碳中和目标下，煤炭的堅守與轉身(shēn)

堅守：深刻認識我國能源資源禀賦和煤炭産業的基礎性保障作(zuò)用，煤炭依然是我國能源安全的基石，是可(kě)清潔高效利用的最經濟安全的能源。

轉身(shēn)：積極推進煤炭第四次技術革命——煤礦智能化，使煤炭傳統産業向數字化、智能化新産業和新業态轉型，走安全清潔低碳利用的綠色發展之路(lù)。

國家主席習近平在第七十五屆聯合國大(dà)會一般性辯論上指出，中國将提高國家自(zì)主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放(fàng)力争2030年(nián)前達到峰值，努力争取2060年(nián)前實現碳中和。

在此目标下，應深刻認識到我國能源資源禀賦和煤炭産業的基礎性保障作(zuò)用，在未來一段相(xiàng)當長的時間内，煤炭仍将是我國能源革命的主力軍，是可(kě)以清潔高效利用且最經濟安全的能源。同時，積極推進煤炭第四次技術革命——煤礦智能化，使煤炭傳統産業加快(kuài)向數字化、智能化新産業和新業态轉型，走安全清潔低碳利用的綠色智能化發展之路(lù)。

我國未來能源發展格局将出現新變化

一是我國能源需求仍将保持增長，增速會放(fàng)緩。

“十四五”時期及未來一段時間，我國仍處于持續較快(kuài)推進工(gōng)業化、城(chéng)鎮化、信息化和農業現代化的關鍵階段，能源消費總量處于平穩爬升期，能源需求将保持增長。

2019年(nián)，我國人(rén)均一次能源消費爲3.47噸标準煤/年(nián)，排在全球第48位，遠低于美國、加拿大(dà)等發達國家。我國人(rén)均用電量5161千瓦時，不到美國等發達國家人(rén)均用電量的50%。随着我國經濟的發展，中等收入群體增加引發消費升級，以及人(rén)民(mín)對美好生(shēng)活的向往，仍需要能源的強力支撐，我國能源需求和碳達峰還有較大(dà)增長空間。但(dàn)同時，我國經濟由高速度轉向高質量發展階段，經濟增速會放(fàng)緩，節能減排技術不斷進步将使能源利用效率顯著提升，未來我國能源需求增速将會下降。

二是我國能源結構将在化石能源主體基礎上逐步向多能融合發展。

在進一步加強煤炭煤電對能源穩定保障作(zuò)用的同時，碳達峰與碳中和的目标與願景，将推動我國能源向綠色低碳發展，促進化石能源的清潔高效低碳利用，大(dà)力發展可(kě)再生(shēng)能源，安全有序發展核電，提升非化石能源在能源供應中的比重。建立多能融合供應體系将是“十四五”時期及未來一段時間能源發展的重要任務。充分(fēn)利用各種能源自(zì)身(shēn)的優勢、相(xiàng)互調配，解決新能源調峰調壓的電源問題，加強煤電對電網的穩定作(zuò)用，提高新能源消納水平，有利于推動能源向綠色低碳多元化轉型升級發展，改善能源消費結構。

三是能源科(kē)技創新成爲支撐能源發展的核心力量。

“十四五”時期及更長時期，5G、大(dà)數據、人(rén)工(gōng)智能、區塊鏈等先進信息技術加速對傳統産業的融合與滲透，能源行業努力推動技術創新、應用創新、模式創新，積極探索多能互補、“互聯網+”智慧能源、綜合能源服務等新産業、新業态、新模式，科(kē)技創新日(rì)新月異。與此同時，在基礎材料、關鍵元器件(jiàn)、工(gōng)控系統等技術裝備方面，還存在明顯短(duǎn)闆，這類研究涉及領域廣、周期長、投資大(dà)、見效慢(màn)，需要進一步加大(dà)科(kē)技投入和政策支持。當前及今後一段時間，能源領域将加快(kuài)推動科(kē)技創新，充分(fēn)發揮創新引領發展第一動力作(zuò)用，實施一批重大(dà)科(kē)技項目，加快(kuài)突破核心關鍵技術，全面提升能源發展科(kē)技含量，提高勞動生(shēng)産率和資本回報率，加快(kuài)構建清潔低碳、安全高效的能源體系。

煤炭高質量發展是我國能源安全新戰略的重要組成部分(fēn)

