“雙碳”背景下煤炭行業高質量發展探討

歐凱 張寧 吳立新 索婷

(煤炭工業規劃設計研究院有限公司)

新中國成立以來，在黨中央、國務院的正確領導下，煤炭工業在百業待興的基礎上起步，在艱苦奮斗中前進，在改革開放中發展，尤其是進入新時代以來，行業發展不斷實現新突破，取得了舉世矚目的成就。近兩年，碳達峰碳中和目標背景下煤炭消費減量，煤炭消費比重下降，煤炭行業發展受到一定影響，同時也給煤炭行業帶來轉型升級的機遇。

一、煤炭工業具備高質量發展基礎

在一代代煤炭人的艱苦奮斗下，煤炭行業從無到有，煤炭工業從小到大、由弱到強，實現了從起步、騰飛到跨越的巨變，作為我國重要的能源基礎產業，為國民經濟和社會發展注入了強大動力。

(一)對國家經濟社會發展的能源供應保障能力增強

我國煤礦“三機一架”的裝備制造能力處在世界前列，年產千萬噸綜采技術和裝備達到世界領先水平。行業持續推動化解過剩產能、淘汰落后產能、建設先進產能，全國煤炭供給質量顯著提高。“十三五”期間，全國累計退出煤礦5500處左右、退出落后煤炭產能10億噸/年以上，安置職工100萬人左右，超額完成化解過剩產能目標。截至2020年底，全國建成年產120萬噸以上的大型現代化煤礦約1200處，產量占全國煤炭產量的80%左右，其中，建成年產千萬噸級煤礦52處，產能8.2億噸/年。全國年產30萬噸以下的煤礦1129處，產能1.48億噸/年左右。

自新中國成立至2020年底，煤炭行業貢獻了約924億噸煤炭。我國煤炭年產量由 1949年的3432萬噸，增加到1978年的6.8億噸，到2013年的最高點為39.7億噸，2020年產量為39億噸，支撐了我國GDP由1978年的3645億元增加到2020年的101萬億元。煤礦安全法律法規標準體系不斷完善，煤礦安全生產責任制度體系不斷健全，安全科技裝備水平大幅提升，安全生產投入大幅增加，煤礦職工安全培訓不斷強化，促進煤礦安全生產形勢有了明顯好轉。煤炭百萬噸死亡率由1978年的9.713下降至2020年的0.059。煤炭安全供應保障能力實現跨越式提升。

(二)具備高質量發展的科技創新能力

煤炭行業技術創新體系不斷健全完善，科技創新驅動發展的能力顯著增強。特厚煤層綜放開采、煤與瓦斯共采、燃煤超低排放發電、高效煤粉型工業鍋爐、現代煤化工技術等達到國際領先水平。充填開采、保水開采、煤與瓦斯共采、無煤柱開采等煤炭綠色開采技術得到推廣應用，煤炭資源回收率顯著提升。煤礦機械化、自動化、智能化、數字化、綠色化轉型全面提速。2020年 ，原煤入洗率達到74.1%，比2015年提高8.2個百分點。礦井水綜合利用率、煤矸石綜合利用處置率、井下瓦斯抽采利用率分別達到78.7%、72.2%、44.8%。建成400多個智能化采掘工作面，實現了地面一鍵啟動，井下有人巡視、無人值守。采煤、鉆錨、巡檢等10種煤礦機器人在井下實施作業，71處煤礦列入國家首批智能化示范建設煤礦。

煤炭由單一燃料向燃料與原料并重轉變取得新進展。2020年，煤制油、煤制烯烴、煤制氣、煤制乙二醇產能分別達到931萬噸/年、1582萬噸/年、51億立方米/年、489萬噸/年。煤炭上下游產業融合發展，煤電、煤焦、煤化、煤鋼一體化發展趨勢明顯。

(三)不斷完善的市場化體系為高質量發展提供制度保障

新中國成立以來，煤炭工業生產力水平不斷提升，同時，也在不斷進行體制改革探索，從最開始的完全計劃經濟，到計劃經濟和市場相結合，再到完全市場化，為國家經濟體制和市場化改革提供了實踐樣本。

