推進(jìn)中國能源轉型是減少溫室氣體排放、有效應對氣候變化的關(guān)鍵舉措。煤炭是中國能源系統的主力軍。認清能源轉型的本質(zhì)和特點(diǎn)，充分發(fā)揮煤炭在能源轉型中的作用，是確保傳統能源體系向低碳能源體系轉型的關(guān)鍵。自從提出“雙碳”目標以來(lái)，“談煤色變”的問(wèn)題非常普遍，曲解煤炭作用的說(shuō)法并不少見(jiàn)。因此，深入的認識煤炭在我國能源轉型過(guò)程中的作用并積極謀劃煤炭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展路徑非常必要。煤電是煤炭的重要形式，2021年底召開(kāi)的COP26針對煤電的說(shuō)法將phase out （煤電退出）改為phase down（減少煤電），意味著(zhù)如何控制煤電的節奏是個(gè)普遍關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。
一、 煤炭仍是當前能源的主力軍
（一）煤炭是能源安全的“壓艙石”
煤炭在確保我國能源供應安全方面發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。我國能源資源特征是“富煤、缺油、少氣”。與石油和天然氣相比，我國的煤炭?jì)α肯鄬Ρ容^豐富，基本依靠國內供應基本可以滿(mǎn)足煤炭消費的需求，見(jiàn)圖1。然而，石油和天然氣的進(jìn)口比例近年來(lái)持續攀升。
圖1 2012-2019年我國煤炭生產(chǎn)量及進(jìn)口量
煤炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平顯著(zhù)提升。近幾年，我國煤炭行業(yè)供給側改革取得了顯著(zhù)的效果，煤炭產(chǎn)能向生產(chǎn)能力大、技術(shù)水平高、生態(tài)環(huán)境影響小的煤炭大省區集中。淘汰煤炭落后產(chǎn)能的工作正在深入推進(jìn)，截止 2021 年 11 月，煤炭行業(yè)累計退出煤炭產(chǎn)能達到 9.8 億噸。2021年，我國原煤累計產(chǎn)量40.7億噸，同比增長(cháng)了4.7%，原煤生產(chǎn)增速小幅上漲。2021年，全國規模以上煤炭企業(yè)原煤產(chǎn)量超億噸省份共6個(gè)，其中，山西（11.93億噸）和內蒙古（10.39億噸）兩省區份均超過(guò)10億噸；陜西（7億噸），新疆（3.2億噸），貴州（1.35億噸），安徽（1.13億噸），6省份產(chǎn)量合計35億噸，同比增長(cháng)6.68%，占全國規模以上煤炭企業(yè)原煤產(chǎn)量的85.9%。隨著(zhù)我國綠色發(fā)展理念的逐步推進(jìn)，煤礦企業(yè)要保證能源安全穩定供應和礦區生態(tài)文明全面推進(jìn)。煤炭行業(yè)正在向現代化高水平等階段發(fā)展，煤炭生產(chǎn)各項指標逐步符合綠色發(fā)展的要求，整體技術(shù)水平正在向工藝先進(jìn)、生產(chǎn)效率高、資源利用率高、安全保障能力強、環(huán)境保護水平高、單位產(chǎn)品能源消耗低等方向邁進(jìn)。
儲備能力得到動(dòng)態(tài)調整，煤炭保障供應能力增強。為了緩解用煤緊張形勢，加快先進(jìn)產(chǎn)能的釋放，國家有關(guān)部門(mén)積極推動(dòng)煤礦擴產(chǎn)工作，保障煤炭正常供應，建成超過(guò)1億噸政府可調度煤炭?jì)淠芰?。同時(shí)，不斷加快露天煤礦辦理工作，先后批復60余座露天煤礦復產(chǎn)，涉及產(chǎn)能2.1億噸/年。
