陕西省煤层气资源开发建议
陕西省是煤炭资源大省,近几年煤炭生产规模骤增,煤层气涌出量增大,瓦斯爆炸事故时有发生。同时,经济和社会发展对能源的需求越来越大,需要开发新的能源,为此,如何加快煤层气开发,已成为当前煤炭生产中一件突出而紧迫的大事。
1 陕西省煤层气开发经济社会效益显著
煤层气是一种以甲烷为主的多组分气体混合物,地面抽采的煤层气甲烷含量大于90%,热值约33.5kJ/m3,与天然气相当,是一种热值很高的能源。一立方米煤层气按终端利用率计算,相当于1.8~2.0kg标准煤。陕西省煤层气蕴藏量位居全国第三位,资源十分丰富,其中埋深1500m以浅的煤层气资源量1.0886亿m3,相当于16亿~19亿t标准煤,潜在经济价值8708亿元。2000m以浅的资源量13355亿m3,潜在经济价值10684亿元。按抽采率60%计算,每立方售价0.8元,其实际经济价值将达5225亿元。
煤层气和天然气一样,是世界公认的洁净能源。在世界能源消费构成中,天然气占22%,我国仅占2.8%,远远低于世界平均水平。据测算,从现在到2010年,我国国民经济年增长速度若以7%~10%计算,天然气供需缺口将达588亿~900亿m3。煤层气作为潜在的后续新能源,加快开发利用,对改善我国能源结构,缓解天然气供需矛盾将起到重大作用。
煤层气是与天然气一样的气体能源,但煤层气若不很好开发利用,它对大气层又有巨大的破坏作用。煤层气甲烷含量大于90%,甲烷的温室效应约为二氧化碳的20~24倍,对大气臭氧层的破坏力是二氧化碳的7倍。煤层气俗称瓦斯,无色、无味,易爆、易燃。井下空气中甲烷浓度达到5.5%~16%就会遇火爆炸,历来是矿难频发的罪魁祸首。1974~2009年的35年间,陕西省煤炭行业发生死亡10人以上的特大事故37起,死亡1026人,其中就有30起是瓦斯爆炸事故,死亡达941人,占总死亡人数的93%。
开发煤层气可以化害为宝,既可以大幅度降低煤层瓦斯含量而减少瓦斯事故,使煤矿生产安全得到根本改善,又能得到大量可利用的洁净能源,从而降低煤炭生产成本,还可以有效保护大气层环境,可以说是一举三得的大好事。
2 陕西省开发煤层气的条件已经具备
开发利用煤层气是人们对自然界和自然规律认识的升华。过去,由于受技术、资金等条件的制约,未能大量开发。自20世纪80年代以来,开发技术已经突破,世界许多国家已对煤层气进行开发利用。我国确定的开发目标是:到2010年,煤层气探明地质储量2000亿m3,建成5至8个煤层气开发利用基地,煤层气年产量将达到32.5亿m3;到2015年,煤层气年产量力争达到100亿m3,2020年要达到200亿m3。并正式拨出了开发基金。全国主要产煤省已纷纷行动起来。河南省已投入12亿元资金专项治理瓦斯,开发煤层气。贵州水城矿业集团开发利用瓦斯发电,使重特大安全事故得到有效遏制。安徽淮南煤矿10年前瓦斯事故频发,将瓦斯抽放出来变成洁净能源后,企业成了安全生产典型。山西阳泉等地开发的煤层气,已成为当地居民的主燃料之一。今年山西省又投资20.65亿元人民币,实施煤层气综合开发项目,国家发改委已正式批准,成为我国目前规模最大的煤层气开发利用项目。
陕西省的煤层气具有稳定性好、渗透性强、吸附性高、埋深较浅等特性。开发煤层气的条件已经完全具备。
(1)开发技术可行
自20世纪80年代末以来,通过参与国家“六五”至“十五”煤层气攻关项目及国家973煤层气项目、原煤炭部瓦斯治理项目和煤层气参数井项目等,陕西省在煤层气研究、资源评价和勘探试验等方面已基本掌握了煤层气的形成、赋存特点、分布规律、资源评价和储层测试技术,初步建立了煤层气资源数据库,试验了开采技术。特别在煤层气的选区评价、高渗透率区的预测,以及钻探、完井、增产强化措施和气井管理工作等方面均取得了可喜经验,为开发煤层气打下了技术基础。
(2)积累有探采经验
截至2004年底,陕西省煤田地质局、中联煤层气公司、石油天然气公司、华北石油管理局第三普查大队等单位在渭北、陕北矿区共打了14口地面勘探井,进行地面抽采。韩城矿区的试1井已经抽排4年,单井平均日产稳定在800~1000m3,甲烷浓度90%以上。另外,截至2004年陕西省已有17套井下抽放系统,2004年总抽放煤层气4606.05万m3。焦坪矿区下石节煤矿建立了4000kW煤层气发电站一座。
(3)技术队伍较强
有我国较早从事煤层气勘探开发研究的专门机构——煤科院西安研究院、西安科技大学、华北石油管理局第三普查大队、陕西省煤田地质局等,有一批专门从事煤层气研究、并在国外考察学习煤层气勘探开发的专家,有专门从事煤层气勘探开发利用的专业队伍。
(4)可采资源丰富