一是煤炭依然是我國能源安全的基石。

目前，在我國沒有任何一種能源能夠替代煤炭在能源系統中的兜底保障作(zuò)用。從目前資源勘探來看(kàn)，我國化石能源中煤炭儲量占比94%，約1.72萬億噸，是我國最豐富的能源。油氣占比不足6%，但(dàn)油氣的消費占一次能源消費總量近30%。2019年(nián)底，我國原油對外依存度70.8%，天然氣對外依存度43%。在國際能源博弈不斷加劇的背景下，保證國家能源的安全穩定供應，煤炭的壓艙石作(zuò)用依然無以替代。從資源獲取來看(kàn)，油氣勘探環境複雜、剩餘資源品質下降，開發難度增大(dà)，而智能化煤礦建設快(kuài)速發展，将極大(dà)地改變煤炭生(shēng)産方式、提高煤炭生(shēng)産力和煤礦本質安全水平。2020年(nián)12月21日(rì)，國務院新聞辦公室發布《新時代的中國能源發展》白(bái)皮書，明确提出推進煤炭安全智能綠色開發利用。努力建設集約、安全、高效、清潔的煤炭工(gōng)業體系。

二是煤炭是可(kě)清潔高效利用的最經濟安全的能源。

根據2019年(nián)數據測算，同等熱值的煤炭、石油、天然氣比價爲1∶7∶3，可(kě)以說煤炭是我國最經濟安全的能源資源。截至2019年(nián)底，全國原煤入選比率超73%，總量超過28億噸；接近90%的燃煤發電機超低排放(fàng)，85%以上的煤炭消費基本實現清潔高效利用。目前，我國清潔高效煤電機組大(dà)氣污染物的超低排放(fàng)标準已高于世界主要發達國家和地區。此外，随着我國現代煤化工(gōng)技術的不斷創新，煤制油氣、醇烴類燃料開發規模不斷擴大(dà)，加快(kuài)了煤炭“由黑(hēi)變白(bái)”、資源由重變輕轉變的步伐。

三是智能化是新時期煤炭高質量發展的必由之路(lù)。

我國煤炭工(gōng)業發展曆程經曆了人(rén)工(gōng)采煤階段、普通機械化開采階段、綜合機械化開采階段，目前進入智能化開采發展的新階段，煤礦智能化是第四次煤炭行業重大(dà)技術變革。

經過近十年(nián)的培育和發展，智能化煤礦建設示範取得(de)成效，建立了智能化煤礦系統架構，攻克系列關鍵技術，研發了四種模式的智能化開采成套技術與裝備，形成較爲成熟的推廣模式。我國已有300多個工(gōng)作(zuò)面實現了不同水平的以“記憶截割或智能采高控制爲主，人(rén)工(gōng)幹預爲輔，無人(rén)跟機作(zuò)業，有人(rén)安全巡視”爲特征的智能化開采。

2020年(nián)3月，八部委聯合印發《關于加快(kuài)煤礦智能化發展的指導意見》。2020年(nián)9月，全國煤礦智能化現場推進會進一步提出了加快(kuài)推進煤礦智能化建設。國家能源局和國家礦山(shān)安全監察局2020年(nián)底前批準啓動了首批71家智能化示範煤礦建設項目。

煤礦智能化是新時期煤炭高質量發展的必由之路(lù)。這背後的推動力不僅是國家的頂層設計，也是技術發展推動人(rén)類生(shēng)活方式進步，倒逼礦業領域改變傳統高強度的工(gōng)作(zuò)方式，智能化開采先行先試企業赢得(de)了成本優勢、發展優勢，倒逼企業加快(kuài)走智能化之路(lù)。

“十四五”如(rú)何建設智能化煤礦

煤礦智能化發展，目的是實現煤礦全時空多源信息實時感知，風險閉環管控本質安全；全流程人(rén)—機—環—管數字互聯高效協同運行，生(shēng)産現場全自(zì)動化作(zuò)業；煤礦職工(gōng)更有尊嚴獲得(de)，煤炭企業實現更多價值創造。

“十四五”時期，煤礦智能化發展，要分(fēn)類推進。對于生(shēng)産技術條件(jiàn)較好的I類和生(shēng)産技術條件(jiàn)中等的II類井工(gōng)生(shēng)産煤礦全面進行智能化升級改造，重點提高采煤工(gōng)作(zuò)面智能化水平、掘進工(gōng)作(zuò)面減人(rén)提效和遠程控制、智能安控全覆蓋，固定崗位全部實現無人(rén)值守作(zuò)業，形成基于綜合管控平台的智能一體化管控；對于生(shēng)産技術條件(jiàn)差的III類井工(gōng)煤礦重點進行基礎信息系統、機械化+智能化的采掘系統、重大(dà)安全隐患的監測預警和完善安全監測系統建設，實現減人(rén)、增安、提效；對于新建煤礦應充分(fēn)進行煤礦智能化頂層架構設計，按照(zhào)頂層設計全面開展煤礦智能化建設，采用先進開拓和生(shēng)産工(gōng)藝、技術與裝備，全面建設智能化基礎系統、智能化生(shēng)産系統、智能化綜合管控平台、智能化綜合管理(lǐ)體系，形成完整的智能化煤礦高效協調運維體系。