我國煤炭工業完成從新中國成立初期的計劃經濟體制，到改革開放時期的政府定價向市場化定價轉變。1993年開始，我國確立了以市場形成價格為主的煤炭價格機制。1994年1月，國家取消了統一的煤炭計劃價格，除電煤實行政府指導價外，其他煤炭全部放開。2004年，我國建立煤電價格聯動機制，形成電煤價格“雙軌制”。2013年，煤炭價格實現完全市場化定價，市場在配置資源中的決定性作用越來越突出。2016年以來，煤炭行業作為推動供給側結構性改革的試點行業，煤炭上下游企業逐漸建立了中長期合同制度和“基礎價+浮動價”的定價機制，發揮了煤炭市場平穩運行“壓艙石”和“穩定器”的作用。2021年9月26日召開的國務院常務會議決定，對尚未實現市場化交易的燃煤發電電量，從2022年1月1日起，取消煤電價格聯動機制，將現行標桿上網電價機制，改為“基準價+上下浮動”的市場化機制。這意味著，我國將告別已經實行了15年的煤電價格聯動機制。

二、“雙碳”目標下煤炭高質量發展對能源低碳轉型將發揮重要支撐作用

以煤為主的能源資源稟賦，決定了未來相當長一段時間我國經濟社會發展仍將離不開煤炭。在碳達峰碳中和過程中，仍需要煤炭發揮基礎能源作用，為經濟社會發展提供能源兜底保障。

(一)煤炭是新能源發展的有力支撐

“雙碳”目標下，風、光等可再生能源發電成為增量電力供應的主要來源。近年來，我國大力發展新能源技術，非化石能源發電在我國電力結構中的占比顯著上升。然而，受氣候、天氣、光照等人為不可控的自然條件影響，可再生能源供給能力不確定性大，提供的主要是能源量，能源供應和調節能力有限。可再生能源大比例接入電網，給電網的安全穩定運行帶來嚴峻挑戰，需要清潔高效的燃煤發電等靈活性電源作為調峰電源平抑電力波動。我國在大力發展風能、太陽能等可再生能源發電技術，逐步提高非化石能源發電占比，持續優化電力結構的過程中，仍需要煤炭煤電的有力支撐。預計到2060年實現碳中和后，燃煤發電裝機規模仍需保持3億至4億千瓦，年耗煤量3.9 億噸～6.4億噸。

(二)煤炭是能源安全的“壓艙石”

能源安全穩定供應是一個國家安全的保障和強盛的基石。在國際能源博弈和地緣政治沖突不斷加劇的背景下，煤炭依然是國家能源安全的“壓艙石”，短期內沒有資源能替代煤炭的兜底保障作用。應當深刻認識我國能源資源稟賦、經濟社會發展要求和能源發展規律。2020年12月21日，國務院新聞辦公室發布《新時代的中國能源發展》白皮書，明確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、清潔的煤炭工業體系，煤炭仍然是我國最經濟安全的能源資源。

煤炭具備適應我國能源需求變化的開發能力，具有開發利用的成本優勢，煤炭清潔高效轉化技術經過“技術示范”“升級示范”已趨于成熟，具備短期內形成大規模油氣接續能力的基礎，應當充分發揮煤炭在平衡能源品種中的作用，保障我國能源安全。

三、“雙碳”目標下煤炭行業迎來高質量發展機遇

“雙碳”目標對于煤炭行業既是巨大挑戰，也是空前機遇。在挑戰與機遇并存下，煤炭行業勢必迎來新一輪技術升級和產業轉型。煤炭行業由自動化向智能化、無人化邁進，由超低排放向近零排放、零排放邁進。可以預見的是，自2021年到2060年，煤炭在能源消費中的占比將逐步下降，由主體能源轉變為基礎能源，再由基礎能源轉變為保障能源，最后轉變為支撐能源，也代表著我國煤炭行業將向著綠色智能的方向快速邁進。

(一)依托技術革新，向高質量高技術產業發展

當前煤炭行業正處于第四次煤炭技術革命時期，應當以此次技術革命為契機，推動煤炭產業向著數字化、智能化的新產業和新業態轉型。“雙碳”目標下，煤炭產量將回歸合理規模，走高質量發展、高端發展之路，邁向更加重視生產、加工、儲運、消費全過程安全、綠色、低碳、經濟的存量時代，走優質、高效、潔凈、低耗的能源可持續發展道路。

