国家发改委王仲颍:能源转型是否成功 政策执行是关键
“尽管近十年来我国可再生能源实现了巨大增长,但当前我国能源体系距离清洁、高效、安全、可持续的发展目标仍有很大距离。”王仲颖说,依据CREO2017研究,我国能源系统存在如下几方面亟待解决的问题及挑战。
其一,化石能源消费比重仍然较高,甚至过大,因此造成严重的空气污染问题。近年来,我国第三产业及其它终端能源消费增长较快,但是工业终端能源消费仍占总终端能源消费的较高比例。2016年中国终端能源消费总量达到32.3亿吨标准煤,其中工业部门占61%,交通部门占比21%,建筑部门占比14%。煤炭是中国终端能源消费的主要能源品种。2016年,煤炭消费占总终端能源消费比重的39%,石油27%,电力19%,天然气7%,区域供热5%,生物质能源2%。电力部门中,2016年可再生能源发电量占全国总发电量的比重达到26%,非化石能源发电量占29.5%。全国总发电量中的67%来自煤电,3%来自天然气发电。2016年,中国一次能源总消费量43.6亿吨标准煤。煤炭占比62%,石油占比18.3%,天然气占比6.4%,非化石能源所占比例为13.3%,其中可再生能源的比例为11%。
“我国能源消费结构中化石能源比重过大,这也导致了对能源进口的依赖。显著特征是石油进口依存度持续提高,我国2016年石油对外依存度占全部石油消费总量的三分之二。我国部分区域严重依赖煤炭经济,这些煤炭经济包括煤炭的开采及煤电产业,导致煤炭消费出现‘锁定’,这对降低我国煤炭消费、地方经济转型造成了阻碍。”王仲颖说。
化石能源的消费比重大,造成我国多地空气污染仍然严重。现在已经形成共识,煤炭发电厂、燃煤工业和以化石能源驱动的汽车是造成中国大部分城市严重空气污染的重要原因。“当前,我国政府将解决空气污染问题作为其首要任务之一。此外,水污染和土壤退化等环境问题也同样严重,上述生态环境问题将可能危及中国未来的可持续发展。”王仲颖强调说。
其二,可再生能源的浪费虽在减少,但仍很严重。
“被迫降低水电、风电和太阳能光伏电量——也被称作‘弃用’问题,在我国已存在多年。‘弃用’现象表明当前我国可再生能源尚未被充分优化整合进入能源系统。”王仲颖以弃风为例予以说明。2016年,我国全年弃风率为17%。今年1~9月,全国弃风电量和弃风率实现双降,弃风限电的范围和规模得到缓解,全国总弃风电量298.5亿千瓦时,同比减少25%,累计弃风率13%,同比下降6.8个百分点。由于弃用造成可再生能源资源的浪费,提高了风电等可再生能源电力生产成本。如果考虑由此导致的煤电发电量上升,则进一步增加了大气污染物和二氧化碳等温室气体排放。近年来,太阳能发电和部分重点地区的水力发电也遭到了弃用。
其三,电力系统缺乏灵活性,运行管理制度面临挑战。
王仲颖说,我国自改革开放以来所采用的能源和电力发展战略成功地保障了电力供应,为快速增长的经济提供了动力,目前依然影响着电力系统发展。我国经济进入新常态以来,煤炭发电厂产能过剩明显,在未来的电力系统中,有出现投资搁浅和化石能源技术锁定的风险。此外,电厂和互联电网的调度运行受到传统电力市场交易制度和地方利益壁垒的影响,无法适应大规模风电和太阳能发电等波动性电源的发展。我国的电力体制改革正在进行,这些问题均应得到解决,为电力系统的运行和发展创造一个全新的框架。然而,由于制度障碍以及缺乏针对不同省份的共同目标,目前电力市场改革推进缓慢,区域电力市场在市场设置和计划安排方面的合作往往存在明显的利益冲突。“在电力体制改革不到位的情况下,的的确确会影响不同省市现实的本身利益。可喜的是,十九大的定调,一定会加快电力体制改革的进程,上述问题会在电力体制深化改革的过程中逐步得到解决。”王仲颖说。
其四,可再生能源经济激励制度亟待改革。
王仲颖介绍说,当前,固定电价政策是中国可再生能源发展的主要支持机制,但补贴机制存在的问题,使改革迫在眉睫,以确保政策的有效性。“涉及到三方面的问题。一是电力附加费并不能保证为规模日益增长的可再生能源项目提供资金支持。二是补贴水平调整不平稳,且当补贴下降时产生新增项目的‘抢装潮’。三是固定电价机制并不适用于未来电力市场改革及可再生能源市场化。”“对可再生能源技术的支持主要是为应对化石能源价格不能反映其社会真实成本问题。现在的化石能源价格并没有完全反映出化石能源利用对我国生态环境影响的全部成本。环境成本没有真实呈现,且化石能源的其它支持机制也扭曲了不同能源技术之间的竞争。”王仲颖强调说。
既定战略必须更加坚定地深入实施
“我国的能源体系正在由以煤炭为基础、高环境成本向低碳、环境友好转型。我们的分析显示,尽管我国政府已经制定了正确的政策战略,但能源转型是否成功取决于政策是否得到强有力的执行。”王仲颖说。
记者:我国政府制定并实施了哪些能源转型战略举措?
王仲颖:当前,我国政府已经制定了一揽子政策战略及措施,全面推动能源系统向可持续和低碳方向转变:牢固树立“五大”发展理念、统筹推进“五位一体”总体布局、坚持协调推进“四个全面”战略布局“绿水青山就是金山银山”的发展理念已经植入我国政府的治国理政实践我国政府签署《巴黎协定》,并在全球应对气候变化行动中发挥大国作用的行为,展现了我国政府积极应对人类生存威胁因素的决心。正在进行中的“全国环境行动计划”、电力市场化改革和国家碳排放权交易系统则昭示着我国能源深度转型进程的序幕已经拉开。
记者:如果坚定坚持既定方针政策,那么到2030年、到2050年会出现怎样的结果?
王仲颖:CREO2017的分析表明,如果坚定不移地执行既定政策情景,那么2050年煤炭消费总量将降至2016年消费水平的三分之一,并确保二氧化碳排放于2030年之前达到峰值。2030年后,二氧化碳排放显著降低,直至下降到2050年的50亿吨水平,接近2016年排放水平的50%。2050年,非化石能源占全部一次能源供应的60%。同时,通过投资能源系统转型,未来能源系统的电力成本与当下严重依赖化石能源以及不可持续的能源系统相比将基本一致,而能源系统的可持续和稳定性则将大幅提升。如果那样的话,煤炭消费量被控制,以合理的经济代价实现2050年高比例开再生能源发展目标就可以实现。
记者:如果既定政策执行不坚决或有误,会出现怎样的结果?
王仲颖:政策措施和创新战略的高效实施是确保能源转型平稳实现的关键。反之,如果部分政策措施不能如期施行或方向有误,则将导致我国能源系统将继续被化石能源技术锁定,可再生能源技术的发展及其与能源系统的整体融合将面临严重障碍。因此,政策的执行力是关键,特别是短期战略的强有力地实施是长期能源深度转型取得成功的关键。
记者:能源转型本身、电网基础设施和可再生能源技术都需要大量投资,这可能会导致短期内电力成本上升。如何看待这个问题?
王仲颖:的确,能源转型本身、电网基础设施和可再生能源技术都需要大量投资,这可能会导致短期内电力成本上升,但这些额外的成本也会带来效益,使那些过去依赖低化石能源价格的行业快速向电力和非化石能源转型,同时改善空气质量、降低污染水平。能源转型的大量投资也会创造出代表未来技术方向的新的就业岗位,从而弥补传统煤炭产业链和技术制造业转型所削减的就业机会,这一切都与我国积极的创新战略相符合。在这个角度上看,可以说,可再生能源成本下降、电力市场改革和碳交易价格将是驱动能源转型投资的主要动力。
记者:能源转型成功和煤炭消费总量下降需要哪些客观条件?
王仲颖:能源转型和煤炭消费总量下降是在基于三项重要客观条件下实现的。首先,CREO2017假定在国际大环境和我国创新战略驱动下,可再生能源技术发展将延续近年成本继续降低、效率提升的表现,可再生能源技术以较低的成本实现能源供应。到2050年,非化石能源消费中占比超过60%,煤炭消费占比下降至2016年消费水平的三分之一,电力供应成本基本维持不变,碳排放总量在2030年之前达到峰值。其次,假定碳排放权交易制度能够得到有效实施,碳排放价格将切实影响到能源部门的投资决策,(在CREO2017既定政策情景中,设定了长期执行的碳价格水平,即每吨二氧化碳100元人民币),这将有助于支持可再生能源尽快实现与煤电平价。再次,假定持续推进电力市场化改革,并将其作为确保波动性可再生能源与电力系统融合的重要工具。
要实现“低于2℃”目标,需在既定政策基础上再加码
“CREO2017研究结论显示,即使既定政策情景顺利实施,仍不能支撑全球实现‘巴黎协定’设定的控制未来升温幅度‘低于2℃’目标。我国按既定政策情景发展,将能够实现承诺的国家自主贡献目标,但与大多数国家一样,二氧化碳减排尚显不足。”王仲颖说。
记者:依据CREO2017研究结论,既定政策难以支撑实现温升幅度“低于2℃”目标。那要实现控制温升目标,需要怎样的新目标?