對于露天生(shēng)産煤礦重點提升礦井網絡、數據中心、感知系統建設，重點建設遠程操控系統、無人(rén)駕駛系統、遠程運維系統等，實現開采環境數字化、采掘裝備智能化、生(shēng)産過程遙控化、信息傳輸網絡化和經營管理(lǐ)信息化；新建露天煤礦應高起點建設信息基礎設施，構建露天煤礦信息傳輸、處理(lǐ)、存儲平台和集中管控體系，開采過程實現遠程智能控制，建設露天煤礦智能化綜合管控平台，實現基于大(dà)數據分(fēn)析、雲計算、數字孿生(shēng)爲基礎的智能開采。

煤礦智能化的主要路(lù)徑是“智能化生(shēng)産決策控制+機器人(rén)作(zuò)業”。在煤礦系統智能化建設基礎上，在煤礦井上井下主要作(zuò)業點、線作(zuò)業崗位上，應用智能裝備和機器人(rén)，全面替代人(rén)工(gōng)的高強度作(zuò)業。

要加強頂層設計，強化标準引領。以《智能化煤礦分(fēn)類、分(fēn)級技術條件(jiàn)與評價》《智能化采煤工(gōng)作(zuò)面分(fēn)類、分(fēn)級技術條件(jiàn)與評價》等标準和已提出的智能化煤礦巨系統架構爲指南(nán)，按照(zhào)分(fēn)類建設、因礦施策，培育典型、示範引領，全面推進，分(fēn)級達标；按照(zhào)安全高效，質量第一的原則，科(kē)學制定智能化煤礦建設總體實施方案。

加強對煤炭智能化發展核心基礎零部件(jiàn)、先進基礎工(gōng)藝、關鍵基礎材料等共性關鍵技術的研發，重點突破精準地質信息系統及随掘随采探測技術與裝備、智能化煤礦物聯網技術與裝備、巷道智能化快(kuài)速掘進技術與裝備、智能化無人(rén)開采關鍵技術與裝備、煤礦機器人(rén)技術及産品研發，實現無人(rén)采煤。

完善煤礦智能化5G+F5G+WIFI6基礎設施，建設基于雲計算、大(dà)數據等技術的企業級IT基礎設施，構建集團、礦業公司、企業等多級大(dà)數據中心，構建實時、透明的煤礦采、掘、機、運、通、洗選等數據鏈條，優化智慧決策模型，實現煤礦智能化決策、自(zì)動化運行。建設國家能源、礦業安全生(shēng)産與交易智能化平台，全面推進能源與礦業治理(lǐ)能力建設。

“十四五”煤炭如(rú)何實現低碳發展

一是大(dà)力發展煤炭開采碳排放(fàng)控制技術。

煤炭開采碳排放(fàng)主要爲開采設備運行消耗的電力、熱力等引起的二氧化碳間接排放(fàng)，開采過程中煤層氣（煤礦瓦斯）排放(fàng)。通過智能變頻永磁驅動等節能技術降低礦用設備能耗。利用礦井水、回風、瓦斯等餘熱資源利用代替用煤。加快(kuài)推進煤炭開發過程甲烷排放(fàng)控制與利用。開發利用煤層氣能夠實現有效控制非二氧化碳氣體排放(fàng)、促進煤礦安全生(shēng)産、增加天然氣供應一舉多得(de)。新的碳減排形勢要求加快(kuài)關鍵共性技術研發，逐步探索建立适用不同地質條件(jiàn)和開發條件(jiàn)的煤層氣抽采利用技術、工(gōng)藝和裝備體系，大(dà)幅提升煤層氣抽采利用規模、效率和質量。

二是降低煤炭開發利用能源消耗強度。

強化企業節能減排責任，在國家能源節約和環境保護标準約束下，降低單位産品能耗。在煤炭開采各環節采用高能效開采技術和設備，開展餘熱、餘壓、節水、節材等綜合利用節能項目。繼續推進二次再熱先進高效超超臨界煤電技術、清潔高效熱電聯産技術、特殊煤種超超臨界循環流化床等高效清潔發電技術。

