谢和平院士“煤炭行业碳中和发展”战略观点

谢和平院士

摘要：中央经济工作会议提出“要立足以煤为主的基本国情，抓好煤炭清洁高效利用”，明确煤炭发展定位。谢和平院士持续开展碳达峰碳中和目标下煤炭行业发展形势研判、发展战略研究，积极向决策部门建言，系统回顾谢和平院士“煤炭行业碳中和发展”战略观点。 

2021年12月8~10日召开的中央经济工作会议，提出“实现碳达峰碳中和是推动高质量发展的内在要求，要坚定不移推进，但不可能毕其功于一役。要坚持全国统筹、节约优先、双轮驱动、内外畅通、防范风险的原则。传统能源逐步退出要建立在新能源安全可靠的替代基础上。要立足以煤为主的基本国情，抓好煤炭清洁高效利用，增加新能源消纳能力，推动煤炭和新能源优化组合。要狠抓绿色低碳技术攻关。要科学考核，新增可再生能源和原料用能不纳入能源消费总量控制，创造条件尽早实现能耗‘双控’向碳排放总量和强度‘双控’转变，加快形成减污降碳的激励约束机制，防止简单层层分解”。

近年来，谢和平院士带领研究团队持续开展碳达峰碳中和目标下煤炭行业发展形势研判、发展战略研究，积极向决策部门建言，以推进煤炭行业理性落实碳达峰碳中和目标任务，实现自身的科学发展，并支撑新能源发展。值此中央明确煤炭发展定位之际，系统回顾谢和平院士“煤炭行业碳中和发展”战略观点。

一、科学研判，前瞻提出碳中和目标下能源发展的“四大路径”

图1 谢和平院士在“双碳目标下煤炭行业转型升级与高质量发展研讨会”上做报告

2021年5月在中国煤炭工业协会组织召开的“双碳目标下煤炭行业转型升级与高质量发展研讨会”上发表的“碳中和目标下煤炭行业发展机遇”主旨演讲，以及7月发表在《煤炭学报》的专题论文中，谢和平院士系统分析美国等发达国家碳达峰前后现代化进程、能源消费、碳排放强度等基本特征和变化规律，结合我国能源资源禀赋和经济社会发展所处阶段，科学研判我国能源需求总量变化趋势，率先提出“走出适合中国国情的碳中和路径，而不能简单理解为去化石能源（去煤化）来实现碳中和”，并前瞻提出碳达峰碳中和目标下，我国能源发展将主要有四大路径：

l 1）大力发展节能技术，提高能源效率，减少能源增量。我国单位GDP能耗是世界平均水平的1.4~1.5倍，若达到世界平均水平，少用能13亿tce/a、减排CO₂ 34亿t/a，相当于2020年我国碳排放量的1/3。

l 2）大力发展新能源，优化电力结构。发展风能、太阳能、地热能等可再生能源发电技术，逐步提高非化石能源发电占比。

l 3）大力发展低碳清洁煤炭科学产能。清洁绿色开发煤炭，并充分发挥煤炭在平衡能源品种中的作用，做好能源兜底保障。

l 4）发展少碳-用碳-零碳能源原理创新与颠覆性技术。CCUS及低碳、零碳能源新技术，研究和应用CO₂矿化发电、 CO₂催化转化制甲醇等颠覆性技术，将CO₂转化为能源和原料。

其中特别强调，满足经济应急、能源安全、国家安全的需要，应将煤炭清洁低碳利用作为碳达峰碳中和目标下能源发展的重要路径。

二、量化分析，客观提出碳中和目标下煤炭地位变化与发展机遇

继2021年5月“碳中和目标下煤炭行业发展机遇”主旨演讲后，在6月中国工程院咨询研究项目“我国煤炭科学产能支撑能力和可持续发展潜力”研讨会上，谢和平院士量化分析碳中和目标下煤炭未来地位变化趋势、煤炭科学产能支撑能力，提出煤炭行业将迎来“三大机遇”。