特别是韩城、焦坪、吴堡等矿区的煤层气含量较高,勘探开发条件比较优越。韩城矿区,面积1120km2,煤层气资源量1289.10亿m3,相当于一个大型天然气田。焦坪矿区,面积180.8km2,煤层气资源量可达137.94亿m3。吴堡矿区,面积93km2,煤层气总资源量为172.62亿~226.64亿m3。
(5)有可供利用的外部条件
当前有两个外部有利条件可以利用。一是《京都议定书》“清洁发展机制”。清洁发展机制,是《京都议定书》中确定的一种发达国家和发展中国家进行温室气体减排项目的合作机制,发达国家通过向发展中国家提供资金和技术,购买发展中国家“可核证的排放消减量”,以履行规定的减排义务。山西晋城煤矿已同世界银行排放交易基金达成了总体协议,出售该项目提供的450万t二氧化碳温室气体10年减排额,仅此一项就回收资金1900万美元。这个条件陕西省完全可以利用。二是可以利用现有的省内天然气管网。这既可节省管网建设投资,又能及时向省内外开拓市场。
3 对陕西省煤层气开发的建议规划
建议陕西省煤层气开发利用,先按十年进行规划,大体分为两期:2006~2010年为近期;2011~2015年为中期。
第一期为探采示范阶段。主要选择有利区块作为试验探采区,通过探采,摸清资源,为以后的大规模开发积累经验。这一期重点抓好两个试验区。第一个是,韩城矿区南部地面抽采试验区。该区煤层气丰度高,可以在已打3口探试井的基础上,扩大探采范围,布置一个探采试验区,打井30口,单井产气平均按1500m3/d计算,日产气总量为45000m3,年产气1640万m3,可供9万户居民生活用气,或供6000kW的燃气轮机发电,年发电量4800万kW·h,估算总投资1.15亿元。第二个是,井下抽采试验区。在总结下石节煤矿井下抽采瓦斯发电经验的基础上,扩大到陈家山煤矿。按年产煤200万t计算,吨煤含煤层气5m3,抽采率60%,每年可抽采煤层气600万m3,建燃气发电2000kW电厂一座,年发电量1600万kW·h,需投资2500万元。另外,对现已开采的30个高瓦斯矿井均可采用井下抽采、采前预抽、高位裂隙抽等方式进行煤层气抽采,用于发电或民用。与此同时,要加大煤层气勘探力度。尽早在全省主要矿区拿出一批煤层气探明储量,为以后大开发打好基础。需打勘探井50口,约投资1.2亿元。可以采取探采结合的办法,以节省投资。
“十一五”期间,全省年采煤层气约8740万m3,共需打井100口,约投资4.9亿元,平均每年需投入1亿资金。
第二期为大开发阶段。在“十一五”取得经验基础上,“十二五”扩大开采区域和开采量,使年产煤层气达到3亿~5亿m3,需打井410~685口,约投资12亿~25亿元,平均每年需投入2.4亿~5亿资金。第二期主要抓好以下几个矿区的开发:
1)韩城矿区。1000m以浅的煤层气资源量为882.49亿m3,按30%探明储量为264.75亿m3,抽采率为60%,可产气158.8亿m3;打井365口,需投资8.2亿元,建成年产气2亿m3的能力。除就近民用外,可将1.5亿m3煤层气并入关中天然气管网。
2)焦坪矿区(玉华、陈家山、下石节、崔家沟)。在“十一五”的基础上,进一步扩大煤层气开采规模,使其年总产气达到1亿m3。除供发电外,可将部分气(5000~6000万m3)并入靖边—西安天然气输气管线,以补充关中天然气不足。按单井产气1000m3/d计算,需打井275口,建输气管线50km,需投资6.5亿元。
3)吴堡矿区。在地面抽采试验的基础上,扩大抽采规模,再打150口井,使年产煤层气达1亿m3,需投资5亿元。
4)府谷矿区。该区测定煤层气吸附参数为10.49~12.38m3/t,可采煤层气按5m3/t计算,单井日产气1500m3,年产气1亿m3,需打地面抽采井184口,投资5.5亿元。煤层气主要用于氮肥厂原料、发电和城镇居民及商业。
按照以上规划,十年内投入30亿元资金,可开发煤层气30亿m3。按三分之一民用,三分之一发电,三分之一用于化工计算,投入产出比为1∶1.5,总产值可达45亿元,创造利税16.8亿元,利税率为37%。另外,10年累计减排二氧化碳9600万t,按照山西晋城煤矿同世界排放基金达成的协议计算,还可收回4.03亿美元的资金,约32亿人民币,仅此一项即可收回全部投资。
4 加快陕西省煤层气开发应采取的措施
1)加强对煤层气开发的统一领导。组建由主管省长为组长、各有关部门主要领导为成员的陕西省煤层气开发领导小组,对省内煤层气勘探开发利用实施统一领导。不另增设办事机构,仅给省发改委增加相应职能,作为其办事机构。