目前，我國在煤電低碳發展方面，掌握了百萬千瓦超超臨界二次再熱機組關鍵技術，600兆瓦超臨界循環流化床鍋爐關鍵技術；在碳排放(fàng)方面，建成産能10萬噸/年(nián)的二氧化碳捕集和封存示範項目；在節能環保方面，燃煤電站(zhàn)污染物脫除、煤基能源廢水處理(lǐ)、資源節約利用技術達到國際領先水平；在新興産業方面，不斷探索風電、水電、氫能等技術研發。

通過改善煤炭開發利用工(gōng)藝、技術和系統性管理(lǐ)，可(kě)提高煤炭資源的開發利用效率，減少煤炭用量，這本身(shēn)就(jiù)是碳減排，而且比捕集和封存的減排量更大(dà)、更具經濟性。我國煤炭的利用效率方面潛力非常大(dà)，煤電、鋼鐵、建材、化工(gōng)行業、工(gōng)業鍋爐和民(mín)用爐具的技術通過改造提升和優化工(gōng)藝條件(jiàn)，達到最優水平，能大(dà)幅度減少煤炭使用量和碳排放(fàng)量。通過提高煤炭利用效率和系統節能等措施，對2030年(nián)溫室氣體減排量的貢獻将達到50%以上。

三是提高用煤質量減少碳排放(fàng)。

針對下遊煤炭利用對煤炭産品質量要求，優化提高煤炭品質，提高煤炭利用效率，減少碳排放(fàng)。提高工(gōng)藝水平和管理(lǐ)水平降低洗選工(gōng)藝能耗可(kě)以間接降低碳排放(fàng)。煤中灰分(fēn)硫分(fēn)在燃燒中不會增加二氧化碳的排放(fàng)，但(dàn)煙氣處理(lǐ)會增加能耗，間接增加二氧化碳的排放(fàng)。調研電廠的研究數據分(fēn)析表明，入爐煤灰分(fēn)增加10個百分(fēn)點，供電标準煤耗增加2克/千瓦時—5克/千瓦時。調研結果表明，灰分(fēn)由20%增加到30%時，相(xiàng)當于增加9.2千克二氧化碳排放(fàng)。用煤灰分(fēn)降低10個百分(fēn)點，供1千瓦時電可(kě)減少1.2%的二氧化碳排放(fàng)。煤中硫分(fēn)的增加直接增加了脫硫成本和能耗。硫分(fēn)由1%增加到2%時，供電煤耗增加6.6千克二氧化碳排放(fàng)。硫分(fēn)減少1個百分(fēn)點，供1千瓦時電減少1%的二氧化碳排放(fàng)。考慮到煤中礦物質在煤炭燃燒升溫時會吸收熱量，增加能源消耗，因此優化提高用煤質量，可(kě)使燃煤發電減少3%至5%的碳排放(fàng)。

四是推動煤炭從燃料向原料轉變。

煤化工(gōng)具有減少碳流失的作(zuò)用，可(kě)以作(zuò)爲煤炭低碳發展的重要路(lù)徑之一。煤化工(gōng)中煤制油、煤制天然氣碳基本流失，但(dàn)易于捕獲轉化過程中的高濃度二氧化碳，節碳率大(dà)幅提升。煤制甲醇、烯烴、乙二醇等工(gōng)藝路(lù)線，部分(fēn)碳元素進入産品，可(kě)以起到30%至40%的固碳作(zuò)用，具有天然的節碳能力。應鼓勵煤炭轉化與可(kě)再生(shēng)能源、碳捕集利用和封存等耦合利用，建立低碳循環、清潔高效的現代煤化工(gōng)産業體系。抓住行業轉型契機，提高煤炭加工(gōng)轉化水平，持續推動煤炭由單一燃料向原料、燃料并重轉變。在環保、利用效率、能源安全保障和産品市場供需均衡綜合考量下，适度且高水平、高标準發展現代煤化工(gōng)産業，繼續推進煤炭焦化、氣化、煤炭液化（含煤油共煉）、煤制天然氣、煤制烯烴等關鍵技術攻關和示範。延伸現代煤化工(gōng)産業鏈，推動煤基新材料技術進步和規模化發展。

五是推進煤炭與可(kě)再生(shēng)能源耦合發展。

在大(dà)規模低成本碳減排、大(dà)規模低成本儲能未獲得(de)突破的背景下，煤炭難以突破碳排放(fàng)的瓶頸，可(kě)再生(shēng)能源難以高比例接入現有能源體系。因此，必須以煤炭煤電作(zuò)爲可(kě)再生(shēng)能源平抑波動穩定器，可(kě)再生(shēng)能源也可(kě)以爲煤炭的低碳發展助力，兩者耦合協同發展，将成爲建立新能源體系的重要途經。

