碳減排加速，煤炭行業(yè)倍感壓力。
“絕不是簡單地伸一伸手就能觸及的，也不是踮一踮腳尖就能夠到的，需要助跑、加速、奮力向上躍起才能達到。”針對碳中和愿景，中國生態(tài)環(huán)境部應(yīng)對氣候變化司司長李高稍早前如是表示。那么，長期貼著“高碳”標(biāo)簽的煤炭行業(yè)，應(yīng)怎樣“奮力向上躍起”才能夠到“2030年碳排放達峰、2060年碳中和”目標(biāo)?
二氧化碳和甲烷
“碳減排是過程，碳中和是目標(biāo)。目前，全球氣候變化導(dǎo)致海平面升高、極端天氣頻發(fā)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生物多樣性受到直接威脅，對人類影響日益深重。作為負責(zé)任的大國，中國一直積極參與全球氣候治理，碳達峰、碳中和也是我國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。”中國礦業(yè)大學(xué)低碳能源研究院院長桑樹勛教授近日對記者表示，碳減排對我國能源發(fā)展有重大影響。
受資源稟賦影響，以煤為主的化石能源長期在我國能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)主導(dǎo)地位，這意味著煤炭行業(yè)要實現(xiàn)碳減排目標(biāo)，將面臨一次能源碳基比例過高的巨大挑戰(zhàn)。
也正因如此，煤炭行業(yè)被推入爭議的漩渦。2020年，中國煤炭工業(yè)協(xié)會和世界煤炭協(xié)會在一份聯(lián)合倡議書(以下簡稱“倡議書”)中提到：“我們正深陷于一場極端的爭議中，否定煤炭作為未來低排放的一部分，也忽略煤炭對諸多發(fā)達國家和發(fā)展中國家的經(jīng)濟支撐作用。”
與此同時，倡議書也表明了煤炭行業(yè)直面巨大挑戰(zhàn)的決心：“煤炭工業(yè)數(shù)百年的發(fā)展史已經(jīng)證明可以實現(xiàn)現(xiàn)代化，能夠通過創(chuàng)新和技術(shù)進步應(yīng)對運營和環(huán)境挑戰(zhàn);可以通過與政府和投資者的合作支持經(jīng)濟發(fā)展。”
在煤炭行業(yè)進行碳減排，需要減什么?桑樹勛給出的答案是煤炭生產(chǎn)過程中的甲烷和煤炭消費過程中的二氧化碳。“甲烷的溫室效應(yīng)是等體積二氧化碳的21倍，這種煤礦瓦斯氣體不僅在煤炭開采過程中會風(fēng)排到大氣中，在廢棄礦井關(guān)閉后，也仍會從地裂縫里不斷向大氣逸散排放。二氧化碳主要產(chǎn)生于煤炭消費過程，高碳問題集中體現(xiàn)在電力行業(yè)煤燃燒發(fā)電階段。污染物超低排放技術(shù)解決了燃煤電廠顆粒物等排放造成的環(huán)境污染問題，但二氧化碳高排放的難題還未得到有效解決，燃煤火力電廠也成為我國最大的二氧化碳工業(yè)集中排放源。”
怎么減?強化開采與捕集封存兩手抓
為減少甲烷和二氧化碳排放，煤炭行業(yè)當(dāng)務(wù)之急需做什么?