2)组建国有控股的陕西省煤层气开发公司。建议由省煤业集团公司牵头,省天然气公司入股,并吸收社会法人参股,抓紧组建国有控股的陕西省煤层气开发股份公司。其主要职能是:受政府委托,研究编制陕西省煤层气开发利用规划,并列入陕西省国民经济和社会发展规划;组织力量勘探陕西省煤层气资源;制定省内外企业来陕开发煤层气的准入条件、资质审定以及招投标事项;组织实施陕西省煤层气开发利用的项目;负责陕西省煤层气开发利用的气田登记等基础工作。省煤层气开发股份公司组建后,要通过财政支持方式,由其负责组建省煤层气开发工程中心和省煤层气技术重点实验室,作为全省煤层气开发利用的技术支持平台。
3)积极争取国家煤层气专项治理资金的支持。尽快争取把陕西省列为国家煤层气开发利用基地。提前做好规模开发煤层气与天然气输送管道统一共用的前期各项工作,以及其他有关基础设施建设。
4)抓紧制定《陕西省煤层气开发利用条例》,并由省人大颁布实施。依法实施“先抽后采”方针。陕西省所有新建的高瓦斯煤矿,从2006年起一律实行“先抽气、后采煤”的基本建设程序;正在生产的煤层气富集矿井,既要严格执行煤矿安全生产规程,也要严格执行“先抽后采”方针。加快绿色安全煤矿建设,从根本上解决煤矿安全生产问题。在国家确定的煤矿区内,实行采煤权与抽气权相统一,以调动煤炭生产企业开发利用煤层气的积极性,确保采煤、抽气、利用一体化发展。必须强化安全监测监控。加大煤矿安全生产投入,加快煤层气监测监控系统的建设。针对煤层气开发初期投资大、回收期长的特点,明确地方政府对国内外企业来陕开发煤层气的环境支持和有关政策。(编者注:《陕西省煤炭条例》已列入陕西省人大2009年重点立法计划,预计2009年底可颁布实施)。
5)尽快制定煤层气开发利用的优惠政策。建议由省发改委牵头,组织省财政厅、省国土资源厅、省国税局、省地税局、省煤炭局等部门,抓紧制定陕西省煤层气开发利用优惠政策措施。建议对煤层气开发企业免征煤层气资源税、矿产资源补偿费,免征煤层气探矿权、采矿权使用费;增值税按5%缴纳;从企业盈利之日起,所得税可实行“免二减三”等等。利用煤层气发电的上网价应享受可再生能源发电的上网优惠政策。通过地方财政贴息、银行贷款、优先担保、上市融资优先等政策扶持煤层气产业的发展。
6)建立陕西省煤层气开发利用基金。依据陕西省今年初发布的《关于进一步加强煤矿安全生产工作的决定》(陕政发[2005]10号文)精神,对高瓦斯、煤与瓦斯突出、自然发火严重、涌水量大的矿井,从省上规定提取的吨煤20元安全费和其他煤矿按财政部有关规定提取的安全费中,建议将省财政集中的安全基金由吨煤1元提高到1.5元,吨煤增加的0.5元作为陕西省煤层气综合开发利用基金。并改由省煤炭局统一管理、省财政厅监督,专款专用,有偿使用,滚动发展。主要用于煤层气开发、瓦斯治理的技术研究、勘探开发、管理建设以及煤矿专业人员培养、煤矿重大安全课题研究等专项支出。
随着世界经济的持续发展,能源需求保持稳步增长,温室气体排放与气候变化问题成为各国关注的焦点和需要共同面临的挑战。根据国际环保组织“全球碳计划”的测算,中国作为经济快速发展的新兴国家,能源消费增长迅速,中国的碳排放总量于2006年超过美国,人均碳排放于2014年超越欧盟。作为碳排放总量最大的发展中国家,中国在碳减排方面做出了自己的努力与贡献,相继制定了中国应对气候变化国家方案、强化应对气候变化等行动政策。根据《强化应对气候变化行动——中国国家自主贡献》,我国确定于2030年前碳排放达到峰值,单位国内生产总值碳排放比2005年下降60%~65%,逐步实现向低碳经济的转型。但长期以来我国各地区之间发展不平衡,这不仅表现在人均GDP差异巨大,还表现在产业结构、能源结构、能源利用效率等方面,并进一步产生地区间碳排放转移与碳泄漏等问题。因此有必要厘清地区发展不平衡对低碳经济转型造成的压力与挑战,明确各地区碳排放的驱动因素,为各地区制定差异化的二氧化碳减排政策提供依据。
一、地区发展不平衡与碳排放现状
二氧化碳排放主要由经济活动中的化石能源燃烧产生,因此碳排放问题实际上是一个能源问题。地区间经济发展不平衡表现在经济活动在空间分布上的差异,并会反映到能源系统上,导致碳排放在地区间的不平等。二氧化碳减排是一个涉及时间、空间和行业的复杂系统,政策制定需要地区间的协调与配合,从而减小地区间发展差距,实现二氧化碳减排目标的分解与最终实现[1]。
(一)地区间碳排放差异
我国幅员辽阔,各地区资源禀赋、地理条件、国家给予的定位与政策不尽相同,导致各地区发展速度不一致,地区之间存在巨大的发展差异。由于二氧化碳排放与产业结构、能源结构、能源利用效率等方面息息相关,最终在二氧化碳排放方面各地区也存在显著的差异。碳排放的核算问题一直是学界研究的一个主题,目前采用最多的是基于能源消费量的计算方法[2]。参考IPCC和国家气候变化协调小组办公室和国家发改委能源研究所提出的方法,计算出各种化石能源的碳排放系数。由EPS中国能源数据库获得各省各种能源消费量,计算出各省2013年二氧化碳排放量,并进一步计算出碳生产力①(见图1)。