（二）燃煤發(fā)電效率持續提升
目前我國發(fā)電和供熱行業(yè)二氧化碳排放量占全國排放量的比重超過(guò) 40%，是全國二氧化碳排放的重點(diǎn)行業(yè)。燃煤發(fā)電提高效率在降低電力領(lǐng)域二氧化碳排放發(fā)揮了重要的作用。
圖2 2006─2019年各種措施累計減少二氧化碳排放量
電力行業(yè)是煤炭消耗的主要行業(yè)之一，也是國家節能減排工作重點(diǎn)管控行業(yè)?！笆晃濉?、“十二五”、“十三五”期間，電力行業(yè)按照國家的部署，深入實(shí)施煤電節能減排升級改造，火電供電煤耗持續下降。2020 年全國 6000 千瓦及以上火電廠(chǎng)供電煤耗為 305.5克標準煤/千瓦時(shí)，比 2015 年下降 9.9 克/千瓦時(shí)，比 2010 年下降27.5 克/千瓦時(shí)，比 2005 年下降 64.5 克/千瓦時(shí)。以 2005 年為基準年，2006—2020 年，供電煤耗降低累計減少電力二氧化碳排放 66.7億噸，對電力二氧化碳減排貢獻率為 36%，有效減緩了電力二氧化碳排放總量的增長(cháng)。
（三）終端需求側
隨著(zhù)我國經(jīng)濟水平的不斷提升，煤炭在生活消費和商業(yè)領(lǐng)域的應用占比逐步降低，工業(yè)領(lǐng)域的煤炭消費量占比逐步提高。煤炭在工業(yè)領(lǐng)域的集中應用既可以提高煤炭的使用效率，也可以顯著(zhù)降低散燒煤帶來(lái)的污染問(wèn)題。特別顯著(zhù)的特征是10多年前，北方集中供暖普及率不高，很多居民依靠燒煤自采暖，到了冬天整個(gè)城市都彌漫著(zhù)撲鼻的氣味。隨著(zhù)散燒煤?jiǎn)?wèn)題得到解決，我國絕大部分地區空氣質(zhì)量得到改善。
圖3 2001─2019年電力二氧化硫排放情況
二、支撐電力能源的低碳化轉型是關(guān)鍵
促進(jìn)傳統能源與可再生能源深度融合是能源轉型最理想的情景。二者深度融合帶來(lái)的好處主要體現在二方面：一方面是充分發(fā)揮傳統能源的靈活性和儲能的價(jià)值；另一方面是避免煤電資產(chǎn)被擱淺造成資源的浪費，降低能源轉型帶來(lái)的風(fēng)險和轉型的成本。
（一）保證能源和電力安全穩定供應
實(shí)現能源轉型最終的目的是推動(dòng)能源產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量的發(fā)展。能源轉型的前提保證能源和電力安全穩定供應。不能因為當前煤炭是主要的碳排放來(lái)源，我們就與煤炭一刀兩斷，徹底拋棄煤炭。而是應該用系統的眼光來(lái)看待煤炭在能源轉型過(guò)程中的作用。充分認識到實(shí)現煤炭消費比例的降低是個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程。從當前以煤電為主的能源系統到未來(lái)構建以新能源為主體的新型電力系統的過(guò)程中，煤電仍將發(fā)揮著(zhù)穩定器和緩沖器的作用。