未來將有更多煤礦采用高效節能的技術和設備，著力建設碳中和示范礦區引領工程，開展余熱、余壓、節水、節材等綜合利用節能項目，持續優化煤炭開發利用工藝、技術和系統性管理，提高煤炭資源開發利用效率。

逐步將煤礦開采由機械化、自動化向數字化升級，打造采掘智能化、井下無人化、地面無煤化，最大限度地減少采煤過程對生態環境的破壞。聚焦“綠色開采、清潔利用、生態治理”的產業方向，構建實時透明的煤礦采運、洗選、治理等數據鏈條，不斷優化智慧決策模型，建設現代化煤炭經濟體系，將數字技術融入到煤炭資源的開發、加工、利用全產業鏈，全面提升煤炭的管理治理水平和綜合利用效率。最終步入井下無人、地上無煤的煤炭工業5.0時代，實現深地原位利用，煤、電、氣、熱、水、油實現一體化供應，以及太陽能、風能、抽水蓄能與煤炭協同開發，基本實現近零排放。

(二)依托生態修復，打造綠色經濟新的增長點

在淘汰落后產能的過程中，廢棄礦區也在逐漸增加。可以通過礦區生態修復來增加生態碳匯。未來亟需開展全生命周期礦山生態修復理論與技術鏈，重點包括減沉保水協調開采、充填開采、土壤修復與生物多樣性恢復關鍵技術等。選擇適應性強、生長良好的樹種和草種進行造林綠化，通過“地貌重塑、土壤重構、植被重建、景觀重現、生物多樣性重組與保護”工程技術對礦區損毀土地進行修復，改善土壤理化性質，創造新的經濟效益，提高土壤碳截獲能力，增加植物碳儲量。

礦井空間包括礦區地面空間和地下空間。數據顯示，我國煤礦塌陷區面積超過兩萬平方公里，井下空間體積超過156億立方米，空間利用潛力巨大。例如，以發展煤基綜合能源基地為目標，礦井地面空間利用包括發展風、光電站;井下空間利用包括開發抽水蓄能電站、化學儲能、地熱能開發、二氧化碳封存等。當前礦井空間初步開發，僅包括建設地面光伏電站、井下博覽館等，未來可利用礦井空間發展可再生能源、現代農業、現代醫療等。預計到2030年，我國關閉或廢棄礦井將達到1.5萬處，大量土地資源被閑置。而與此同時，隨著我國光伏產業發展迅猛，可利用建設光伏電站的土地愈發緊缺。因而利用采礦沉陷區進行光伏電站建設，把光伏發電和礦山生態治理相結合，既能解決土地資源有效利用問題，又對生態環境治理具有積極意義。

(三)依托多能互補，建設高效、綠色、經濟的綜合能源基地

煤炭與可再生能源具有良好的互補性。煤炭與可再生能源在燃燒和化學轉化方面的耦合，逐步形成模式，突破了一系列技術難點，為煤炭與可再生能源深度耦合提供了良好基礎。同時，煤礦區具有發展可再生能源的先天優勢，除了豐富的煤炭資源外，還有大量的土地、風、光等其他資源，采煤沉陷區可為燃煤發電和風光發電深度耦合提供土地資源。煤礦井巷和采空區形成的地下空間，可用于抽水蓄能、井下碳吸附和碳儲存、地熱能等開發利用。

煤炭企業具備主動發展新能源的條件，可以充分發揮煤礦區優勢，以煤電為核心，與太陽能發電、風電協同發展，構建多能互補的清潔能源系統，將煤礦區建設成為地面-井下一體化的風、光、電、熱、氣多元協同的綜合能源基地。

四、結語

立足我國能源資源條件和經濟社會發展需求，對標“雙碳”目標實現，依托科技創新和系統性變革，通過高效轉化和循環利用，煤炭將更多用于生產煤基高端化工品和碳材料等精品;通過與可再生能源等多元互補，煤礦將成為現代能源供應系統基地;通過充分利用煤礦區地面地下空間和資源，煤礦區將成為清潔能源生產基地;煤炭企業將成為新能源開發的參與者、煤基高端材料和高價值產品的引領者。