2013年二氧化碳排放最多的五个省份从高到低依次是山东、河北、山西、江苏、内蒙古,其排放量均超过80 000万吨排放最少的三个省份海南、西藏和青海均只有约8 000万吨,前者是后者的10倍以上,可见省份之间碳排放的巨大差异。考虑到省份之间人口数量与碳排放总量的正相关关系,进一步用碳生产力考察省份之间二氧化碳排放与经济之间的关系。结果显示碳生产力最高的省份是北京市和广东省,两者的碳生产力均超过0.9万元/吨二氧化碳,北京市该指标更是高达1.79万元/吨二氧化碳。山东、山西、内蒙古、辽宁的二氧化碳排放总量都位居前十,但其碳生产力比较低,都没有达到0.5万元/吨二氧化碳,不及北京和广东碳生产力的一半。碳排放量和碳生产力的差异揭示出地区间低碳经济转型的差异,而其根源很大程度上在于地区发展的不均衡。
(二)产业结构差异
由于行业间存在的异质性,导致不同行业的能源强度和二氧化碳排放存在差异。从产业结构上看,第二产业是二氧化碳排放的主要来源,但在工业内部,不同行业的能耗强度也是不同的,其中炼焦化工和金属制造业以及电力热力的生产和供应业消耗的化石能源数量巨大,其碳排放占工业部门碳排放的80%以上[3],这些部门就成为减排重点关注的部门,关系到减排目标能否顺利实现。
由于各省经济发展水平不一致,表现在产业结构上就是各产业占比存在较大差异。如图2所示,2013年第二产业占比最高的五个省份是青海、陕西、河南、吉林和辽宁,这些省份或者是处于工业化前期,工业处于扩张阶段,或者是属于传统的工业大省。工业占比最低的两个省份是北京和上海,两个省份都基本完成工业化,产业结构以服务业为主导。其余省份的'第二产业占比基本都在50%左右,能源消耗强度相对较高。鉴于工业部门的能耗强度不同,进一步计算出高耗能行业产出占工业产出的比值②。该比值最高的省份是河北省,其值高达83.63%,这不仅给节能减排造成巨大压力,还给周围省份的环境带来负面影响,由此可见京津冀建立联合行动机制治理大气污染的必要性。部分中西部省份如甘肃、青海、宁夏等高耗能产业产出占工业产出的比值也比较高,虽然工业化前期或许需要高耗能产业占比提高的过程,但这无疑给碳减排造成一定难度。北京、上海等的高耗能产业占工业比值在30%左右,相对于黑龙江、重庆等省市而言,仍有一定下降空间,应进一步实现工业向低能耗、低污染转型。
(三)能源结构差异
二氧化碳排放很大程度上是由于含碳的化石能源燃烧引起的,涉及到不同能源的利用问题。由于我国资源分布不均,西部和东北地区的煤炭和油气资源比较丰富,而中部和沿海地区在水力发电和核电资源上有优势,地区间的能源结构存在一定差异。我国2013年煤炭消费占能源消费的比重超过70%,在山西、陕西等煤炭资源富集地区,煤炭消费的占比更高。另一方面煤炭的碳含量更高,产生相等的能量,煤炭燃烧所产生的二氧化碳要多于同样是化石能源的石油和天然气。
在不同地区之间,不仅使用的能源品种占比存在差异,在用途上也存在差异。能源既可以用于生产活动,也可以用于消费活动,也就是生产端和消费端都会有二氧化碳排放[4]。各地区由于产业结构和经济活动分布的差异,在生产端和消费端排放二氧化碳的比例也是不相同的。能源用于消费主要包括家庭取暖、私人交通等,其中城镇和农村的能源消费存在一定差距。各地由于工业化和城市化进程不一致,能源用于生产和消费的比重也存在差异。以北京和四川为例,根据2014年北京和四川的能源平衡表,2013年北京能源用于生产活动的比例超过70%,其中用于农业和工业生产的比例只占30.37%,而用于服务业的比例达48.62%,剩下的约20%用于消费,而消费部分中90%以上由城镇居民消费。与之形成对比的是,2013年四川能源用于生产活动的比例约为94%,但其中约82%用于农业和工业的生产,能源用于私人消费的比例不足6%。能源用途的占比的不同对碳减排的隐含意义是不同的,更多的能源被用于生产活动意味着要在生产端着重落实好减排政策,另一方面在消费端需要加强宣传和强化低碳生活的理念,营造节约能源、低碳生活的社会氛围。
二、地区发展不平衡给碳排放造成的挑战
由于地区间发展不平衡,在碳排放责任划分上会产生如碳排放转移、碳泄漏等一系列问题,客观上给二氧化碳协同减排造成一定的挑战。可以预见的是,在未来一段时间内,我国地区间发展水平的差距仍会存在,因此在考察地区间二氧化碳减排目标的分配时,需要对这些问题做充分的调查和研究。
(一)碳排放转移问题