在桑樹勛看來，煤炭行業(yè)必須通過創(chuàng)新和技術(shù)進步來主動應(yīng)對環(huán)境問題挑戰(zhàn)：“煤基溫室氣體減排與資源化利用，應(yīng)在三個方面加快技術(shù)開發(fā)研究。甲烷是煤層氣的主要成分，煤礦甲烷減排需要強化煤層氣高效開采技術(shù);二氧化碳捕集、利用與封存(以下稱“CCUS”)被公認為顯著減少燃煤發(fā)電、煤化工等碳排放最具可行性的技術(shù)，應(yīng)大力發(fā)展和應(yīng)用;另外，通過煤制油、煤制氣等技術(shù)進行能源轉(zhuǎn)化，也是低碳化利用途徑之一，可解決部分高碳排放問題。”
CCUS，即把生產(chǎn)過程中排放的二氧化碳進行捕獲提純，繼而投入到新的生產(chǎn)過程中進行循環(huán)再利用或封存。如何將二氧化碳封存固定，一直是諸多學(xué)者傾力探究的重要研究內(nèi)容，近年來，國內(nèi)多家能源企業(yè)和科研院所也加大了CCUS的研發(fā)力度。但多位業(yè)內(nèi)人士對記者表示，該技術(shù)在實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化方面還存在困難。
“CCUS亟需解決有效性、安全性和經(jīng)濟性難題。”桑樹勛告訴記者，一方面，二氧化碳如何大規(guī)模有效捕集、封存，相關(guān)技術(shù)還不成熟。另一方面，二氧化碳地質(zhì)封存可能宿體比較多樣，如地層、廢棄煤礦、海底等，目前最接近商業(yè)化的地質(zhì)封存方式是將二氧化碳注入地下枯竭油氣藏中。但這樣封存是否會引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害、一旦集中泄露該如何應(yīng)對等安全性問題還沒有研究清楚。此外，目前運行的CCUS示范工程處理一噸二氧化碳的費用一般在300-800元，這些附加費用對火電廠而言，維持正常運營都難。所以說，降能耗、降成本也是是CCUS技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用推廣的關(guān)鍵所在。
桑樹勛還指出，全國碳市場成熟發(fā)展對實現(xiàn)碳達峰碳中和目標(biāo)也將逐漸發(fā)揮重要作用，應(yīng)盡快構(gòu)建科學(xué)的碳交易市場監(jiān)管體系。
減了么?技術(shù)探索初現(xiàn)成效
碳減排研究工作，煤炭行業(yè)從未缺席。
以中國礦業(yè)大學(xué)低碳能源研究院為例，作為我國成立最早的專門從事碳減排研究的省部級重點實驗室-煤基溫室氣體減排與資源化利用的依托單位，10年來，一直聚焦煤基碳減排與煤炭高效潔凈低碳化利用，致力于我國煤基溫室氣體減排與資源化利用的技術(shù)水平提升以及相關(guān)學(xué)科發(fā)展。
記者了解到，該研究院以山西省沁水盆地為主要工區(qū)，創(chuàng)新發(fā)展了深部煤層二氧化碳地質(zhì)存儲與煤層氣強化開發(fā)有效性關(guān)鍵理論，并對沁水盆地3#煤層做出二氧化碳有效存儲容量達13.68億噸、可增產(chǎn)煤層氣超1000億立方米的評估，降低了工程探索和示范工程實施風(fēng)險;煤層甲烷綠色勘查、開發(fā)與減排關(guān)鍵理論與技術(shù)的創(chuàng)新成果，在陜西、山西、新疆等多個煤層氣基地推廣應(yīng)用后，相關(guān)區(qū)塊布井成功率提高16%—21%，單井日均產(chǎn)氣量最高可達成果實施前的6倍，有效促進了上述地區(qū)煤層甲烷資源化利用;煤與矸石山自燃防治與溫室氣體減排關(guān)鍵技術(shù)成果，推廣應(yīng)用于山西、新疆、內(nèi)蒙、山西等200多個煤礦、30多個煤田火區(qū)以及60多個煤矸石，每年可減排溫室氣體654萬噸二氧化碳當(dāng)量……
桑樹勛表示，碳中和目標(biāo)不代表不需要煤炭，煤炭行業(yè)必須加快解決煤炭低碳化利用和碳去除技術(shù)問題。正如倡議書所言：“我們的世界仍然需要煤炭，煤炭工業(yè)不會消失，而是向潔凈煤方向過渡和轉(zhuǎn)型。”
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