簽的煤炭行業(yè)，應怎樣“奮力向上躍起”才能夠到“2030年碳排放達峰、2060年碳中和”目標?

　　二氧化碳和甲烷

　　“碳減排是過程，碳中和是目標。目前，全球氣候變化導致海平面升高、極端天氣頻發(fā)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生物多樣性受到直接威脅，對人類影響日益深重。作為負責任的大國，中國一直積極參與全球氣候治理，碳達峰、碳中和也是我國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。”中國礦業(yè)大學低碳能源研究院院長桑樹勛教授近日對記者表示，碳減排對我國能源發(fā)展有重大影響。

　　受資源稟賦影響，以煤為主的化石能源長期在我國能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)主導地位，這意味著煤炭行業(yè)要實現(xiàn)碳減排目標，將面臨一次能源碳基比例過高的巨大挑戰(zhàn)。

　　也正因如此，煤炭行業(yè)被推入爭議的漩渦。2020年，中國煤炭工業(yè)協(xié)會和世界煤炭協(xié)會在一份聯(lián)合倡議書(以下簡稱“倡議書”)中提到：“我們正深陷于一場極端的爭議中，否定煤炭作為未來低排放的一部分，也忽略煤炭對諸多發(fā)達國家和發(fā)展中國家的經(jīng)濟支撐作用。”

　　與此同時，倡議書也表明了煤炭行業(yè)直面巨大挑戰(zhàn)的決心：“煤炭工業(yè)數(shù)百年的發(fā)展史已經(jīng)證明可以實現(xiàn)現(xiàn)代化，能夠通過創(chuàng)新和技術進步應對運營和環(huán)境挑戰(zhàn);可以通過與政府和投資者的合作支持經(jīng)濟發(fā)展。”

　　在煤炭行業(yè)進行碳減排，需要減什么?桑樹勛給出的答案是煤炭生產(chǎn)過程中的甲烷和煤炭消費過程中的二氧化碳。“甲烷的溫室效應是等體積二氧化碳的21倍，這種煤礦瓦斯氣體不僅在煤炭開采過程中會風排到大氣中，在廢棄礦井關閉后，也仍會從地裂縫里不斷向大氣逸散排放。二氧化碳主要產(chǎn)生于煤炭消費過程，高碳問題集中體現(xiàn)在電力行業(yè)煤燃燒發(fā)電階段。污染物超低排放技術解決了燃煤電廠顆粒物等排放造成的環(huán)境污染問題，但二氧化碳高排放的難題還未得到有效解決，燃煤火力電廠也成為我國最大的二氧化碳工業(yè)集中排放源。”

　　怎么減?強化開采與捕集封存兩手抓

　　為減少甲烷和二氧化碳排放，煤炭行業(yè)當務之急需做什么?

　　在桑樹勛看來，煤炭行業(yè)必須通過創(chuàng)新和技術進步來主動應對環(huán)境問題挑戰(zhàn)：“煤基溫室氣體減排與資源化利用，應在三個方面加快技術開發(fā)研究。甲烷是煤層氣的主要成分，煤礦甲烷減排需要強化煤層氣高效開采技術;二氧化碳捕集、利用與封存(以下稱“CCUS”)被公認為顯著減少燃煤發(fā)電、煤化工等碳排放最具可行性的技術，應大力發(fā)展和應用;另外，通過煤制油、煤制氣等技術進行能源轉(zhuǎn)化，也是低碳化利用途徑之一，可解決部分高碳排放問題。”

　　CCUS，即把生產(chǎn)過程中排放的二氧化碳進行捕獲提純，繼而投入到新的生產(chǎn)過程中進行循環(huán)再利用或封存。如何將二氧化碳封存固定，一直是諸多學者傾力探究的重要研究內(nèi)容，近年來，國內(nèi)多家能源企業(yè)和科研院所也加大了CCUS的研發(fā)力度。但多位業(yè)內(nèi)人士對記者表示，該技術在實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化方面還存在困難。

　　“CCUS亟需解決有效性、安全性和經(jīng)濟性難題。”桑樹勛告訴記者，一方面，二氧化碳如何大規(guī)模有效捕集、封存，相關技術還不成熟。另一方面，二氧化碳地質(zhì)封存可能宿體比較多樣，如地層、廢棄煤礦、海底等，目前最接近商業(yè)化的地質(zhì)封存方式是將二氧化碳注入地下枯竭油氣藏中。但這樣封存是否會引發(fā)地質(zhì)災害、一旦集中泄露該如何應對等安全性問題還沒有研究清楚。此外，目前運行的CCUS示范工程處理一噸二氧化碳的費用一般在300-800元，這些附加費用對火電廠而言，維持正常運營都難。所以說，降能耗、降成本也是是CCUS技術研發(fā)和應用推廣的關鍵所在。

　　桑樹勛還指出，全國碳市場成熟發(fā)展對實現(xiàn)碳達峰碳中和目標也將逐漸發(fā)揮重要作用，應盡快構(gòu)建科學的碳交易市場監(jiān)管體系。

　　減了么?技術探索初現(xiàn)成效

　　碳減排研究工作，煤炭行業(yè)從未缺席。

　　以中國礦業(yè)大學低碳能源研究院為例，作為我國成立最早的專門從事碳減排研究的省部級重點實驗室-煤基溫室氣體減排與資源化利用的依托單位，10年來，一直聚焦煤基碳減排與煤炭高效潔凈低碳化利用，致力于我國煤基溫室氣體減排與資源化利用的技術水平提升以及相關學科發(fā)展。

　　記者了解到，該研究院以山西省沁水盆地為主要工區(qū)，創(chuàng)新發(fā)展了深部煤層二氧化碳地質(zhì)存儲與煤層氣強化開發(fā)有效性關鍵理論，并對沁水盆地3#煤層做出二氧化碳有效存儲容量達13.68億噸、可增產(chǎn)煤層氣超1000億立方米的評估，降低了工程探索和示范工程實施風險;煤層甲烷綠色勘查、開發(fā)與減排關鍵理論與技術的創(chuàng)新成果，在陜西、山西、新疆等多個煤層氣基地推廣應用后，相關區(qū)塊布井成功率提高16%—21%，單井日均產(chǎn)氣量最高可達成果實施前的6倍，有效促進了上述地區(qū)煤層甲烷資源化利用;煤與矸石山自燃防治與溫室氣體減排關鍵技術成果，推廣應用于山西、新疆、內(nèi)蒙、山西等200多個煤礦、30多個煤田火區(qū)以及60多個煤矸石，每年可減排溫室氣體654萬噸二氧化碳當量……

　　桑樹勛表示，碳中和目標不代表不需要煤炭，煤炭行業(yè)必須加快解決煤炭低碳化利用和碳去除技術問題。正如倡議書所言：“我們的世界仍然需要煤炭，煤炭工業(yè)不會消失，而是向潔凈煤方向過渡和轉(zhuǎn)型。”