1.量化分析碳中和目标下煤炭主要消费领域和消费量，客观研判我国能源消费格局演变趋势及不同时段煤炭与新能源地位变化。基于美国、德国、日本的发展历程，即使有可替代煤炭的能源，碳达峰后仍然使用煤炭，只是煤炭的用途发生变化，量化分析了不同时段作为电力调峰、碳质还原剂以及保障油气供应安全等的煤炭需求，提出碳中和目标下我国能源消费格局演变分为煤炭由基础能源（2021~2030年）→保障能源（2031~2050年）→支撑能源（2051~2060年）、新能源对应由补充能源→替代能源→主体能源的三个阶段，新能源在能源消费结构中的占比分别为15%~29%、30%~49%、50%~80%。

图2 碳中和目标下煤炭与新能源的地位变化

2.量化分析煤炭科学产能资源量及支撑能力，提出现有资源量和技术水平很难支撑碳中和的煤炭需求。对全国25个资源枯竭煤矿、47个生产矿井进行统计建模分析，得出4点认识：

l 1）当前技术条件下，资源枯竭型关闭矿井采出煤量仅是地质资源量的1/4，实际服务年限仅是设计值的1/3；

l 2）目前正在运行的生产矿井资源采出率仅40%左右；

l 3）考虑生态约束、安全约束下的现有煤炭资源储量仅4654亿吨；

l 4）现有煤炭资源量和技术水平仅能支撑到碳达峰，很难支撑到碳中和。

3.比较分析被动式超负荷运行的煤炭行业发展实际，提出碳中和目标下煤炭行业将迎来三大机遇。碳达峰碳中和目标促进煤炭消费减量，带动煤炭生产强度下降，给煤炭行业带来发展空间受限的严峻挑战，也为煤炭行业留出降低发展速度、提升发展质量的时间和空间，给煤炭行业带来转型发展的三大机遇：

l 1）实现煤炭高质量发展的机遇——可放下产量增长的包袱，回归到合理规模，走科学产能之路，走自己的高质量发展之路；

l 2）煤炭升级高技术产业的机遇——倒逼改变过去几十年引进-消化-吸收-再创新的路径延续式创新模式，集聚优势创新资源，轻装上阵主攻技术装备，早日成为高精尖技术产业；

l 3）煤炭抢占新能源主阵地的机遇——倒逼煤炭企业主动发展新能源，进入新能源主阵地。

三、系统思维，深化提出煤炭行业碳中和发展应以“技术为王”

2021年9月在全球绿色发展高峰论坛上、11月在中国煤炭发展高峰论坛上，谢和平院士分别发表了题为“碳中和——技术为王”“煤炭行业碳中和发展战略与科技创新路径”的主旨演讲，系统提出碳中和目标下煤炭行业发展战略，深化提出煤炭行业碳中和发展应以“技术为王”。

1.结合碳达峰碳中和不同阶段高质量供应煤炭的需求，提出碳中和目标下煤炭行业四大发展战略。满足2030年前45~35亿t/a、2040~2050年35~25亿t/a、2050~2060年25~15亿t/a、2060年以后15~12亿t/a的煤炭供应需求，全面支撑新能源为主体的新型电力系统建设，提出四大发展战略：

l 1）新增煤炭资源量；

l 2）提升煤炭科学产能能力；

l 3）加快煤炭开发利用技术进步；

l 4）发展煤炭行业独有碳中和技术。

2.基于用煤和减碳的双重要求，提出碳中和发展应以“技术为王”。即使到2060年，我国电力调峰、碳质还原剂以及保障油气供应安全仍需要煤炭，碳中和应以技术为王，发展少碳、用碳、无碳技术。要大力发展碳减排、碳捕捉、碳利用的CCUS新技术，更要攻关无碳排放能源颠覆性技术，走出适合中国国情的碳中和路径，而不能简单理解为去化石能源（去煤化）来实现碳中和，更不能片面性的“去碳”，甚至将“碳中和”进行“商业化”炒作。