由于各省能源富集程度和产业结构不尽相同,在相互之间的经济往来中会产生碳排放转移问题。从碳足迹③的角度观察,我国地区间碳排放转移的规律是碳排放从能源丰裕地区和重化工业基地向经济发达和产业结构不健全的地区转移,并且碳排放在转移规模、层次上都存在一定区别[5]。此外各省处于一个经济体中,各省的需求不仅会拉动本地区的经济增长,还会通过省际间的贸易对其他省份有相互的驱动作用,对碳排放有转入或转出的作用,即贸易隐含碳问题[6]。碳排放转移的规律显示,山西、陕西等能源和重化工业富集区域是碳排放净调出地区,表明这些地区是碳排放的受益者,因此一定程度上需要承担更多的碳减排责任。
地区间的产业转移是减小地区间差距的一种途径,但该过程可能会导致碳排放转移问题。改革开放以来,东部和沿海地区利用政策优势实现率先发展,其产业逐步由劳动密集型向资本技术密集型转型升级,同时由于高劳动力成本、高地价等趋势,东部地区一些劳动密集型行业向中西部地区转移成为明显的趋势。在地区间产业转移过程中,相应的产业排放的二氧化碳也会随之转移[7]。如果不注意产业转移过程中碳排放转移的问题,就可能导致局部地区碳排放量下降、而另一些地区碳排放量上升的情况,最终全国的碳排放可能不降反升。
(二)碳泄漏问题
在经济全球化的时代,各国间的贸易往来密切。西方国家由于技术较为先进和更为严格的环境规制,中国长期以来在世界价值链低端生产、出口高能耗产品,由此产生碳泄漏问题。碳泄漏是全球范围内的外部性问题,部分发展中国家宽松的环境政策,发达国家的高能耗产品生产被转移到该国,二氧化碳排放也在国家间转移。由于中国各省发展程度不一致,出口所占比重也不尽相同。中国的碳泄漏问题最严重的地区包括广东、江苏、浙江、山东等省份,这些地区都是制造业大省,主要出口金属及非金属制品、化工产品等高能耗产品,诸如此类的碳泄漏问题也是发达国家要求对我国征收碳关税的一个重要依据[8]。
(三)地区间碳减排政策的协调
我国是个负责任的世界性大国,在二氧化碳减排方面做出了自主贡献和承诺。目前我国碳减排措施主要分为行政手段和市场化机制,自2013年以来,中国陆续启动了深圳、北京、上海、广东、天津、重庆七个省市的碳排放权交易市场,并计划于2017年建立全国性的碳排放权交易市场。引入碳排放权交易一定程度上促进了节能减排目标的实现。截至2015年,七家碳排放权交易试点共纳入控排企业一千多家,累计交易额突破十亿元。已有研究表明,碳排放交易相比于行政命令减排,由于碳减排造成的产出和福利损失都是更小的[9],成本节约也更加明显[10]。
在有序建立全国性碳排放权交易市场的同时,需要注意到地区间发展的差异,在控制全国排放总量的基础上,根据地区的实际情况,有区别地将减排指标分解下去。另一方面需要设计合理的制度和措施,鼓励企业积极参与节能减排,活跃碳排放权市场。在这个过程中,地区间的政策协调成为一个关键,关系到全国碳减排目标能否顺利实现。
三、地区碳排放驱动因素的LMDI分解与碳减排路径分析
(一)双层LMDI分解法
由于地区间产业结构、能源结构都存在差异,为考察各省二氧化碳排放变化的驱动因素,将碳排放量做双层分解。参考Wu et al(2005)的思路[11],各省碳排放总量可以表示为:
Ci=■■■■■■Yi
=■■CIijkESijkEIijYSijYi,i=1,…,30(1)
式(1)中,C表示二氧化碳排放量,E表示能源消耗量,Y表示产出。对应地,CI表示碳排放强度,ES表示能源结构,EI表示能源强度,YS表示产业结构。下标i表示省份,j表示部门,四个部门分别是农业部门、工业部门、服务业部门和私人消费部门,把私人消费剥离出来是为了考察生产端和消费端对碳排放的影响。k表示能源,8种能源分别是煤炭、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油和天然气。因为西藏缺失数据,因此只使用剩余30个省市的数据做实证分析。
利用LMDI分解法[12],碳排放增量的变化可以分解为:
ΔCi=CiT-Ci0=■ΔCl,l=CI,ES,EI,YS,Y(2)
ΔCl=■■■ln■,l=CI,ES,EI,YS,Y(3)
式(2)将碳排放增量(ΔCi)分解为碳排放强度效应(ΔCCI)、能源结构效应(ΔCES)、能源强度效应(ΔCEI)、产业结构效应(ΔCYS)、经济规模效应(ΔCY)。式(3)进一步给出了各种效应的计算方法。通过定量分析各省在给定时间段中二氧化碳排放的变化和增量的构成部分,可以比较得出碳排放的驱动因素,为碳减排政策提供理论依据。
(二)碳排放变化的分解结果