王仲颖:基于考虑我国二氧化碳减排展望和未来实现“低于2℃”目标,CREO2017分析认为,我国要满足《巴黎协定》要求,就必须采取进一步的二氧化碳减排措施。综合分析国际研究成果,CREO2017假定了我国未来能源部门的二氧化碳快速减排的约束预案,即从2016年的100亿吨左右二氧化碳排放水平降到2020年的90亿吨、2030年80亿吨,直至2050年下降至30亿吨。
记者:也就是说,为达到实现“低于2℃”目标,应制定执行更加有利于可再生能源发展的政策?
王仲颖:是的,如果我国未来碳排放足迹遵循“低于2℃”假设,则我国必须加速削减煤炭消费、更为迅捷地发展可再生能源。相比既定政策情景,CREO2017结论表明,2020年,“低于2℃”情景需要额外增加3.05亿千瓦的可再生能源装机容量,2050年需要增加15.18亿千瓦。额外增加的发电装机初期将主要来自风电,后期则更多来自太阳能发电技术。在“低于2℃”情境下,煤炭消费量更为快速地降低。煤电装机到2020年将再削减1600万千瓦、2050年降低2.2亿千瓦。为了促进终端用能部门的减排,在“低于2℃”情景中,CREO2017设定了相比既定政策情景更高的终端电气化率水平,特别是提高了交通部门和工业部门的电气化率。
记者:如果按照“低于2℃”目标,我国可再生能源“十三五”规划中的发展目标已经落后于近期的发展形势。CREO2017展望风能、太阳能和生物质能发电装机总量也显著超出2020年规划目标,这个超出的部分能否实现?
王仲颖:从快速降低电力部门碳排放和提升终端用能部门电气化水平的角度分析,既定政策下的能源转型成就仍有进一步提升的发展空间。从遵守《巴黎协定》的角度看,2020年后的能源转型任务将更加艰巨,因此加码是必然的,只不过是早晚的问题。
记者:总体而言,今年以来,弃风、弃光现象有所好转,但仍比较严重。在这样的情况下如何发展更多的可再生能源?
王仲颖:要保证更多的新增可再生能源发电容量接入电网,要对煤电企业的运行提出严格的灵活性要求,维持提高电力系统灵活运行,要更为灵活地调度输电线路和省间电量交换。这些措施需要地方政府提高接纳和利用区外可再生能源的积极性,支持电网调度合作和联合调度。
记者:“低于2℃”情景下目前的电力系统已不需新增煤电装机。那么对那些已经获得行政许可、并准备开工建设的新的燃煤电厂应作如何对待?
王仲颖:应当在进一步加强开工审核的同时,尽快颁布禁止新建煤电厂的临时禁令,从而避免大额资产搁浅。近中期,随着电力市场化的进程,应逐步取消年度发电计划确定的满发利用小时数,直至最终取消年度发电计划制度。这也就意味着,所有的发电商都需要根据市场的需求来决策自己的发电量。在这种情况下,新建煤电厂的风险会更大,因为它已无法通过行政手段确保电价水平。在可预见的未来,煤电价格预期将会继续上升、可再生能源发电成本则处于下降通道,固定电价的长期购电合约将不复存在。到那时,可再能能源发电无论在成本上、技术上都会比煤电具有竞争性,起码不会比煤电竞争力弱。
从现在到2050年可再生能源逐步成为主导能源
CREO2017展示了我国能源系统到2050年的两条发展路径。一是低于2℃情景发展路径,这条路径由严格的碳预算推动二是既定政策情景发展路径,这一路径由当前实施的能源政策维持。
记者:请结合现实情况,用CREO2017研究结论,分析一下从现在到2035年、到2050年可再生能源如何逐步变成主导能源?
王仲颖:2016年,可再生能源占总终端能源消费的6%。据中电联数据,今年1~9月,全国基建新增发电能力中水电、火电、风电、太阳能发电分别比上年同期多投产35万、197万、146万、1977万千瓦。截止今年9月底,全国可再生能源发电总装机容量达到58655万千瓦,占全国规模以上电厂总发电装机容量的35.2%。从全球看,中国仍然是世界上最大的可再生能源投资国,未来几十年依照中国宏大的可再生能源政策和能源体系去碳化需求,可再生能源份额将大幅增长。
2016年,可再生能源消费量为2.7亿吨标准煤。“低于2℃”情景下,2050年该值增加8倍,达到21.86亿吨标准煤,既定政策下则增至16.63亿吨标准煤。“低于2℃”情景的主要趋势是首先发展风能,2035年前的中阶段发展太阳能。2050年前的长期阶段,将扩大太阳能发展规模,迅速提升生物质能利用率。
由于水资源进一步发展的潜力有限,因此两种情况下均遵循相同的增量增长。“低于2℃”情景下,2050年可再生能源涵盖大部分能源需求。2030年之前的能源转型初期,风能和太阳能发电将快速增加。
两种情景均预测中国能源需求于2030年左右达到顶峰。2050年,“低于2℃”情景的终端能源需求为33.21亿吨标准煤既定政策情景为35.3亿吨标准煤。提升能效措施是两种情景能源需求趋势类似的主要原因。
记者:根据CREO2017,到2050年前后,我国能源需求侧将发生怎样的改变?
王仲颖:到那时,我国能源需求侧将产生重大改变。目前工业领域占据终端能源利用的指导地位,但到2050年,尽管能源需求总量将与现在保持同一水平,但能源需求结构将发生巨变——工业领域的能源消费量大幅下降,交通和建筑能源消费将上涨。终端部门电气化程度提高主要源自可再生能源的贡献。两种情景均是如此,“低于2℃”情景的电气化程度和可再生能源份额更高。2050年,“低于2℃”情景下52%的终端能源需求为电力,既定政策情景该比例为39%。工业用化石能源很大程度被电取代。到那时,中国走上绿色、多样化供能之路,减轻对煤炭的高度依赖,代之以非化石能源。“低于2℃”情景下该发展趋势更为明显,2050年非化石能源占供能的63%,相比之下,既定政策情景则为47%。据此可以说,“低于2℃”情景下非化石能源的快速、决定性发展是我国实现《巴黎协定》目标的关键。
记者:到那时,电网传输将会发生怎样的变化?
王仲颖:两种情景均加大了电网基础设施投资,用以提升电力系统灵活性,促进在区域内外高效传输清洁电力。到2050年,中国电网将在更大的平衡区域实现密切整合,整个中国电网发展为一体化市场。中部和东部省份为主要输入地区,西南和东北则是净输出地区。“低于2℃”情景下的电网扩容总体比既定政策情景高。两个情景均表明,到2050年中国的输电系统继续完善,且依靠价格手段按照市场原则调节电力供需两侧,从而促进新增电网的大规模投资。
记者:依据CREO2017,从目前到2020年这段时期内,对可再生能源的发展要采取怎样的政策?
王仲颖:总体上要注意四方面。
一是2020年前可再生能源仍需延续固定电价政策,其中海上风电、太阳能光热发电需要延续到2020年后实现规模化发展。应更好利用竞争性招标推动价格下降,逐步扩大可再生能源电站竞争性招标的范围和规模。
二是随着2020年后逐步建立竞争性电力市场,在电力市场价格基础上,率先对新增风电、光伏电站建立基于定额补贴的市场溢价机制。初期可按目前固定电价的差价补贴标准确定溢价补贴标准,未来适时合理调整、逐步降低定额补贴标准,或者建立与招标电价结合的差价合约机制。
三是在2017年建立可再生能源电力证书自愿交易市场的基础上,在2020年前建成强制性可再生能源电力配额(发电侧)和绿色证书交易市场(售电侧),逐年提升配额比例要求,形成市场化绿色证书价格形成机制和逐年上升的未履约价格惩罚水平。
四是切实发挥即将正式启动的全国碳交易市场对促进可再生能源与化石能源公平竞争的作用,逐步建立起新建建筑和工业用热的可再生能源用热强制安装或者供热比例要求制度。
记者:近日,《京津冀能源协同发展行动计划(2017~2020)》印发,说明三地能源协同发展进入实质落地阶段。依据CREO2017研究成果,该地区该如何实现能源协同发展?