能源轉型意味著(zhù)電力能源結構發(fā)生顯著(zhù)的變化。從電源側來(lái)看，與傳統的電力系統差異巨大，高比例的太陽(yáng)能和風(fēng)力發(fā)電等可再生能源電源給新型電力安全穩定運行帶來(lái)了極大的挑戰。新型電力系統將呈現出大裝機容量、大峰谷差以及機組可用率顯著(zhù)降低等特征，這些電力系統新的特征導致其對靈活性電源、調峰能力等提出了更高的要求。從電力終端消費來(lái)看，能源轉型后電氣化水平將得到大幅度的提升，即使相同的全社會(huì )能源消費量條件下，全社會(huì )用電量將顯著(zhù)增加，倒逼電源側提供更多的電量，電力系統的發(fā)電裝機規模和發(fā)電量都顯著(zhù)的增加。因此，發(fā)揮好煤電在新型電力系統中穩定電力運行安全的作用至關(guān)重要。
（二）生物質(zhì)能與煤炭混合發(fā)電有助于降低存量煤電的排放
未來(lái)碳達峰之后碳排放要求越來(lái)越嚴格，生物質(zhì)能是非常寶貴的負排放技術(shù)，可以中和必須保留的煤電排放的二氧化碳。生物質(zhì)能可以與燃煤混合燃燒或者單獨燃燒生物均可以實(shí)現提供電源的靈活性，同時(shí)滿(mǎn)足碳排放降低的條件約束。
（三）燃煤發(fā)電與碳捕捉技術(shù)結合提供零碳的靈活性電源
能源行業(yè)是一個(gè)更替周期時(shí)間比較長(cháng)的行業(yè)。從全系統的角度來(lái)看，為了提供充足的調峰能力，燃煤發(fā)電在很長(cháng)一段時(shí)間將存在，即使是達到碳中和目標的時(shí)候仍將保留一定容量的燃煤發(fā)電機組。由于煤電機組排煙體積流量大、煙氣中二氧化碳分壓低、煙氣成分復雜等原因,其碳捕集難度大、成本高當前燃煤發(fā)電機組碳捕捉技術(shù)成本仍然較高，仍需在多個(gè)方面進(jìn)行技術(shù)突破。但是，為了確保到2060年煤電機組能夠提供低碳甚至零碳電力，燃煤發(fā)電需要提前布局碳捕捉技術(shù)的研發(fā)、示范和商業(yè)推廣。
三、工業(yè)過(guò)程實(shí)現綠氫和綠電替代
煤炭的消費主要分布在發(fā)電和工業(yè)領(lǐng)域。與發(fā)電領(lǐng)域相比，工業(yè)領(lǐng)域降碳技術(shù)儲備相對不足，工業(yè)領(lǐng)域特別是鋼鐵和水泥領(lǐng)域的降碳難度更大。采用綠氫和綠電替代煤炭是降低工業(yè)碳排放的主要途徑。
（一）工業(yè)過(guò)程使用綠氫替代煤炭
碳減排是中國鋼鐵行業(yè)目前面臨的一項核心挑戰。2021年，中國粗鋼產(chǎn)量達10.3億噸，其中大約8億噸是以煤炭為主要能源從鐵礦石中生產(chǎn)出來(lái)的，占78%，其余22%由廢鋼生產(chǎn)而來(lái)。傳統的高爐煉鐵通過(guò)焦炭燃燒提供還原反應所需要的熱量并產(chǎn)生還原劑一氧化碳，將鐵礦石還原得到鐵，并產(chǎn)生大量的二氧化碳氣體。而氫能煉鋼則利用氫氣替代一氧化碳做還原劑，其還原產(chǎn)物為水，沒(méi)有二氧化碳排放。如果采用風(fēng)電或者太陽(yáng)能發(fā)電制氫成本達到鋼鐵行業(yè)可以接受的程度，煤炭將大幅度的被替代。
但是，當前氫冶金尚處于示范階段，有待于后期開(kāi)展技術(shù)創(chuàng )新推動(dòng)氫冶金成本達到商業(yè)應用可以接受的程度。國外目前較為成功的項目有：瑞典鋼鐵 HYBRIT 項目、薩爾茨吉特 SALCOS 項目和奧鋼聯(lián)H2FUTURE 項目。其中HYBRIT 項目工藝成本比傳統工藝高 20%~30%。國內來(lái)看，主要的鋼鐵企業(yè)均開(kāi)始著(zhù)手探索不同的技術(shù)路徑加快實(shí)現氫冶金的商業(yè)化。2020 年，河鋼集團與卡斯特蘭薩共同建設 120萬(wàn) 噸氫冶金示范性工程項目，該項目將使噸鋼碳排放降至 125 公斤。2019 年，中國寶武與中核集團、清華大學(xué)簽訂合作協(xié)議，開(kāi)發(fā)“核能制氫”技術(shù)。同時(shí)，酒鋼也成立了氫冶金研究院，積極探索“煤基氫冶金理論”。
