当前，“双碳”目标已对煤炭行业整体技术布局和攻关方向提出了全新的要求，煤炭行业比过去任何时候都更加需要科技创新，需要用系统思维谋划、从多个方面统筹未来煤炭科技发展路径，全面推动能源安全新战略向纵深发展。
为此，中国煤炭工业协会副会长、中国煤炭学会理事长刘峰研究员在《煤炭学报》2022年第1期撰文《双碳背景下煤炭安全区间与绿色低碳技术路径》(扫描下方二维码免费下载阅读)，以科学定“量”、绿色提“ 质”、创新领“路”为纲，探索推进煤炭消费转型升级的技术路径。
煤炭是我国的主体能源和重要原料，从1949年至今累计生产煤量达960亿t 以上，为国家经济社会发展提供了70%以上的一次能源，支撑了国内生产总值年均增长9%以上，为中华民族伟大复兴做出了不可磨灭的历史贡献。同时，煤炭行业一直紧跟时代步伐，坚持改革开放，围绕生产、消费、技术、体制等4个方面不断开展自我革命，煤炭科技创新能力显著增强，清洁低碳利用步伐不断加快，初步探索出一条安全、高效、绿色、智能的转型升级发展之路。
然而，煤炭属于传统高碳化石能源，其大规模开发利用带来的气候变化、环境损伤、生态扰动等问题日益凸显。加快能源结构转型升级，推进绿色低碳发展现已成为全球共识和大势所趋。作为世界上最大的发展中国家，我国积极做出“30·60”双碳目标承诺，中央层面、部委层面、地方层面和多个行业加紧研究制定相关低碳政策和工作方案，践行“双碳”由国家战略目标转化为指导各产业系统性变革的具体举措。作为“双碳”目标的主战场，能源产业的减碳、降碳是我国“双碳”工作的重点方向。由于我国以煤为主的能源禀赋现状，在保障能源安全的基础上，降低煤炭消费总量及其消费过程中的碳排放强度是实现“双碳”目标的必然选择。
习近平总书记对煤炭行业的发展方向作出了明确指示：“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”。煤炭行业在多年自我革命的过程中，始终将绿色生产、节能提效、清洁利用、生态环保理念贯穿始终，致力于依靠科技进步将煤炭工业发展为安全高效、清洁低碳的先进产业：在“量”方面，经过持续的能源结构调整，煤炭消费占比已由改革开放初期的80%以上下降到2020年的56.8%，预测“十四五”末在我国能源消费的占比在50%左右，2030年碳达峰时占比在45%左右，对比美国、日本、德国等发达国家，实现碳达峰后煤炭消费仍有10~20a平台期;在“质”方面，目前我国85%以上的煤炭消费已经基本实现清洁利用和超低排放，原煤入选率达74.1%，比2015年提高8.2%，形成了包含煤炭洗选、提质加工、清洁转化与污染物控制的洁净煤技术体系，现代煤化工技术取得了全面突破。
当前，“双碳”目标已对煤炭行业整体技术布局和攻关方向提出了全新的要求，煤炭行业比过去任何时候都更加需要科技创新，需要用系统思维谋划、从多个方面统筹未来煤炭科技发展路径，全面推动能源安全新战略向纵深发展。因此，以科学定“量”、绿色提“质”、创新领“路”为纲，探索推进煤炭消费转型升级的技术路径：开展煤炭安全区间研究，分析安全区间上下限影响因素，提出煤炭安全区间需要研究的科学命题;总结不同时期煤炭绿色低碳的科技发展成果，剖析双碳背景下煤炭科技创新发展的新需求;提出未来各领域技术攻关方向，为新形式下煤炭绿色低碳转型发展的相关科技政策制定提供决策参考，对引导煤炭行业顺应能源革命新形势、满足行业高质量发展新要求、抓住世界经济和能源格局调整新机遇具有重要意义。
1科学定“量”：开展煤炭安全区间研究
1.1 煤炭安全区间研究的现实紧迫性
1.1.1 能源安全的极端重要性
能源安全是国家安全的重要组成部分，是保障未来和平发展的关键因素之一。当前，世纪疫情与百年变局交织叠加，国际格局发生深刻调整，世界进入动荡变革期，全球能源价格上涨，国际油气价格震荡运行，多国出台政策禁止煤炭出口，全球能源体系正发生结构性演变，存在供给失衡风险和地缘安全冲击，未来能源安全面临的风险因素将进一步增加。从国内来看，疫情常态化防控下经济稳定复苏，能源需求不可避免继续增长，而有的地方出现“一刀切”限电、限产或运动式“减碳”现象，影响能源供应链稳定发展，2021年国内能源供需偏紧，甚至出现“拉闸限电”现象。我国政府已多次强调能源保供工作的极端重要性，再次将保障能源安全稳定供应工作摆在关键位置。