本文所使用的数据年份为2003年和2013年,数据来源于2004年和2014年《中国能源统计年鉴》和各省统计年鉴。根据原始数据计算出碳排放强度、能源结构、能源强度、产业结构等变量,按照式(2)和式(3)进行分解,分解结果如表1所示。可以看出,各省份二氧化碳排放在该时间段都是上升的,并且上升的幅度不同,其中山东、内蒙古、河北三个省份增加量最大,都超过了5亿吨。进一步观察分解结果,促使各省碳排放增加的各效应的构成是不同的。仍以山东、内蒙古和河北为例,虽然三个省份碳排放增加最多,但驱动因素不同,其中山东碳排放增长的主要因素是能源强度效应、产业结构效应和经济规模效应,而内蒙古和河北碳排放增长的主要因素则是能源结构效应和经济规模效应。值得指出的是北京和上海的产业结构效应为负,说明北京和上海产业结构变化减少了碳排放,原因在于北京和上海近十年来工业占比不断下降而服务业占比上升,而服务业的碳排放强度明显小于工业的碳排放强度。
碳排放分解的五个因素中,碳排放强度效应和经济规模效应是无法直接控制的,因为碳排放强度与各种能源的碳排放系数和能源结构有关,最终仍落实到改善能源结构和能源使用效率。在新常态下,可以预见十三五期间我国经济仍会保持稳步增长,重点在于经济增长的质量,即需要通过调整产业结构间接作用于经济增长效应。以河北和贵州为例,河北碳排放的三个控制因素中,能源结构效应和能源强度效应远大于产业结构效应,因此河北在碳减排政策的制定过程中需要着重考虑改善能源结构和提高能源使用效率。而贵州产业结构效应明显大于能源结构和能源强度效应,因此对贵州而言,尽快完成工业化前期和中期阶段,促进经济结构向服务型转变是完成碳减排目标的一个主要途径。
(三)碳减排路径分析
我国各地发展水平不一致,碳排放变化的趋势也不尽一致,碳减排的责任和压力也会有所区别。LMDI分解结果表明各地区碳排放变化的驱动因素有自己的特点,因此在碳减排路径上需要因地制宜,针对碳排放的主要贡献因素制定相应的政策目标,争取碳减排目标的顺利实现。
具体而言,碳排放的减排路径如图3所示。改善能源结构、提高能源效率和改善产业结构三个主要方面是相辅相成的,往往能源方面的调整也涉及到产业结构的调整。三个方面的最终目标都是发展低碳经济,其中改善能源结构可以通过减少煤炭,增加天然气、太阳能、风能等清洁能源来实现。另外发展新能源不仅可以增加替代能源的使用,还可以提高能源效率。关于能源使用效率,合理的城镇化模式和技术进步是两个主要选择途径:合理的城镇化应是结合城市的资源和环境承载能力,引导人口向适宜开发的区域集中,推动主体功能区建设,促进城市的集约化发展技术进步可以通过研发和自主创新来实现,在能源的开发、使用环节减少损失量。在产业结构方面,高耗能产业占比降低是未来需要努力的一个方向。另外发展服务型制造业和生产性服务业,推动制造业和服务业协同发展,推进信息化与工业化深度融合将是未来碳减排的一个行之有效的途径。
因此各省需要根据自己的实际情况,选择合适的碳减排路径,并做好协调工作,争取顺利完成碳减排目标。以北京和河北为例,北京的能源结构和产业结构改善明显,2013年北京煤炭在一次能源消费中占比降至20%,服务业占比77.9%,在碳减排方面效果显著。未来北京在碳减排政策方面应该注重提高能源效率,进一步提升自主创新对经济增长的贡献,推广新能源的使用。河北作为经济大省,在环境压力下能源和经济结构的调整势在必行。2013年河北煤炭消费量占能源消费总量的66%,根据2014年国家发改委出台的《重点地区煤炭消费减量替代管理暂行办法》,2017年河北将比2012年压缩煤炭消费4 000万吨,占京津冀控煤指标约60%。同时河北需要着力改变高能耗、高排放的传统产业,包括钢铁、水泥、电力和玻璃四个治理重点,建立绿色、低碳的现代产业体系。
四、地区碳减排的对策建议
鉴于我国地区间发展差距较大,不同的产业结构、能源结构、能源效率对协调碳减排政策带来一定挑战。在做好区域规划,缩小地区发展水平差距的同时,需要因地制宜选择合适的碳减排路径,打破体制机制壁垒,推动区域减排政策的协调与配合,明确各地区碳排放的责任和减排目标在地区间的分解,做好统筹规划和协调行动。
1. 加快建立全国碳排放权交易市场。在现有的七个碳排放权交易试点地区的经验基础上,总结各试点地区在实际运行中的不足与缺陷,充分做好试点向全国推广的前期研究和验证工作。进一步完善应对气候变化的顶层设计工作,健全相关法律法规和体制机制,创新财税、价格、金融等一系列政策和市场化机制,最大程度发挥市场在资源配置中的决定性作用。在现实操作层面,需要采取一套激励措施,提高企业参与碳排放交易的积极性,引导民间资本广泛投入到应对气候变化领域,活跃碳排放交易市场。