王仲颖:京津冀是我国重要的能源消费重心之一。同时,京津冀作为我国的“首都圈”,是我国北方经济规模最大、最具活力的区域之一。经济的快速增长、不断优化转型的产业布局和依然严峻的环境污染问题对京津冀的清洁能源保障提出了更高要求。但是,目前京津冀区域的可再生能源利用比重不高,多样化可再生能源利用潜力没有充分挖掘,电网等基础设施发展不同步,急需通过创新驱动京津冀能源协同发展,不断完善能源政策体系和相关体制机制。CREO2017研究显示,京津冀可通过全面协同能源转型实现高比例可再生能源发展。在低于2℃情景下,2030年风电装机容量将达到128165兆瓦,占总装机比重的47.8%太阳能发电总装机将达到83922兆瓦,占全部发电装机的31.3%。雄安作为国家级新区,2030年可实现可再生能源占一次能源消费比重超过50%以上。
记者:具体而言,实现京津冀高比例可再生能源的目标需要哪些保障措施?
王仲颖:针对京津冀高比例可再生能源发展重点任务,京津冀需要加强以下5方面的保障措施。一是加强可再生能源发展的顶层设计二是提高京津冀可再生能源发展的协同性三是加大政策支持力度四是创新市场化机制体制五是加大宣传提高公众认识。
国家可再生能源中心2017~2020年行动建议
依据CREO2017研究结论,并基于过去数年可再生能源产业、技术和政策方面的进步,并展望其近中期发展情况,针对中国可再生能源发展,国家可再生能源中心提出下列建议:
可再生能源和非化石能源目标
“十三五”规划中2020年可再生能源发展目标是应努力超越的底线,通过努力实现更快发展:太阳能光伏装机量从1.1亿千瓦增至2亿千瓦,风电装机量从2.1亿千瓦增至3.5亿千瓦生物质能发电装机量从1500万千瓦增至3000万千瓦,总计增加5亿千瓦。
2020年非化石能源占一次能源消费总量的比例从15%提升到19%。如考虑落实《巴黎协定》提出的“低于2℃”温控目标,则需要进一步提升发展目标要求。
加大削减煤炭力度
即刻停止批准新建燃煤电厂努力实现2030年煤炭消费量占全部能源消费量的比例从现在的64%降至33%左右加快燃煤电厂灵活性改造,逐步取消年度发电计划制度地方经济主要依赖煤炭工业的地区要加紧制定经济发展转型升级计划。
加快电力行业改革
开展批发市场试点和区域协调市场试点市场试点要纳入跨区电网调度,打破省间壁垒预防双边交易合同锁定高碳型电力生产制定中国电力市场下一步发展的清晰路线图。
实施碳排放权交易制度
加强中国碳市场活力制定能够确保碳减排目标实现的最低碳交易价格。
深化经济激励机制改革
提高可再生能源附加水平(2020年后逐步降低直至取消),确保转型期补贴资金需求实施可再生能源发电配额制度,配套实施强制性与自愿性相结合的绿色证书交易制度更大范围的采取竞争性拍卖方式,降低大规模风电和太阳能发电项目的并网价格。
我国提出的碳达峰碳中和目标完成难度
我国提出碳达峰、碳中和目标(力争在2030年前实现碳达峰,在2060年前实现碳中和),既是气候变化成为主流科学界的共识,更是大国担当的庄严承诺。但要实现这个目标,需要付出艰苦努力。
首先,欧盟CO2排放达峰是一个自然过程,而中国CO2排放达峰时间表是人为设定的。欧盟大部分国家是在90年代初,甚至有些国家是在70年代后期或80年代时就已达峰,平均达峰时间是在90年代,并且是通过事后计算才知道的。达峰后,欧盟的CO2排放有漫长的平台期,是从90年代开始一直到2000年左右,接近20多年。
有些国家的平台期达到30年,之后才开始快速下降,这一趋势下欧盟提出了2050年实现碳中和。中国的CO2排放达峰时间表是人为设定的,目前CO2排放仍在爬坡,没有看到峰顶。
各地对达峰概念的理解不一,现在仍处于研究阶段,很多地方把达峰安排为努力爬坡,而不是尽早达峰,尽可能把排放量基础做大,利用所谓的发展空间。显然我国CO2达峰还需付出艰苦努力。
其次,在碳中和问题上,欧盟承诺的碳中和时间和达峰时间间隔约为65-70年,个别国家是80年左右,而我们只有约30多年的时间。达峰后,我们几乎没有平台缓冲期,就要快速下降。
如:五中全会确定了2030年前CO2排放达峰,2035年就需要稳中有降,2035年到2060年只剩25年,要在这25年的时间实现碳中和。我们没有平台期的缓冲就需要下降,而且是快速下降。在缺乏足够时间的条件下我们如何实现碳中和,这是我们未来应该考虑的重要话题。
第三,二氧化碳排放主要来自于化石燃料的燃烧,与其他能源消费大国相比,中国能源结构以煤炭为主,我国能源结构中,煤炭占比高达57%,是所有工业大国中最高的。使用煤炭产生的二氧化碳排放比石油高30%,比天然气高70%,能源系统产生的碳排放71.7%来自煤炭使用。以煤炭为主体的能源结构决定了我国实现“双碳”目标必将付出艰苦努力。
因此,要实现双碳目标,大力发展以光伏、风电为代表的可再生能源就成为实现目标的重要路径。据测算,2060年实现我国提出的碳中和目标,需要将电力行业的碳排放量控制在40.2亿吨以内。因此,2021年及未来更长一段时期内,风电、光伏和核电在电力装机和发电量中的合计占比有望逐年提高。
根据能源局发布的统计数据测算,2030年我国风电、光伏和核电的合计发电量占比将超过26%。另外,国际可再生能源署预测,到2050年,中国风电、光伏发电合计占总发电装机量比重将超过70%。
1.1、“碳中和”提升非化石能源占比,煤炭短期仍是支柱
我国是世界上最大的能源生产国与消费国,同时也是最大的碳排放国,根据英国石油公司 BP 数据,2019 年我国二氧化碳排放量为 98.26 亿吨,全球占比 28.8%,位列第一。对煤炭的大规模利用是我国碳排放的主要来源,从能源结构来看,2019 年我国一次能源消费中,煤炭消费占比为 57.7%。因此,为实现“2030 年碳达峰、2060年碳中和”的承诺,能源减排以及低碳转型势必会对能源结构进行重塑。
“碳中和”实现路径可分三阶段有序实施。根据全球能源互联网发展合作组织发布的《中国 2060 年前碳中和研究报告》,我国实现全 社会 碳中和可分为三个阶段:(1)尽早达峰阶段(2030 年前);(2)快速减排阶段(2030~2050 年);(3)全面中和阶段(2050~2060 年)。根据国网能源研究院发布的《中国能源发展展望 2020》报告,能源消费产生的碳排放于 2025 年前后达峰,2035 年后进入快速下降通道,2050年单位 GDP 二氧化碳排放量将比 2005 年下降 90%以上。
提升非化石能源占比是实现“碳中和”承诺的关键。从我国做出“3060 碳达峰、碳中和”目标以来,多项国家层面的政策文件均对非化石能源占比的提升做出要求:
根据总书记在气候雄心峰会上的承诺,我国 2030 年非化石能源占一次能源消费比重将达到 25%左右,风电、太阳能发电总装机容量将达到 12 亿千瓦以上;根据国家发改委发布的《“十四五”规划和 2035 年远景目标纲要》,2025 年非化石能源消费占比提高到20%左右,单位GDP能源消耗降低13.5%,单位GDP二氧化碳排放降低18%。
参考对于非化石能源消费占比、单位 GDP 能源消耗以及单位 GDP 碳排放量等已有的政策指引,我们对碳中和进程中的能源结构趋势进行预测。预计 2025、2030、 2050、2060 年四个关键时期,我国非化石能源消费占比可分别达到 20%、25%、60%、 80%;对应煤炭消费比重分别为 50%、45%、20%、6%。即在 2025 年煤炭消费占比降至总量的一半,在“碳达峰”之后的快速减排阶段,非化石能源会对煤炭加速替代。
煤炭需求或于 2030 年触及天花板,但短期内能源支柱地位不会动摇。根据国家统计局数据,2020 年全国能源消费总量为 49.8 亿吨标准煤,其中 56.8%为煤炭消费,约为 28.3 亿吨标准煤。在“碳中和”背景下,我们认为煤炭消费量或将呈先增后降趋势:短期内煤炭作为能源支柱仍有增长,但增速或持续放缓,预计于 2030 年前后伴随“碳达峰”而触及需求天花板,其后伴随风光电等非化石能源机组装机量的提升,火电占比下降,煤炭作为能源的消费量将持续下滑。短期来看(2035 年之前)根据国家发改委发布的“十四五”规划和 2035 年远景目标纲要,煤炭仍起到能源兜底的作用。短期内,风光电等清洁能源仍面临消纳、储能的问题,尚无法稳定供应电 力,“富煤、贫油、少气”的能源结构也决定了在国家积极降低能源对外依赖的战略背景下,在保障国家能源的安全稳定供应方面,煤炭作为国内能源压舱石的地位短期内无法替代。
