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“碳中和”来了 煤炭行业如何接招?

北极星大气网  来源:中国能源报  作者:武晓娟  2021/1/6 8:43:16  我要投稿  
所属频道: 大气治理  关键词:碳中和 碳减排 煤炭行业

北极星大气网讯:碳减排加速,煤炭行业倍感压力。

“绝不是简单地伸一伸手就能触及的,也不是踮一踮脚尖就能够到的,需要助跑、加速、奋力向上跃起才能达到。”针对碳中和愿景,中国生态环境部应对气候变化司司长李高稍早前如是表示。那么,长期贴着“高碳”标签的煤炭行业,应怎样“奋力向上跃起”才能够到“2030年碳排放达峰、2060年碳中和”目标?

减什么?二氧化碳和甲烷

“碳减排是过程,碳中和是目标。目前,全球气候变化导致海平面升高、极端天气频发,农业生产和生物多样性受到直接威胁,对人类影响日益深重。作为负责任的大国,中国一直积极参与全球气候治理,碳达峰、碳中和也是我国经济可持续发展的必然选择。”中国矿业大学低碳能源研究院院长桑树勋教授近日对记者表示,碳减排对我国能源发展有重大影响。

受资源禀赋影响,以煤为主的化石能源长期在我国能源结构中占据主导地位,这意味着煤炭行业要实现碳减排目标,将面临一次能源碳基比例过高的巨大挑战。

也正因如此,煤炭行业被推入争议的漩涡。2020年,中国煤炭工业协会和世界煤炭协会在一份联合倡议书(以下简称“倡议书”)中提到:“我们正深陷于一场极端的争议中,否定煤炭作为未来低排放的一部分,也忽略煤炭对诸多发达国家和发展中国家的经济支撑作用。”

与此同时,倡议书也表明了煤炭行业直面巨大挑战的决心:“煤炭工业数百年的发展史已经证明可以实现现代化,能够通过创新和技术进步应对运营和环境挑战;可以通过与政府和投资者的合作支持经济发展。”

在煤炭行业进行碳减排,需要减什么?桑树勋给出的答案是煤炭生产过程中的甲烷和煤炭消费过程中的二氧化碳。“甲烷的温室效应是等体积二氧化碳的21倍,这种煤矿瓦斯气体不仅在煤炭开采过程中会风排到大气中,在废弃矿井关闭后,也仍会从地裂缝里不断向大气逸散排放。二氧化碳主要产生于煤炭消费过程,高碳问题集中体现在电力行业煤燃烧发电阶段。污染物超低排放技术解决了燃煤电厂颗粒物等排放造成的环境污染问题,但二氧化碳高排放的难题还未得到有效解决,燃煤火力电厂也成为我国最大的二氧化碳工业集中排放源。”

怎么减?强化开采与捕集封存两手抓

为减少甲烷和二氧化碳排放,煤炭行业当务之急需做什么?

在桑树勋看来,煤炭行业必须通过创新和技术进步来主动应对环境问题挑战:“煤基温室气体减排与资源化利用,应在三个方面加快技术开发研究。甲烷是煤层气的主要成分,煤矿甲烷减排需要强化煤层气高效开采技术;二氧化碳捕集、利用与封存(以下称“CCUS”)被公认为显著减少燃煤发电、煤化工等碳排放最具可行性的技术,应大力发展和应用;另外,通过煤制油、煤制气等技术进行能源转化,也是低碳化利用途径之一,可解决部分高碳排放问题。”

CCUS,即把生产过程中排放的二氧化碳进行捕获提纯,继而投入到新的生产过程中进行循环再利用或封存。如何将二氧化碳封存固定,一直是诸多学者倾力探究的重要研究内容,近年来,国内多家能源企业和科研院所也加大了CCUS的研发力度。但多位业内人士对记者表示,该技术在实现产业化方面还存在困难。

“CCUS亟需解决有效性、安全性和经济性难题。”桑树勋告诉记者,一方面,二氧化碳如何大规模有效捕集、封存,相关技术还不成熟。另一方面,二氧化碳地质封存可能宿体比较多样,如地层、废弃煤矿、海底等,目前最接近商业化的地质封存方式是将二氧化碳注入地下枯竭油气藏中。但这样封存是否会引发地质灾害、一旦集中泄露该如何应对等安全性问题还没有研究清楚。此外,目前运行的CCUS示范工程处理一吨二氧化碳的费用一般在300-800元,这些附加费用对火电厂而言,维持正常运营都难。所以说,降能耗、降成本也是是CCUS技术研发和应用推广的关键所在。

桑树勋还指出,全国碳市场成熟发展对实现碳达峰碳中和目标也将逐渐发挥重要作用,应尽快构建科学的碳交易市场监管体系。

减了么?技术探索初现成效

碳减排研究工作,煤炭行业从未缺席。

以中国矿业大学低碳能源研究院为例,作为我国成立最早的专门从事碳减排研究的省部级重点实验室-煤基温室气体减排与资源化利用的依托单位,10年来,一直聚焦煤基碳减排与煤炭高效洁净低碳化利用,致力于我国煤基温室气体减排与资源化利用的技术水平提升以及相关学科发展。

记者了解到,该研究院以山西省沁水盆地为主要工区,创新发展了深部煤层二氧化碳地质存储与煤层气强化开发有效性关键理论,并对沁水盆地3#煤层做出二氧化碳有效存储容量达13.68亿吨、可增产煤层气超1000亿立方米的评估,降低了工程探索和示范工程实施风险;煤层甲烷绿色勘查、开发与减排关键理论与技术的创新成果,在陕西、山西、新疆等多个煤层气基地推广应用后,相关区块布井成功率提高16%—21%,单井日均产气量最高可达成果实施前的6倍,有效促进了上述地区煤层甲烷资源化利用;煤与矸石山自燃防治与温室气体减排关键技术成果,推广应用于山西、新疆、内蒙、山西等200多个煤矿、30多个煤田火区以及60多个煤矸石,每年可减排温室气体654万吨二氧化碳当量……

桑树勋表示,碳中和目标不代表不需要煤炭,煤炭行业必须加快解决煤炭低碳化利用和碳去除技术问题。正如倡议书所言:“我们的世界仍然需要煤炭,煤炭工业不会消失,而是向洁净煤方向过渡和转型。”


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