从国情出发，我国仍是发展中国家，发展是解决一切问题的基础和关键。尽管国家已经投入大量政策资金发展可再生能源，但短期内要依靠新能源大规模取代化石能源并不现实，在未来一段时期内化石能源仍为我国能源主体(2020年非化石能源占比15.7%，到2030年非化石能源的消费占比25%)。同时，石油和天然气存在对外依存度过高的现状(2020年天然气外采量占比42.2%，石油外采量占比73.4%)，以能源金融为代表的全球能源体系存在较大失衡风险，油气自主供给能力有待加强;而且，当前国际局势错综复杂，油气安全面临进口通道风险加大和节点地区动荡等地缘安全等挑战。
因此，煤炭虽然不是理想的绿色能源，但却是我国资源最丰富、供给最有保障、生产和消费最为经济的能源品种，保能源安全的基础环节是保煤炭安全。
1.1.2 煤炭的兜底保障作用
当前煤炭生产与消费占比高，这是基于我国资源赋存条件、开发难易程度、生产消费成本、运输储存使用条件等因素综合作用的历史选择。煤炭占化石能源矿产资源已探明储量的94%以上，石油和天然气仅占6%左右，这种资源禀赋条件使得我国的基础能源严重依赖煤炭，在相当长的一段时期内，煤炭仍将是我国能源安全的稳定器和压舱石。
煤炭行业是传统能源行业，从资源勘探到矿井设计、从开工建设到开采洗选、从生态修复到关闭退出的各阶段需要的建设周期比较长，无论是新增还是淘汰产能均需要较长时间的实施过程，因而政策调控的惯性大，且灵敏度相对较低，需要更为合理有序的规划布局。从生产单元来说，煤炭产量在短期内增减是一个复杂的系统工程，需要与采、掘、通、机、运、排水等几大系统协调匹配，同时必须兼顾安全和环保两大红线，需要对整个系统的生产和管理能力进行全面改造。以最近2021年开展的前所未有的煤电保供为例，从4月份出现电煤缺口开始，国家和地方出台了一系列保供增产稳价的超常应急调控措施，各主产煤省区和大型国有煤炭生产企业纷纷加快煤炭产能释放：据国家发改委消息，9月以来允许153座煤矿核增产能2.2亿t/a，四季度可增产5000万t以上;将具备安全生产条件的38座建设煤矿，列入应急保供煤矿，允许阶段性释放产能，合计产能1亿t/a;为60余座煤矿办理接续用地手续，确保1.5亿t/a以上产能稳定释放。尽管在保供措施如此大规模发力的情况下，煤炭供需形势有所好转，但截至12月，仍存在一定程度的供给缺口。
综上，加强能源安全运行预测预警是增强宏观调控能力的必要环节，是保障能源安全的重要前提。推进煤炭消费转型升级首先应该科学定“量”，开展煤炭安全区间研究，为能源系统健康、稳定运行及能源可持续发展提供有益的决策依据，具有现实紧迫性。
1.2 煤炭安全区间的涵义
能源的根本属性是服务国家社会经济的发展，因此其安全性大于经济性大于低碳性。煤炭安全是我国能源安全最基础、最重要的组成部分，包含可供性、可获得性、稳定性、可持续性和生态性等多方面要求。其中，可供性取决于我国煤炭资源的赋存状况与勘探开发的相关度;可获得性取决于开采技术工艺的成熟度及开采成本;稳定性指煤炭供应的可靠性与平稳性，取决于宏观调控手段与地缘政治因素;可持续性取决于煤炭资源的储采比及其利用能效;生态性取决于煤炭的开发和利用方式对环境的损伤程度。
因此，煤炭安全区间是指在较长一段时间内，煤炭行业能够安全、健康发展的煤炭消费量合理区间，即在资源足量且保证供应的前提下，拥有成熟的开采工艺技术与合理的开采成本，可兼顾宏观调控周期与地缘政治等因素，同时践行环境友好、节能减排与可持续发展理念。
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