CCUS 技术的未来突破或可为煤炭赢得发展空间。CCUS 技术即二氧化碳捕集、利用与封存技术,可将二氧化碳从排放源中分离后捕集、直接加以利用或封存,以实现碳减排。通过 CCUS 技术可以将二氧化碳资源化,目前主要包括二氧化碳制塑料以及二氧化碳驱油等方向。目前该技术由于高昂成本仍不能实现产业化和经济化,在“碳中和”政策背景下,随着研发力度的加大以及产业投资的加入,CCUS 技术或可迎来实质性的突破,为煤炭能源的利用赢得发展空间。
1.2、 “碳中和”加速推进行业供给侧改革
供改政策持续深化,行业集中度加速提升。根据中煤协制定的煤炭行业“十四五”发展规划,化解过剩产能、淘汰落后产能仍是下一阶段推动行业转型升级的重点任务,到“十四五”末,全国煤矿数量将减少到 4000 处左右。具体来看,煤炭产能将更多的集中在大型煤企手中,行业集中度仍有提升空间,并且伴随小产能加速退出单矿产能规模将进一步提升。2020 年,全国煤矿数量约 4700 处;国内前 8 家大型企业原煤产量为 18.55 亿吨,以产量计算 CR8 为 47.6%;平均单矿产能为 110 万吨。
另一方面,产能将进一步向资源禀赋好、开采条件好的西部地区集中,不具备大规模资源赋存、开采效率较差的东部、中部地区将持续发力退出落后产能。2020 年西部地区产量占比为 59.7%,中部地区占比为 33.4%,其余地区占比为 6.9%,由此可见,在“碳中和”背景下,全国产能供给仍有优化调整的空间。
能源产业集群化趋势也在促进煤炭产能向优势地区集中。国家发改委在《“十四五”规划和 2035 年远景目标纲要》文件中提到,将推动煤炭生产向资源富集地区集中,完善煤炭跨区域运输通道和集疏运体系,提高特高压输电通道利用率,建设一批多能互补的清洁能源基地。在“碳中和”背景下,能源产业集群化发展趋势将会加速,一方面集群化发展可有效发挥规模优势,充分提升能源生产及运输效率,同时可以高效地对能源碳排放进行集中控制,另一方面多能互补可有效保障能源供应的稳定性。
1.3、 “碳中和”助力龙头煤企突围
在“碳中和”压减煤炭消费占比的趋势下,我们认为动力煤价格中枢在长周期内或呈先升后降的趋势。2030 年之前,供给端收紧,需求端仍有增长,动力煤价受益紧平衡的供需基本面稳中有涨;2030 年之后,煤炭消费量开始下滑,对动力煤价格形成压制。
短期来看,供给收紧,龙头煤企受益定价优势。在 2030 年碳达峰前,煤炭需求仍有增长空间,而煤炭供给端在经历“十三五”供给侧改革之后产能增量受到政策约束,2018 年以来产量同比增速持续放缓,随着“十四五”加快推进中小产能退出,供给弹性相对难以释放,相比之下,需求增速或快于供给增速,因此会导致煤炭供需处于紧平衡状态。作为供给端的主要存量,龙头煤企的定价能力将得到提升,在优势煤价作用下获益。
长期来看,需求收缩,龙头煤企具备防御优势。在 2030 年碳达峰之后,由于非化石能源的加速替代作用,煤炭消费量或逐步下滑。需求端的持续收缩将会对煤价形成打压,势必会引起煤炭行业的竞争与变革。在这个阶段,龙头煤企通过资源禀赋,优质的开采条件,规模效应,以及高度机械化、智能化、信息化装备,所打造出的低成本优势将更能对冲煤价下行所带来的影响,从而保障盈利能力的稳定性和持续性。
2、 双焦行业:冶金刚需较难替代,碳中和或收紧供给
双焦之于钢铁短期较难替代。不同于动力煤消费可被清洁能源替代,炼焦煤与焦炭需求则与钢铁生产息息相关,焦炭作为还原剂仍是冶金刚需,较难通过其他技术工艺实现大范围替代。目前具备替代传统长流程炼钢潜力的技术工艺主要有短流程电炉钢和氢能炼钢技术,但均存在一定发展障碍,如电炉钢所需的废钢供应仍无法廉价获得,且电力成本较高经济性不足;氢能炼钢则面临氢气成本高昂,储氢较难等困境。长期来看,在“碳中和”政策背景下,传统炼钢的碳排放成本或将提升,而替代技术的突破降低成本或使传统炼钢失去成本优势,从而促使双焦需求下滑。但短期内,双焦在炼钢流程中仍较难替代。
“碳中和”背景下,钢材需求仍具备增长潜力。2016 年以来,钢铁行业不断深化供给侧改革,落后产能持续出清,供给端结构的到优化,伴随经济稳定增长,基建力度加大,国内粗钢及钢材产量重新进入持续增长通道。2020 年即使在新冠疫情冲击影响下,国内钢铁行业仍然实现了明显的产量正增长,钢铁消费量创下 历史 新高,全年新增钢铁消费高达 1 亿吨。“十四五”期间“两新一重”指引下新老基建共同发力,同时“碳中和”背景下特高压电网布局、风光电等清洁能源建设、新能源 汽车 普及等多方面贡献需求增长点,钢铁需求仍有增长潜力。虽然近期政策端提出控制钢产量以达到环保及减排的目的,但我们认为市场化原则应是主要手段,限产仅是手段而不是目的,控制钢产量应是长期目标,在需求具备增长潜力的基础上,对于产量的控制重心更多是在供给端过快增长以及产能结构优化调整等方面,高质量的供需匹配或是未来主要方向。
“碳中和”推动焦炭行业再度供改,供给收紧预期增强。2020 年焦炭行业去产能力度加大,多地政府出台相应政策,推进焦化环保改造规划任务按期完成,各主产地省份均加大了去产能力度,河北、山东、河南、江苏四省同比减产明显。2020 年全国焦炭累计产量为 4.71 亿吨,同比持平。根据 Mysteel 数据,2020 年或共计淘汰产能达 7600 万吨,实现产能净减少 2100 万吨左右,约占 2019 年总产能的 4%。“碳中和”背景下,政策对于新增产能的批复愈发严格。例如 2021 年 2 月内蒙古发布能耗“双控”规划,其中提到对新上焦炭项目实行能耗量等量或减量置换,不得突破现有能耗上限。可以预见,焦炭行业将面临存量减少、增量受限的供给格局,供给端收紧的预期增强。
紧供给格局铸就焦炭高盈利性。中长期来看,焦炭供给将处于收紧趋势,基本面利好焦价中枢上移。从 2020 年去产能过程中来看,焦炭价格在去产能收紧供给后快速上涨,焦企盈利性在供需改善过程中达到 历史 新高。“碳中和”背景下,焦化行业壁垒提升,将有利于巩固供给侧改革所带来的盈利改善。
焦煤集中度提升,或受益产业链价格传导。与动力煤供改逻辑同理,炼焦煤供给结构伴随去产能及产业整合也将得到优化,集中度得到提升。不同的是,炼焦煤由于其资源分布相对分散、产业链上下游联系紧密,主要呈区域性集中,主要为山西、安徽、贵州等地。由于焦炭价格中枢上移,在产业链价格传导作用下,焦煤价格或预期向好。
3、 投资建议:布局龙头,“剩”者为王
动力煤:短期煤炭需求仍处于增长阶段,“碳中和”背景下供给弹性难以释放,煤炭供需处于紧平衡状态,龙头煤企可在优势煤价作用下获益;长期来看,由于非化石能源加速替代,煤炭消费或逐步下滑,对煤价形成打压,龙头煤企通过资源禀赋,优质开采条件,规模效应,以及高度机械化、智能化、信息化装备,所打造出的低成本优势将更能对冲煤价下行所带来的影响,从而保障盈利能力的稳定性和持续性,中国神华、陕西煤业或将受益。另外,兖州煤业发展出海外扩张的独特路线,对澳洲煤炭资源的布局可助力其走出国内“碳中和”对煤炭的限制。
受益标的:中国神华、陕西煤业、兖州煤业
炼焦煤:“碳中和”将加速行业供给侧改革,炼焦煤由于其资源分布相对分散、产业链上下游联系紧密,主要呈区域性集中,主要为山西、安徽、河南、贵州等地。由于焦炭价格中枢上移,在产业链价格传导作用下,焦煤价格或预期向好。山西焦煤在山西国改深化背景下,有望凭借集团力量整合省内优质焦煤资源,进一步巩固焦煤龙头地位。盘江股份作为区域性龙头,在西南独立市场中的影响力将愈发凸显。
受益标的:山西焦煤、盘江股份
焦炭:“碳中和”背景下,焦炭存量减少、增量受限,供给将处于收紧趋势,行业壁垒提升,利好焦价中枢上移,将有利于巩固供改带来的盈利改善,存量中龙头焦企将具备更高盈利弹性。同时,龙头焦化企业在炼焦基础上积极延伸下游煤化工及精细化工产业,综合利用副产焦炉煤气发展氢能产业,顺应了“碳中和”背景下固碳减排以及清洁能源利用的趋势,可有效对冲焦化环节的碳排放,中国旭阳集团、美锦能源或将受益。另外,金能 科技 转型布局低碳低能耗的丙烷脱氢业务,开辟第二增长曲线,顺应“碳中和”趋势。 受益标的:金能 科技 、中国旭阳集团(H 股)、美锦能源。
4、 风险提示
非化石能源加速替代;
供给侧改革政策执行不及预期;
碳排放成本超预期;
中国能源消费的构成
目前各能源消费比例:煤炭76.2%,石油16.6%,天然气2.1%,电力(水电、核电、新能源发电)5.1%。