2. 发展清洁能源和新能源。各地区应结合自己的优势,选择发展可替代的能源,以减少煤和其他化石能源的使用。天然气无疑是替代煤炭的一种现实选择。已有勘探结果表明,我国天然气资源潜力大于石油,并且天然气是相对最为清洁的化石能源,未来减煤增气将势在必行。此外,各地可以根据自己的优势开发新能源,如日照充足的新疆等地区可以加大扶持光伏发电的力度,风力资源最丰富的内蒙古可以选择大力发展风力发电项目,其他有条件的地区可以选择发展潮汐发电、水力发电、核电等项目,推动新能源行业的发展,逐步减少化石能源特别是煤炭的使用。
3. 完善能源品种价格形成机制。加快改革电价、气价等价格体系,充分发挥价格成本的倒逼机制作用,引导企业积极改善能源消费结构。理顺能源价格机制,完善可再生能源发电价格政策,推进天然气价格和电力改革的深入推进。积极疏导价格矛盾,逐步放开与居民生活没有直接联系的专业服务价格,吸引社会资本进入相关领域。
4. 限制高耗能产业的发展。建立严格的高耗能行业准入机制,避免高耗能行业盲目建设和重复投资造成的产业同构化问题。针对传统行业占比高的地区,需要建立一个合理的、有效的高耗能产品淘汰制度,限制高能耗、高污染行业的发展空间。加强对重点高耗能企业能耗的统计监测工作,为限制高耗能产业发展提供决策依据。进一步增加对自主研发和创新的投入,加大对节能技术的支持力度,促进节能技术向企业实践的转化和推广。
5. 发展服务型制造业和生产性服务业。服务型制造业和生产性服务业是未来产业发展的趋势,相比传统制造业和服务业能耗更低,污染更小。各地区在制定产业战略时,应注意差异化和错位发展,如有较好工业基础的东北地区可以推动发展装备制造业以及相应的服务业,有资源禀赋条件的中西部地区可以大力发展现代化农业、食品加工业和配套的服务业。在这个过程中需要注意地区间产业的协调发展,防止区域间产业结构的同构化,促进资源的有效配置与自由流动。
甘肃2025年氢能产值将达百亿!风光发电+氢储能为主!
2023-01-05 17:08 来源:氢能汇 点击:10
2023年1月3日,甘肃省人民政府办公厅发布关于氢能产业发展的指导意见,提出到2025年,氢能产业创新能力显著提高,基础设施加快建设,实现多元化应用场景示范,初步形成有规模有效益的氢能产业发展格局,建成可再生能源制氢能力达到20万吨/年左右的制氢、储氢基地,建成一批氢气充装站及加氢站,开展短距离气态配送体系、长距离液氢输送和管道输氢综合互补的输氢网络体系建设。引进培育氢能企业20家以上,年产值达到100亿元。
在产业布局上,建设“一个走廊,两个示范区,两个基地”:
一个氢能走廊:沿“一带一路”通道节点城市布局可再生能源制氢及就近消纳体系,打造甘肃氢能走廊。
两个示范区:基于河西地区可再生能源优势,依托酒泉、张掖先行先试,建设绿氢生产及综合利用先行示范区。在陇东地区,以庆阳为核心,基于多种能源富集的优势,布局氢能—多能互补综合能源示范区。
两个基地:借助建设“兰白两区”契机,发挥高校、科研院所聚集和人才优势,打造氢能产业创新基地。依托兰州、定西及周边地区制造业优势,布局氢能装备制造业基地,重点发展氢能基础材料和氢能装备制造产业。
甘肃省将依托资源合理布局制氢基地,在可再生能源富集的河西地区,开展可再生能源电解水制氢试点示范,逐步扩大制氢规模,建成具有一定规模的绿氢生产基地。在工业副产氢较多的兰州及陇东地区,根据市场需求,利用工业副产氢提纯制氢。
在氢能运输领域,推进短距离高压管束车运输和长距离低温液态运输,开展天然气管道掺氢、纯氢管道输氢等应用试点。
以需求为导向统筹布局加氢站。支持在现有加油加气站基础上改扩建加氢站,探索四合一(加油、加气、加氢、充电)等综合站和站内制储加(制氢、储氢、加氢)一体化加氢站建设新模式。支持在高速公路服务区内布局建设“分布式光伏+制氢、储氢、加氢”一体化示范应用。
在应用场景拓展上,鼓励冶金行业探索绿氢冶金技术研发应用。探索液氢在航天领域的应用。在天然气短缺的市州,探索天然气掺氢及以氢作为高品质热源的应用。
发挥氢能储能容量大、调节周期长、建设周期短的优势,重点在河西地区布局大规模可再生能源制氢储氢一体化示范工程,培育“风光发电+氢储能”一体化应用模式,探索氢储能与波动性可再生能源发电协同运行的商业化运营模式,对比研究氢储能与电池储能、熔盐储能等其他储能方式单独或混合储能的技术特点和经济性。
探索布局发电领域示范应用。结合增量配电改革和综合能源服务试点,因地制宜开展氢电融合的微电网示范和氢能热电联供应用示范。在可再生能源基地,开展氢燃料电池、氢内燃机等发电技术应用示范。鼓励在偏远地区开展氢燃料电池分布式发电示范应用。结合我省大数据产业发展,鼓励开展氢燃料电池备用电源示范应用。
未来的生活是什么样子?打开电器,电能大多来自水电、风电等清洁能源,而非传统的火电走出家门, 马路上再难见到石化汽油车的身影,取而代之的更多是新能源 、清洁燃料 汽车 等……