（二）改變工藝流程更多使用綠電
與發(fā)電和鋼鐵相比，水泥行業(yè)的減碳難度更大。水泥行業(yè)是我國國民經(jīng)濟的重要基礎產(chǎn)業(yè)，也構成了現代城市建筑的軀干。從全球來(lái)看，水泥行業(yè)貢獻了碳排放總量的7%。如果將全球水泥行業(yè)碳排放量與國家排放相比，那么它將是僅次于中國和美國的第三大碳排放國。我國生產(chǎn)了全球近六成水泥，水泥行業(yè)碳排放量也逾全球水泥產(chǎn)業(yè)碳排放總量的一半。水泥生產(chǎn)過(guò)程中的二氧化碳排放主要源于熟料生產(chǎn)過(guò)程，其中石灰石煅燒產(chǎn)生生石灰的過(guò)程所排放的二氧化碳，約占全生產(chǎn)過(guò)程碳排放總量的55-70%；高溫煅燒過(guò)程需要燃燒燃料，因此產(chǎn)生的二氧化碳，約占全生產(chǎn)過(guò)程碳排放總量的25-40%。目前，中國水泥行業(yè)碳排放量占全國碳排放總量的約9%，是制造業(yè)中主要的二氧化碳排放源。
近期來(lái)看能效提升是降低水泥行業(yè)碳減排的重要抓手，并要增加替代燃料和碳捕捉技術(shù)的研發(fā)為遠期加速推動(dòng)水泥行業(yè)碳減排做技術(shù)儲備。
四、政策建議
（一）大力發(fā)展轉型金融支持“棕色資產(chǎn)”有序實(shí)現綠色轉型
能源轉型勢必需要大量的資金的支持，傳統金融以及當前的綠色金融難以滿(mǎn)足能源轉型對金融的需求。轉型金融是助推能源轉型重要的金融創(chuàng )新。從金融體系的發(fā)展和創(chuàng )新方面分析，我國綠色金融體系的建立為引導資金流向綠色領(lǐng)域提供了便利的渠道。然而，目前的綠色金融體系更側重對符合《綠色產(chǎn)業(yè)指導目錄》及相關(guān)目錄標準的“綠色”項目提供資金支持，傳統高碳排放行業(yè)缺乏轉型過(guò)程的資金支持。轉型金融可針對性地為“棕色”領(lǐng)域轉型提供資金支持，補充覆蓋煤炭、鋼鐵、水泥等高碳領(lǐng)域，并輔以較高的信息披露與轉型關(guān)鍵指標要求，引導和督促“棕色”領(lǐng)域的轉型發(fā)展，加速全社會(huì )實(shí)現碳達峰與碳中和目標的進(jìn)程。
（二）制定促進(jìn)煤炭相關(guān)人員下崗再就業(yè)的政策
能源轉型必須實(shí)現公平轉型才能可持續并最終實(shí)現。煤炭相關(guān)產(chǎn)業(yè)者的利益訴求必須得到尊重和保護，從而有利于在社會(huì )穩定的情形下推動(dòng)能源轉型。煤炭開(kāi)采地區的居民承擔了最大的污染損害，同時(shí)也面臨更大的轉型成本。建議國家和地方政府結合當地的轉型需要為煤炭相關(guān)產(chǎn)業(yè)的人員提供適應新就業(yè)機會(huì )的培訓幫助其實(shí)現更好的穩定就業(yè)。從全社會(huì )的角度來(lái)看，這些人群屬于社會(huì )最脆弱的人群之一，采取政府補貼提供培訓有利于積極的解決社會(huì )問(wèn)題。
（三）支持科技創(chuàng )新提升減排、工業(yè)等技術(shù)創(chuàng )新