我国煤炭占世界煤炭消费量的27%,是全世界少有的以煤炭为主的能源消费大国,二氧化碳排放量仅次于美国居世界第二位。展望未来,按常规发展方案,化石能源比重将逐渐下降,到2050年世界及中国化石能源比重相应降至62.4%及76.6%。由此可见化石能源是当今中国的主要能源,到2050年仍将占重要地位。
产和消费结构中的70%左右,预计到2050年还将占
50%以上,因此,煤炭在相当长的时期内仍将是我国
的主要能源。2002年全国煤炭总量为13.9亿吨,
2003年为16.0亿吨,2004年煤炭产量尽管达到了
19.60亿吨,2005年达到21亿吨,仍不能完全满足
需求[1_2]。当前,我国经济的快速增长,对煤炭工业
发展提出了更高的要求。为此,必须确保煤炭工业
*文章编号:1003—3033(2006)05—0042—05;收稿日期:2006—02—10;修稿日期:2006—04—12
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第5期林柏泉等:我国煤矿安全现状及应当采取的对策分析·43·
持续、稳定、健康的发展。
2当前煤矿安全生产形势
我国95%的煤矿开采是地下作业,煤矿安全生
产形势仍十分严峻,具体表现为:
1)煤矿事故的死亡人数占工矿企业一次死亡
10人以上特大事故的死亡人数的72.8%~89.6%
(2002--2005年);
2)煤矿企业一次死亡10人以上事故中,瓦斯
事故占死亡人数的71%。煤矿所面临的重大灾害
事故是相当严峻的,造成的损失是极其惨重的。
例如:2004年10月20日发生在郑州大平煤矿
的瓦斯爆炸事故,死亡148人;2004年11月28 Et发
生在铜川陈家山煤矿的瓦斯爆炸事故,死亡166人;
2005年2月14 El发生在阜新孙家湾矿的瓦斯爆炸
事故,死亡214人;2005年11月27 El发生在七台河
东风煤矿的煤尘爆炸事故,死亡171人[3-51。
3)由于煤矿事故多,死亡人数多,造成了我国
煤矿的百万吨死亡率一直居高不下,与先进采煤国
家的差距很大。
20(K卜_2004年我国煤矿的百万吨死亡率为
6~3,而国外先进采煤国家煤矿百万吨死亡率非常
低。如2000年,南非煤矿的百万吨死亡率为0.13,
印度为0.42,波兰为0.26,俄罗斯为0.46。2002年
美国煤矿百万吨死亡率只有0.025。由此可见,我
国煤矿安全生产水平与国外先进采煤国家相比,还
有很大差距蚓6。
4)煤矿特大及特别重大瓦斯(煤尘)灾害事故
的频发不但造成国家财产和公民生命的巨大损失,
而且严重地影响了我国的国际声誉。在以人为本、
关爱生命、建立和谐社会的背景条件下,我国煤矿必
须大幅度减少和控制特大以上瓦斯事故的发生。
5)实际上,煤矿瓦斯事故的发生不是偶然的,
它是以往煤矿生产过程中存在问题的集中暴露,涉
及许多方面,既有自然因素、科技投入和研究的不
足,也有人为的条件以及国家的体制、管理、经济政
策,社会的传统观念,煤矿企业的文化素质等等。
3煤矿生产中存在的主要问题[7]
1)我国煤层自然赋存条件复杂多变,影响煤矿
安全生产的因素多,是造成事故的客观因素。
我国煤矿开采的煤层大多属于石炭二迭纪的煤
层,其中瓦斯含量大、煤层透气性低,地质构造复杂,
不易在开采前抽放瓦斯,但在采掘时,瓦斯放散量
大,再加上开采煤层地质条件复杂和开采规模的扩
大、开采集约化程度的提高,导致采动诱发的应力
场、煤岩体裂隙场及瓦斯流动场的变化更加复杂多
变,原有安全技术及理论基础已难以适应当前煤矿
安全高效生产的迫切需求。在一定条件下容易诱发
煤与瓦斯突出和瓦斯的突然涌出现象,造成瓦斯
事故。
中国的煤矿都是瓦斯矿,且高瓦斯矿井和煤与
瓦斯突出矿井占48%,突出灾害的发生次数为世界
之最,每年达数百次。突出的规模为几百吨、几千
吨,甚至超过万吨,需要解决的技术难题多。而美
国、澳大利亚的煤矿多为露天矿,煤层的赋存条件相
对简单,有突出灾害的煤矿所占比例小,所采取的措
施往往是停产关闭。但是,我国的情况不同,在目前
的能源供应条件下,对高瓦斯矿井和突出矿井,不可
能采取停产关闭的措施。为此,只能是自主开发与
之相应的安全技术相结合,以确保高瓦斯矿井和突
出矿井的安全生产。
2)国家对煤矿企业的技术定位不够准确是主
观因素。
长期以来,煤矿在人们的心目中是技术水平不
高,要求比较低的劳动密集型产业,因而长期以来,
技术投入不足,装备水平差,产业技术人才匮乏,劳
动效率低。把“千军万马”的队伍放在高度危险的作
业环境中劳动,因而一旦出现瓦斯(煤尘)爆炸、矿井
火灾等事故时,容易导致损失惨重,甚至全矿毁灭的
现象。
而美国、澳大利亚等先进国家的煤矿,实现了高
度机械化,井下工作人员少,全矿的巷道布局简洁,
巷道面积大,风流通畅,一旦发生灾变时,易于撤离,
可能造成伤亡人员较少。另外,在煤矿井下工作的
人员,从某种意义上讲也是危险源,一旦出现违章
作业(有意或者无意),就可能导致事故的发生。所
以对高危行业,应最大可能实现机械化,尽量减少
人员。
例如:澳大利亚2003年煤矿死亡人数为0,优于
其他行业,其中主要原因之一就是得益于实现了高
度机械化,井下作业人员少;
2006年1月2日美国东部西弗吉尼亚州阿普舒
尔县萨戈煤矿发生爆炸事故,仅死亡12人,也是得
益于井下作业人员少【8J8。
煤矿生产属于高危行业,仅靠“千军万马”低技
能、低素质的矿工劳动,造成的事故风险是极大的,
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中国安全科学学报
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第16卷
2006芷
安全生产的观点,在社会上长期未能得到共识。为
此,笔者建议国家应当将煤矿列入高危行业,给予必
要的投入,建立煤矿行业准入制度,甚至在新矿井设
计时,就应当要求提高技术装备水平和劳动生产率。
而目前的实际情况有时则相反,既为了满足地方扩
大就业面的要求,甚至降低技术装备水平和劳动生
产效率,造成资金被工资占用,无力更新设备和提高
矿井的安全装备水平。
3)大多数煤矿技术水平低下,从业人员素质
低,工程技术人员缺口多,难以适应高危环境的要求
是不容忽视的现实。
由于煤矿劳动生产率低,全行业的工资收入差,
在全国二十几个行业中排名倒数第二,而且工作危
险、作业环境恶劣,劳动强度大,工作时间长。这就
造成了人才的大量流失,出现了“工程、技术、管理
人才缺口多,愿意到煤矿长期工作的一线人才少”的
现象。
以平顶山煤业集团为例,2001--2003年,流失的
高级工程师就达162人;四川省连续6年没有进
一个学采矿的大学毕业生。其导致的结果是:一方
面安全技术装备不足,另一方面已有的安全技术装
备由于缺乏高水平的人才而不能发挥应有的作用。
以2004年10月20日发生在郑煤大平煤矿的
“10·20”瓦斯突出引发的瓦斯爆炸事故为例,一280
水平煤与瓦斯突出的瓦斯、流逆行到上水平运输大
巷,多处瓦斯浓度监测仪超限报警,预示着全矿处于
瓦斯爆炸一触即发,面临毁灭的边缘时,竟然在
31分钟内没有采取切断电源的措施,致使架线电机
车行驶到巷道拐弯处引起瓦斯爆炸,造成死亡
148人的特别重大事故。
对于广大的煤矿职工来说,安全文化素质更是
—个严重的问题。由于煤矿是高危行业,煤炭生产
过程中的不确定因素多,应当需要高素质的人才去
从事该项工作,才能应付生产过程中出现的复杂局
面。但是,实际情况是:由于工资较其他行业低、作
业环境恶劣、劳动强度大和工作时间长的现状,加上
当前年轻人多为独生子女的情况下,就很难招收到
有一定文化程度的技术工人。因此,就只能招收农
民工,而且缺乏应有的技术培训。采用安全知识和
技能水平低下的劳动者,在这种高危环境中作业,产
生事故是难以避免的。
4)基础工作薄弱,安全技术装备不足是客观存
在的现实。
煤矿矿井的寿命多为几十年,甚至上百年,当建
井初期,矿井的生产系统还是比较好的,但随着开采
深度加大,范围延伸扩展,瓦斯涌出量增多,地应力
和瓦斯压力增大,危险程度急剧增长,原有的矿井生
产系统就难以适应要求,而又没有可能自筹资金来
改建生产系统。也就是说,很多煤矿只能维持简单
再生产,前几年困难时,甚至发不出工资。长期以来
安全投入少,装备差,有的矿民国时期、解放初期的
安全装备还在用,抗灾能力差,所以不产生事故则
已,一旦发生事故往往就是大事故。
近年来,随着国家对煤矿安全的重视和投入,矿
井安全装备有了很大的改善和提高,但还有许多矿
井的安全设施达不到要求,这也是当前存在的安全