通過煤炭與新能源（風、光(guāng)、生(shēng)物質等）進行耦合化學轉化、耦合發電、耦合燃燒，實施風光(guāng)水火(huǒ)儲一體化，可(kě)大(dà)幅減少煤炭碳排放(fàng)，并提升新能源利用規模。煤電在提高靈活性和發電效率的同時，又承擔爲電力安全兜底的角色。在應對氣候變化與低排放(fàng)發展的大(dà)背景下，煤炭作(zuò)爲基礎能源，需加快(kuài)提升自(zì)身(shēn)碳減排的貢獻度，并爲新能源發展提供支撐基礎。

六是研發實用的碳捕集、封存和利用技術。

CCUS由于減排潛力巨大(dà)，将成爲實現工(gōng)業脫碳化的重要技術路(lù)徑。未來，應在第一代和第二代技術基礎上，科(kē)學評估國内外CCUS技術，對新一代CCUS技術路(lù)線進行系統規劃，重點突破降低能耗和成本的關鍵技術，以電力行業爲重點，進行技術研發示範，力争在特定區域建立碳捕獲集群。積極進行國際合作(zuò)，提升我國CCUS技術水平和國際話語權。

“十四五”煤炭綠色發展有哪些路(lù)徑

一是強化煤炭綠色開發和礦區生(shēng)态環境治理(lǐ)。

從資源和生(shēng)态環境協同一體發展角度出發，在生(shēng)态環境約束下，做好産能布局規劃，按照(zhào)安全綠色開發标準進行煤礦設計、建設和改造，推廣應用煤炭綠色開采技術，實現對生(shēng)态環境擾動最小，減少開采過程中廢棄物排放(fàng)。在資源開采同時，展開對礦區的生(shēng)态環境治理(lǐ)。伴随煤炭資源進入深部開采，強化災害治理(lǐ)。

二是構建煤炭綠色物流體系。

完善煤炭物流體系建設，進行煤炭産運儲銷整體規劃。推動煤炭大(dà)宗商品物流技術和裝備進步，優化煤炭物流網絡，創新多式聯運、集裝箱運輸等運輸方式，降低煤炭物流帶來的環境污染。

三是推動煤炭分(fēn)級分(fēn)質梯級利用。

從源頭控制，鼓勵煤炭企業以區域環保要求爲導向，發展煤炭洗選加工(gōng)，提高煤炭質量，推出相(xiàng)應商品煤産品。推動煤炭分(fēn)級分(fēn)質梯級利用，在中西部低階煤資源富集區域開展低階煤綜合利用試點建設，着力探索低階煤中低溫熱解轉化及産物分(fēn)質分(fēn)級梯級利用，加快(kuài)低階煤利用技術研發，降低低階煤燃燒過程中産生(shēng)的二氧化硫、氮氧化物、粉塵排放(fàng)，減少大(dà)氣污染。同時，分(fēn)離出部分(fēn)經濟價值更高、資源比較緊缺的油和氣，促進低階煤資源清潔利用，尋求煤炭經濟價值增長新領域。

四是加強煤炭生(shēng)産和利用污染物排放(fàng)治理(lǐ)。

大(dà)力發展并推廣應用煤礦開采和煤化工(gōng)廢水處理(lǐ)、固廢無害化處理(lǐ)和煙氣脫硫脫氮等大(dà)氣污染物防治技術和裝備，開展細顆粒物、硫氧化物、氮氧化物、重金屬等多種污染物協同控制技術。加強煤矸石、粉煤灰、脫硫石膏、磷石膏、化工(gōng)廢渣、冶煉廢渣等大(dà)宗工(gōng)業固體廢物的綜合利用。

五是推進煤炭集中利用減少分(fēn)散燃燒。

散煤燃燒帶來的污染物排放(fàng)是火(huǒ)電排放(fàng)的5倍至10倍，目前我國散煤消費總量爲4億噸至5億噸，主要爲中小工(gōng)業鍋爐、窯爐和取暖爐。散煤燃燒多存在于中小型工(gōng)業企業、農村和小城(chéng)鎮等經濟相(xiàng)對落後的區域，考慮企業和居民(mín)用能成本和區域資源禀賦，要科(kē)學規劃“煤改電”“煤改氣”實施步驟，精準施策，尋找散煤替代技術路(lù)線。如(rú)在過渡過程中，推廣高效工(gōng)業鍋爐、潔淨煤以及配套環保爐具等。（王國法）

作(zuò)者系中國工(gōng)程院院士、中國煤炭科(kē)工(gōng)集團首席科(kē)學家