COP26大會(huì )召開(kāi)以來(lái)，控制甲烷排放問(wèn)題逐步成為全球熱議的焦點(diǎn)。然而，當前煤礦開(kāi)采中釋放到大氣中的甲烷尚無(wú)有效的技術(shù)手段來(lái)抑制。建議支持產(chǎn)學(xué)研結合加快煤礦開(kāi)采中甲烷收集或者利用技術(shù)的開(kāi)發(fā)。尤其我國作為世界上最大的煤炭生產(chǎn)國，若不能有效的控制煤炭開(kāi)采過(guò)程中的甲烷排放，我國煤炭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將面臨非常大的國際壓力。
當前我國工業(yè)領(lǐng)域整體技術(shù)水平不高，特別是碳排放比較高的水泥行業(yè)。建議支持水泥行業(yè)以降碳為契機，提高水泥行業(yè)在原料和燃料領(lǐng)域的替代水平，降低水泥行業(yè)的污染物排放和二氧化碳排放水平，嘗試探索水泥行業(yè)與碳捕捉技術(shù)的結合，最終實(shí)現零碳排放的水泥工業(yè)。促進(jìn)水泥窯協(xié)同處置生活垃圾更高水平的應用，實(shí)現生態(tài)環(huán)境改善和降低碳排放的協(xié)同效應。
（四）積極培育新的戰略新興產(chǎn)業(yè)
原有的煤礦建設項目大幅減少， 傳統的煤炭建設工程縮減、市場(chǎng)空間壓縮，煤炭采選業(yè)固定投資逐步放緩，煤礦新建、改擴建市場(chǎng)不斷縮減，煤炭相關(guān)的就業(yè)人充分群面臨嚴峻的生活壓力，煤炭產(chǎn)業(yè)集中的地區經(jīng)濟增長(cháng)嚴重受限，地方發(fā)展可持續發(fā)展面臨嚴重挑戰。積極培育大數據、人工智能等數字技術(shù)與傳統煤炭產(chǎn)業(yè)融合的戰略新興產(chǎn)業(yè)，既可以滿(mǎn)足生態(tài)保護的要求，也可以提升煤炭產(chǎn)業(yè)的整體技術(shù)水平，延伸煤炭產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈，孕育新的產(chǎn)業(yè)集群，形成新的經(jīng)濟增長(cháng)點(diǎn)，大幅增加就業(yè)。
（五）制定新形勢下煤電存續發(fā)展的政策條件
建議從統籌考慮煤炭自身發(fā)電量的價(jià)值和其為能源系統提供靈活性的調峰價(jià)值，認可其的雙重或者多重價(jià)值身份。
一直以來(lái)，發(fā)電收入是基本是煤電廠(chǎng)的唯一收入。隨著(zhù)煤電定位的調整，角色的轉變，煤電發(fā)揮其作用的環(huán)境更復雜，必須堅持有針對性的政策補貼措施，推動(dòng)煤電企業(yè)積極進(jìn)行電廠(chǎng)的改造滿(mǎn)足新形勢下的技術(shù)要求。
制定和完善煤符合新發(fā)展階段的煤電機組靈活性和排放標準，促進(jìn)行業(yè)標準和技術(shù)發(fā)展的動(dòng)態(tài)銜接，盡早將煤炭靈活性改造的技術(shù)創(chuàng )新成果推廣應用到實(shí)際中去。
參考文獻
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5.王遙.以“轉型金融”視角重新思考碳中和.《北大金融評論》2021年第3期（總第8期）.
作者：
孫李平 中央財經(jīng)大學(xué)綠色金融國際研究能源金融研究中心主任
原創(chuàng )聲明
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