隐患。为此,建议进一步加大对煤矿安全的投入,改
善煤矿安全生产状况。
5)国家对煤矿的税制不够完善也是客观存在
的事实。
在笔者的印象中,税制改革时,统一采用17%
的增值税,由于煤炭属于初级产品,不同于机电产
品,没有副加值,是原料产品,现行税制显然是不适
用的,所以税率下调了三四个百分点,笔者认为还不
够,应当进一步下调税率。
另外,为了保护国有资源和减少资源开采所造
成的污染,笔者认为对煤炭应征收资源费和环境保
护费以补偿国家的投入,收费的标准应根据自然地
理环境、煤质的优劣程度和煤矿开采体制(国有、集
体和个体)而不同,以体现在市场经济条件下的相对
公平原则和提高资源的回收率,对高瓦斯矿井应当
将减少的税费投入到安全和环保的技术改造中去。
瓦斯实际上又是资源,通过瓦斯抽放不仅可以
解决煤矿生产中的安全问题,而且可以提高资源的
利用率,减少对大气的污染。因此,为了鼓励矿井瓦
斯抽放工作,建议:抽放瓦斯利用的收入应减免税
收,且鼓励瓦斯发电和开发新的瓦斯利用途径(尤其
是低浓度瓦斯的合理利用),使高瓦斯矿井有积极性
千方百计地提高瓦斯抽放量和利用量。既提高了矿
井的安全性,又降低了瓦斯对大气的温室效应(瓦斯
对大气的温室效应是二氧化炭的21倍)t9],同时,还
增加了资源的回收率,真正实现煤和气的共采。
6)对事故后的处理未能充分体现惩前毖后的
作用也是客观存在的现象。
长期以来,在处理瓦斯爆炸等大型恶性事故时,
一方面对大量人员的伤亡和国家财产的损失深感痛
心,觉得应严惩有关责任人,但另一方面也看到了事
故的产生原因是多方面的。矿井自然条件困难,生
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第5期林柏泉等:我国煤矿安全现状及应当采取的对策分析·45·
产系统不完善,安全设施不足,人员素质差,既有当
事人的责任,也有领导和客观环境的原因。笔者对
矿工有发至内心的同情和忧虑,觉得在煤矿工作工
资低,环境恶劣,能下井上班,坚持工作,就算不易
了。希望对他尊重、关爱和保护,创造安全生产的条
件,否则,就更没有人干这一行了。
虽然,近几年煤矿领导人工资待遇有较大提高,
情况有所变化,但是,许多煤矿的领导是一年四季都
在矿上坚持工作(除了外出开会),每天工作十多个
小时,无节假日,时刻还担心井下出事,连晚上睡觉
都不安宁。因此,从所付出的劳动和其他行业相比,
也不算高。
4建议应当采取的对策和措施
当前,尽管煤矿安全生产形势严峻,特别重大事
故时有发生,存在许多问题,但是,也并不是一无是
处。其有利条件是:有经验丰富、政治文化素质高的
各级领导;有经过数十年建设的强大物质基础;有建
国几十年来培养起来的技术队伍;有经过多次修订
的煤矿安全规程和防治煤与瓦斯突出细则等规程规
定;有专业化的煤矿安全研究机构和有关的大专院
校;许多大的煤矿企业还有自己的瓦斯防治机构等
..应该说做到控制瓦斯事故的频发是完全可能实
现的。
特别是我国有具有世界先进生产水平的神华煤
矿,也有在高瓦斯和突出危险条件下、多年来实现安
全高产的淮南和平顶山煤业集团公司等所获得的技
术及管理经验。科学的理念和先进的技术对搞好煤
矿安全生产,都是可贵的。为了扭转当前煤矿安全
生产的状况,笔者建议,应主要采取如下对策和
措施。
4.1加强宣传和职工的培训工作,提高从业人员的
素质,减少入的不安全行为
1)将最近几次大的瓦斯事故做成vCD光盘,分
发到全国所有的瓦斯矿井,说明事故产生的原因,分
析有关的责任,措施的不足之处,事故的教训,以敲
响警钟。在瓦斯矿井要做到人人皆知,像抗非典那
样,深入人心,关心瓦斯灾害防治,做到了解安全规
程,执行安全规程的模范。尤其是应当使煤矿职工
了解其所工作范围内所存在的危险源,知道危险出
现时应当采取何种措施,具备解决相关危险的能力,
以减少人的不安全行为导致的事故。
2)对高瓦斯矿井和突出矿井的负责人更应当
进行技术培训并实行上岗证制度,宣讲近年来的灾
害事故的实例,经验和教训,以提高一线领导人员的
素质和水平,提高他们对灾害事故的预见性和发生
事故时的应对处理能力。
3)对地矿学科的艰苦专业,国家给予奖学金,
并和学生签订毕业后在煤矿企业工作年限的协议,
同时,提高在煤矿工作的技术人员的待遇,建立煤矿
行业从业人员最低工资制度,改善其工作环境,以保
证在煤矿中后继有人。
4.2加强科研工作力度,提高安全生产水平。建立
本质安全化的生产体系
党和政府历来对煤矿企业的安全生产十分重
视,相继出台了“劳动法”、“安全生产法”、“煤矿安全
规程”等,安全管理能力得到了不断的加强,煤炭开
采技术水平也得到了不断的提高,在国有重点煤矿
中,综合机械化开采技术比例达到了60%左右。但
是,煤矿重大瓦斯事故仍然时有发生,产生这些事故
的直接原因是我国煤层瓦斯富集条件的复杂性,地
下作业诱发的采动应力场、煤岩体裂隙场及瓦斯流
动场的3场互动性,矿井瓦斯动力灾害的突发性,巷
道网络化体系中发生的瓦斯爆炸传播过程的流动
场、温度场和化学场的耦合性,增加了探索瓦斯动力
灾害事故机理及防治技术的难度。特别是近十多年
来,开采深度的加大和开采集约化程度的提高导致
开采条件更趋复杂,原有安全技术及理论基础已难
以适应当前煤矿安全高效生产的迫切需求。因此,
应当采取相应的措施:
1)进一步加强科研工作力度,特别是应当针对
当前开采条件进行研究,其中包括基础理论的研究、
应用技术的开发和安全装备的研制,以便为建立本
质安全化的矿井生产系统奠定基础。
2)对高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井,建议应
当成立瓦斯防治小组或研究所,通过与高等院校和
专职科研单位的合作,测定矿井采掘范围内煤层的
瓦斯压力、煤层透气性、煤的强度、煤层瓦斯含量等
技术参数,查明矿井有关区域的瓦斯危险程度,解
决生产过程中遇到的技术难题,预测预报在采掘过
程中应注意的事项,并提出应采取的措施。
3)对高危矿井要投入必要的资金,改造通风系
统和设备,装备瓦斯抽放系统、监测设备,矿井防灾
救护系统等安全设施和装备,以改善安全生产的环
境,提高生产系统的抗灾能力。
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2006焦
4.3对高瓦斯和突出矿井应当制订特殊政策,采取
特殊措施,以利于健康发展
高瓦斯和突出矿井既有资源赋存条件差和容易
诱发事故的一面,同时又拥有相对丰富的瓦斯资源。
国家应当对其制定特殊的政策:
减少对高瓦斯矿,特别是突出矿井的税收额度,
将少收的税款补助至矿井对安全的投入中去,以改
善矿井的安全条件;
鼓励其进行瓦斯抽放和开发利用瓦斯,并且在
开发利用瓦斯的过程中应减免税收,鼓励瓦斯发电,
其所发的电可并网运行,不得限制和歧视。
5结论
煤炭是我国的主要能源,在今后相当长的时期
内以煤为主的格局不会改变,笔者通过对我国煤矿
安全生产现状分析及应当采取的对策分析,有以下
两点结论:
1)近年来,煤矿行业事故多发是由多方面因素
造成的,其中包括:我国煤层自然赋存条件复杂多
变,国家对煤矿企业的技术定位不够准确,煤矿从业
人员素质不高,难以满足工作环境对人员素质的要
求,现有煤矿安全技术装备不到位以及国家对煤矿
的税制不够合理等。
2)为了解决当前煤矿生产过程中存在的问题,
应当采取综合措施予以解决。其中包括:加强宣传
和职工的培训工作,提高从业人员的素质,减少人的
不安全行为,要建立煤矿行业从业人员最低工资制
度,改善其工作环境,以保证在煤矿中后继有人;加
强科研工作力度,提高安全生产水平,建立本质安全
化的生产体系;对高瓦斯和突出矿井应当制订特殊
政策,采取特殊措施,以利于健康发展[10]。
而上述问题的解决,需要引起全社会的共同关
注和企业、政府等相关部门的共同参与,才能更有效
地推动我国煤矿的安全与健康发展。
我国是一个多煤少油的国家,已探明的煤炭储量占世里煤炭储量的33.8%,可采量位居第二,产量位居世界第一位,出口量仅次于澳大利亚而居于第二位。煤炭在我国一次性能源结构中处于绝对主要位置,50年代曾高达90%。随着大庆油田、渤海油田的发现和开发,一次性能源结构才有了一定程度的改变,但煤仍然占到70%以上。 目前世界已探明能源储量和可开采的年限,分别是石油储量10195亿桶,可供开采40余年,高成本油田也只能开采240年;煤炭埋藏量10316亿吨,可开采230年。200多年后,煤、油将被开采殆尽!