图3 谢和平院士提出的碳中和技术体系

四、客观思辨，积极建言理性推进煤炭行业碳达峰碳中和步伐

1. 2021年8月谢和平院士领衔的研究团队与国务院发展研究中心专家联合主笔“双碳目标下我国煤炭兜底保障能力不容忽视”报送最高决策层，提出5点建议：

l 1）尽快明确双碳目标下我国煤炭定位和产业政策。

l 2）合理配置双碳目标下所需的煤炭“资源-产能-产品”储备能力。

l 3）加快提升煤炭产需平衡能力和突发事件灵活应对能力。

l 4）加大具有长远前景的颠覆性新技术研发支持和储备。

l 5）加快发展煤炭与新能源耦合发展新模式。

其中特别提出“加快发展煤炭与新能源耦合发展新模式”，以偏远煤矿区煤炭开采为基础，加快发展与风电、光伏、核能、热力和天然气等新能源协同发展的清洁能源基地，推进多种电力能源的协同高效开发利用。

2. 2021年10月，在中国工程院组织召开的拉闸限电问题分析及对策讨论会上，谢和平院士从偶然因素、必然因素两方面，客观分析了导致拉闸限电的原因，系统分析了煤炭供应严重短缺的深层次原因，明确提出7点建议，以推进煤炭行业碳达峰碳中和理性发展。

l 1.坚持双碳目标国家战略，全面落实习总书记9月13日讲话精神。“煤炭作为我国主体能源，要按照绿色低碳的发展方向，对标实现碳达峰、碳中和目标任务，立足国情、控制总量、兜住底线，有序减量替代，推进煤炭消费转型升级。……把加强科技创新作为最紧迫任务，加快关键核心技术攻关，积极发展煤基特种燃料、煤基生物可降解材料等”。

l 2.国家的双控政策，应该调整为控排放、控利用效率。国家应该将控制能源强度、能源总量，转变为控制能源利用的碳排放和利用效率，既符合双碳目标实现，也能满足高质量发展的经济总量需求（经济总量要上去，能源总量必然要同步增长，同时还能达到双碳目标要求）。

l 3.全面推进低碳清洁绿色的煤炭开发利用技术以及“煤电+CCUS技术”路线，为“风/光新能源+储能”的成长提供10~20年的窗口期，形成符合中国国情的碳中和发展路径。应“先立后破”，“先立”即大力发展低碳清洁绿色的煤炭开发与利用技术以及“煤电+CCUS技术”，实现煤炭清洁低碳利用，保证真正实现风光新能源+储能技术的成熟稳定。

l 4.组建五大煤炭科学产能保供基地与国家煤炭储备基地。确保我国经济运行和能源安全，要建立我国煤炭科学产能的保供基地（山西、陕北、蒙西、蒙东、新疆）。要像重视油气储备一样重视煤炭储备基地建设。

l 5. 要在国家层面大力推进节能技术、储能技术、海水制氢技术发展。节能技术——全面提高能源利用效率，减少能源需求总量。储能技术——新能源稳定供应。海水制氢技术——开辟新的能源途径。

l 6.碳达峰碳中和各项政策要协同联动起来，政策制定要从实际出发，全局考虑，科学论证，相互协调，防止处处是红线，相互掣肘。

l 7.要对我国资源“富煤”再评估，对煤炭资源和产能的支撑度再认识，千米以深煤矿不能开采的政策要重新考量。

自2014年以来，谢和平院士持续呼吁“清洁能源应不论出身，只论排放”，在合理利用的情况下，煤炭也可以是清洁能源、低碳能源，应将“双控”的重点落在控制能源利用的碳排放和控制能源利用效率上。在建议中特别强调“国家的双控政策，应该调整为控排放、控利用效率”，应该将控制能源强度、能源总量，转变为控制能源利用的碳排放和利用效率。