在《中国可持续能源发展战略》研究报告中,20多位院士一致认为,到2010年煤炭在一次性能源生产和消费中将占60%左右;到2050年,煤炭所占比例不会低于50%。
可以预见,煤炭工业在国民经济中的基础地位,将是长期的和稳固的,具有不可替代性。
2016年的一项数据显示,世界各项能源当中增长最快的是可再生能源,特别是太阳能和风能,然后是水电、天然气,核电也有增加,但是煤炭和石油基本上仍是持平的,这是一个趋势。所以,整个能源结构是在往低碳、绿色的方向走。在增速方面,全球去年能源增速大概是1%,而中国的增速则是1.3%,基本上持平。在这种背景下,我们再来谈一下中国的能源问题。
中国低碳能源的“三驾马车”
首先,中国能源的头号问题还是要节能提效,因为中国的节能潜力还很大。2015年的一项数据显示,中国贡献了全球15%的GDP,却消耗了全球23%的能源。也就是说,我们单位GDP所消耗的能源是全球能源强度的1.5倍。当然,中国在这方面已经进步了,较早之前需要消耗全球两倍的能源强度。就此而言,我们还有50%的可降低空间。
这也是为什么国家规划到2020年要将碳排放强度比2005年降40%到45%,到2030年降60%到65%,这都经过了大量的论证。当然,国家所做的承诺其实是留有余地的,现在来看,到2020年碳排放强度的降幅可能会达到50%左右。中国能源的浪费也很多,北京市交通委员会2012年公布的数据显示,仅北京堵车一项造成的各种浪费就相当于北京市GDP的7%。所以,中国要讲能源战略,首先得节能提效。
其次,能源结构仍需要调整。新能源,也就是非化石能源,包括可再生能源和核能等都需要增长。而在煤炭、石油、天然气三个主要的化石能源中,相对低碳的是天然气,所以我有一个自己的提法,叫做中国的低碳能源有“三驾马车”,就是天然气、可再生能源以及核能,要靠它们三个一起“拉车”,把低碳能源的比例拉上去。
去年中国的煤炭占一次能源的62%,这已经在进步。可以肯定地说,发改委公布到2020年,中国煤炭占一次能源的比例降到58%;到2030年,降至50%以下;到2050年,要降至30%,煤炭所占比例一定要降下来。其实,煤炭占比巨大的问题并不是中国所独有的,1913年的一项数据显示,全球的一次能源70%都是煤炭。
当今世界的能源结构:煤炭大概占29%,天然气21.2%,石油31%,剩下的非化石能源,占18%-19%。对比来看,中国的任务仍比较艰巨。拿什么在保证煤炭使用的前提下替代它,只有前面提到的“三驾马车”:天然气现在占一次能源的6%,非化石能源是13%,而国家规划到2020年,非化石能源要增加到15%,2030年达到20%。到2050年,我们估计非化石能源加上天然气,应该能占到55%-60%,而煤炭降至30%左右。我们希望能提出这样一个目标,让中国的能源结构更加合理,向更加低碳的方向走。
煤炭的“去路”何在?
我们不妨分析一下上述数据,也是现在存在分歧的地方:到底煤炭的比例能不能这么快地降下来?煤炭现在占我国一次能源的62%,也就是四十多亿吨原煤,但只有一半是用来发电的,剩下一半是直接燃烧的。后者中又有一部分是散烧煤,散烧煤一定要替代下来,这一点没有异议。当然,替代的过程中一定要有一系列的政策、措施,来保证农户等有能力使用更加清洁的能源,这是其一。
第二,钢铁、水泥等工业用煤占比很大。仅河北一省就产出两亿多吨钢铁,大家戏称,全球的钢铁第一是中国,第二是河北,第三是唐山,第四是美国,而钢铁产业需要消耗煤炭。现在这些高耗能产业已经趋于饱和,所以产业要调整,这一点不可否认,水泥亦是如此。所以,工业直接消耗的煤炭需要降低,这一块也非常重要。
第三,煤电方面。煤炭应该主要用来发电,相对集中的煤电污染可能也比较好控制。中国已经装机的煤电9亿千瓦,但却用不了这么多,现今煤电装机容量已经过剩。现在一座煤电厂一年可以运行6000小时,少一点的也达到5000小时,而前年则是4300小时,去年是4100小时,今年大约是4200小时,皆处在低效运行的状态。所以说,煤电的装机不应该再增加,因为已经过剩。
综上来看,中国已经连续三年煤炭的总消耗量在下降,归根结底是因为没有需求了。但仍有一块我认为会有争议:现在有人主张大力发展煤制油、煤制气。但煤制油在产出一吨油的同时还要产出五吨的二氧化碳,而平常消耗一吨煤炭所产生的二氧化碳仅2.5吨,煤制气也要产生二氧化碳,且比煤制油还要多。从低碳的角度来看,为应对气候变化,是不应鼓励煤制油、气的。中国因为缺油、缺气,有一点这样的技术储备是可以的,但不应大肆开发。
此处还应提到科学产能的概念,中国如今每年产出近40亿吨原煤,什么叫科学产能?就是在保证生产安全和少影响生态环境前提下,对煤炭的开采叫做科学开采、科学产能,而中国现今科学产能的能力只有不到20亿吨原煤,所以要减少非科学产能。此外,在开采以后要增加洗煤的比重,脏、差的煤不去用,这些都是煤炭中所存在的一些问题。中国现在科学产能的能力不足,不得不容忍十几亿吨的非科学产煤,这就产生了很多问题,生态问题、环境问题、安全问题等等。而作为煤炭替代品的天然气,因受限于我国天然气资源的总量和能够进口的总量,还做不到高比例。
这样分析下来,我认为中国煤炭消耗不会再增加。
美国依靠页岩气革命使得它的能源独立了,中国随之产生一种说法:我们也要进入气体能源时代,但我认为中国并不会进入气体能源时代。我们要大力提倡发展天然气,增加天然气现在只有6%这个比重,现在国家规划到2020年天然气能增长到10%,2030年希望这个比例能到15%,这已经是很不容易了。天然气的概念指的是常规的天然气和非常规天然气,后者包括煤层气、页岩气、致密气和可燃冰等。
现在,我国三分之一的天然气依靠进口,这个比例应有所加大,因为我们自己增加开采的量还不够,所以要提高进口的比例。如果15%这个目标能够实现,加上石油的贡献,两项占比最多也仅30%多。而现今全球的能源结构,“石油+天然气”的占比是超过50%的。
全球能源结构的变化可以分为三个阶段:以煤为主阶段、油气为主阶段和非化石能源为主阶段,现在世界各国都在开始调整这个结构,要增加非化石能源,特别是可再生能源的总量,往第三个阶段,即可再生能源为主的结构走。
而中国的能源结构也是三个阶段,却有所区别:第二个阶段并不是油气为主阶段,因为中国的油气最多就到30%多。所以,中国能源结构的第二阶段,应该叫多元结构阶段,即煤炭、石油、天然气、可再生能源和核能都“给力”,在这个阶段中各能源此消彼涨,逐步过渡到第三阶段——以非化石能源为主的阶段,这个是全球的大趋势,也是中国特有的模式。
中国的能源安全观应更加长远
对于能源安全观,我提几点概念。传统的能源安全是我需要多少,供给就要满足多少,供给不足的话就不安全了。中国并不缺少煤炭,而是缺少石油、天然气,所以真正的能源安全就是围绕石油、天然气的进口来转,这对目前的中国来讲还是重要的。但中国的能源安全还有一个关键,就是中国的能源环境安全观,需要把能源的环境安全提到战略高度,保证民众呼吸到好的空气,接触到干净的水和土壤,如果这些东西不能保证,我们为什么而奋斗?能源的环境安全观如果提到战略高度的话,国家就必须改变能源的结构。
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2006-2-16
一、煤炭是中国的主要一次能源
——过去中国的一次能源消费中煤炭占绝大比重
1952年一次能源消费中煤炭占95%,50年代、60年代都在90%左右,70年代占80%左右,80年代、90年代70%左右,到2000年煤炭比重仍在65%。
——在今后相当长的时间里,煤炭仍然是主要能源
根据原能源部1990-1997年的能源发展战略研究,1997-1998年中国工程院“中国可持续发展能源战略研究”等的研究,中国到2050年一次能源消费中煤炭的比重仍然在50%左右。
——煤炭是中国的基础能源
中国人口众多,中国的现代化需要能源支持,中国着力改善能源结构,争取更多地使用能源,但从中国和世界能源状况,中国还煤炭为基础能源的道路。
全国人大“十五”计划纲要提出,“能源建设要发挥资源优势,优化能源结构,提高利用效率,加强环境保护。以煤炭为基础能源,加大洁净煤技术研究开发力度,加快国内油气资源勘探,开发和利用,积极利用国外油气资源,积极发展水电,适度发展核电,积极发展新能源和可再生能源。这是一条以煤炭为基础能源的多元化的可持续发展的中国能源发展之路,这一条适合中国国情的能源发展之路。
二、煤炭和电力工业密切关联
中国曾经提出能源工业的发展和建设要以电力为中心,以煤炭为基础,生动地描述了中国煤炭工业和中国电力工业的关系,电力工业离不开煤炭,煤炭工业也离不开电力工业。
——中国电力工业已成为中国煤炭的最大用户
由于中国的能源结构以煤为主,因此中国的电力工业是以燃煤火电为主的,中国在1952年时,煤电曾占总装机容量的90.4%,总发电量的82.2%,以后虽然比重有所下降,但到2000年煤电仍占总装机容量的74.4%,占总发电量的81.0%。由于中国电力工业的迅速发展发电用煤占煤炭产量的比重逐年提高,由1980年的18%,提高到2000年约61%,发电已成为煤炭工业的最大用户。
——中国电力工业今后将继续依靠煤炭发电
中国的几次能源发展战略研究都认为,中国电力工业的结构应当多元化,利用多种能源资源,但限于条件,中国即使积极发展水电,适度发展核电,积极发展新能源和可再生能源用于发电,预计到2050年燃煤电厂仍然要占50%左右。这是因为:
●中国和世界的油气资源不可能为中国的发电厂提供的燃料。
中国曾经在70年代和90年代两次发展烧油电厂,都因为石油危机和石油价格暴涨而实行煤改油,燃天然气电厂也有同样情况,所以中国不可能大量发展燃油燃天然气的电厂。
●中国的水能资源全部开发后所占的比重也不大;
中国有世界最丰富的水能资源,据估计水能资源的经济可开发容量约为2.6亿千瓦,即使全部开发利用,考虑人均1千瓦计,也足能解决中国所需电力装机容量的1/6。
●中国的新能源和可再生能源发电开发的数量不可能很多;
中国有丰富的新能源和可再生能源资源,中国也计划积极开发利用,但现实的新能源和可再生能源资源能用于发电的(除水电外),主要是风能和太阳能发电,这些能源用于发电不仅投资大,而且是间歇性能源,需要蓄电或与其他电厂配合这行,所以近期开发的数量不可能很多。
●电力工业是当今世界最善于干净利用煤炭的部门
世界各国干净利用煤炭的经验证明,电力工业是当今世界最善于干净利用煤炭的部门,大多数洁净煤利用技术也都是与电力工业有密切关系,所以许多工业发达国家的煤炭除冶金等作为原料用煤外,80%-90%都用于发电。从我国一次能源消费以煤为主的情况下,应当将更多的煤炭经过转化成电能使用比较容易解决污染问题。
从解决中国能源利用的污染问题来看,中国应当把石油和天然气等比较干净的能源提供给楼宇民用和交通运输,把煤炭替换出来。煤炭主要供电发电及工业部门使用,电力工业已经有可能消除烟尘,NOx和SO2等污染物,将来发展洁净的能源工厂,还有可能做到污染物,包括CO2 的零排放。
三、煤炭和电力要协调发展
出于提高煤炭利用效率和实现环保目标的考虑,中国应当提高煤炭发电的比例,将更多的煤炭用于集中发电。为了提高煤炭工业和电力工业的经济效益,煤炭、电力、运输要协调发展。
——煤、电、运要统一规划、协调发展
中国曾经提出能源发展与建设要以电力为中心,煤炭为基础,是完全正确的,这里说的能源发展与建设,主要是指煤炭工业。如果煤炭工业的建设能够与电力工业的建设相协调,就可以减少,煤炭的长途运输,节约人力、物力、节约能源消耗。我国的铁路、水运有40%-50%是用于煤炭运输的,因此,煤、电、运统一规划,协调发展是非常重要的。
——发展动力煤的洗煤和动力煤的配煤;
中国从90年代初就提出动煤的洗煤问题,凡是下海运输的动力煤的发热量要求达到6500千卡/千克,凡是跨省运输的煤炭要求达到5500千卡/千克,这样做可以减少,煤炭的含硫量和灰分,减少、运输量的运输成本,这一条应当逐步做到。
——发水煤浆代油;
我国还有一部分燃油电场,将燃油电厂改为燃煤电厂耗费极大,该用水煤浆比较方便。我国已经拥有先进的水煤浆技术,2吨水煤浆可以替代一吨重油,1吨水煤浆的到厂价为350-400元左右,而1吨重油价格在1500元以上,用水煤浆代油可以节省大量费用,烟气排放可以符合国家环保要求。
——电力工业要采用洁净燃煤技术。
中国的火电厂已经广泛使用电除尘器,大机组上成功使用低NOx 燃烧器,开始在部分燃煤电厂里开展脱硫发工程,如果对现有凝汽式火力发电厂进行脱硫改造,有可能将燃煤造成的污染物的绝大部分清除掉。中国电力部门已在四川白马电厂建设30万千瓦循环流化床锅炉发工程,在江苏贾电厂建设加压循环流化床发工程,在山东烟台建设整体煤气化联合循环发电发工程,随着这些发工程取得经验之后,逐步推广应用,燃煤电厂的污染问题可以得到妥善解决。
四、结语
未来50年,中国电力工业将继续保持高速度发展态势,虽然未来煤电装机容量和发电的比重会有所下降,但由于电力工业的发展速度很快,燃煤电厂的绝对量还会继续快速增长。中国2000年全国拥有装机容量3.19亿千瓦,其中有燃煤电厂约2.2亿千瓦,消耗于发电和供热的原煤约6亿吨。今年由于关闭乡镇小煤矿,运力的制约和煤炭出口激增,已经出现电煤紧状态,发电用煤石的情况又有所抬头,在一定程度上制约着燃煤电厂的发展。我们必须看到,中国虽然采取了改善能源结构的措施,但燃煤电厂继续增长的势头不可遇制,初步估计,假如创2050年全国人均装机容量达到1千瓦,全国就要装机容量16亿千瓦以上,其中燃煤电厂约为9亿千瓦左右,屈时需发电和供热用原煤20亿吨左右。2050年发电用煤约为2000年的3.3倍。考虑到煤炭产区水资源短缺,可能有相当数量的燃煤电厂要建在海边,即港口电厂,煤炭的运输量必然会急剧增长,就此必须抓紧做好中长期的煤、电、运规划,务期煤炭、电力、运输协调发展。
煤炭在世界一次能源消费中所占比重为27.2%,在我国一次能源消费结构中的占比为58%,中国“富煤、贫油、少气”的地址条件决定了煤炭作为中国基础能源的战略地位,在未来的很长一段时间内煤炭仍会是我国最重要的能源矿产。
217年至22年,全国煤炭消费占一次能源消费的比重由6.4%下降至57%左右,非化石能源消费占比从13.8%提高至15.8%。