自从2020年中国“双碳”目标后,随后,中央经济工作会议、中央 财经 委员会第九次会议等均提出做好碳达峰、碳中和工作。碳达峰、碳中和成为全 社会 热议的话题。
为实现2030年之前二氧化碳排放达峰的目标,各地陆续推出详细的进程规划,而像石化、煤炭等高污染、高能耗行业,将面临新的能源结构调整压力。近期,全国17省市(自治区)已发布的“十四五”规划和2035远景目标,均涉及新能源利好消息。规划文件均在绿色低碳发展、清洁能源转型方面进行了着重强调,其中,广东、江苏、河北等部分省市出台的文件中制定的目标水平整体较高。
河北省:
建设张家口国家可再生能源示范区、以及构建综合能源体系,加快清洁能源设施建设,强化能源安全保障能力推动绿色低碳发展,推进排污权、用能权、用水权、碳排放权市场化交易。实施清洁能源替代工程,不断提高非化石能源在能源消费结构中的比重。降低能源消耗和碳排放强度。
上海市:
在“十四五”规划期间,优先将节能环保产业做大做强,持续推进能源结构优化,推动重点行业和重点领域绿色化改造,加快培育符合绿色发展要求的新增长点,延展绿色经济产业链。在公共领域全面推广新能源 汽车 ,加快构建与超大城市相适应的绿色交通体系。
贵州省:
2021年,贵州省将抓好四个水风光一体化基地建设,利用现有水电站送出通道,大力发展光电、风电、氢能等非化石能源,加快清洁能源推广,可再生能源并网装机新增600万千瓦。
西藏:
十四五期间,西藏将加快推进“光伏+储能”研究和试点,推动清洁能源开发利用和电气化走在全国前列。到2025年底,装机容量将突破1000万千瓦水电建成和在建装机容量突破1500万千瓦。
甘肃省:
甘肃酒泉将加快建设风光水火核多能互补、源网氢储为一体的绿色能源体系,主攻千万千瓦级风电、光伏光热、电网升级、调峰电源、储能装置等八类工程,致力于建成千亿级规模的清洁能源产业链。
陕西省:
十四五期间,将大力发展风电和光伏,有序开发建设水电和生物质能,扩大地热能综合利用,提高清洁能源占比。
山西省:
全力培育生物基新材料、光伏、智能网联新能源 汽车 等潜力型新兴产业,打造一批全国重要的新兴产业制造基地。深化能源革命综合改革,促进可再生能源增长、消纳和储能协调有序发展,提升新能源消纳和存储能力。
青海省:
推进重点行业和重点领域绿色化改造,支持建立动力电池、光伏组件等综合利用和无害化处置系统,发展光伏、风电、光热、地热等新能源。建设多能互补清洁能源示范基地,促进更多实现就地就近消纳转化。发展储能产业,贯通新能源装备制造全产业链。打造海南、海西清洁能源基地,推进黄河上游水能资源保护性开发,开展水风光储等多能互补示范。
江苏省:
江苏将继续发展光伏产业,同时大力发展海上风电和“光伏+”产业。到2025年底,全省光伏发电装机将达到2600万千瓦。其中,分布式与集中式光伏发电装机分别达到12GW、14GW,江苏省在“十四五”期间预计新增光伏装机9.16GW。
浙江省:
大力发展生态友好型非水可再生能源。实施“风光倍增工程”,到2025年为止,光伏、风电装机容量分别达到2800万千瓦和630万千瓦的目标,新增光伏发电1300万千瓦,积极发展建筑一体化光伏发电系统。
四川省:
四川的“三州一市”光伏基地,即甘孜、阿坝、凉山州及攀枝花市,在“十四五”期间的总装机容量预计达到2000万千瓦。
基于在资源和政策方面的优势,成都将氢能产业的发展纳入“十四五”规划。为了完善氢能产业的基础设施,成都将在2022年之前建设加氢站15座以上1条氢能源新型轨道1个氢燃料发动机研究中心等。
山东省:
在“十四五”期间,新增光伏发电1300万千瓦,2021年山东新增可再生能源发电装机将达到409万千瓦以上。积极发展建筑一体化光伏发电系统,高质量推广生态友好型“光伏+农渔业”开发模式。近日,山东利津县刁口乡40MW渔光互补光伏项目并网。项目采用“渔光互补”光伏发电模式,提升了单位面积土地的经济价值。
云南省:
“十四五”期间,云南将优先布局绿色能源开发,以绿色电源建设为重点,加快金沙江、澜沧江等国家水电基地建设。统筹协调风能、太阳能等新能源开发利用,以金沙江下游、澜沧江中下游大型水电站基地以及送出线路为依托,建设“风光水储一体化”国家示范基地。
广东省:
十四五期间,要推进能源革命,积极发展风电、核电、氢能等清洁能源,建设清洁低碳、安全高效、智能创新的现代化能源体系。制定实施碳排放达峰行动方案,推动碳排放率先达峰。
江西省:
积极有序推进新能源发展,到2025年力争装机达到1900万千瓦以上,其中风电、光伏、生物质装机分别达到700、1100、100万千瓦以上。
内蒙古:
大力发展新能源,推进风光等可再生能源高比例发展,壮大绿色经济,推进大规模储能示范应用。“十四五”期间,新能源项目新增并网规模达到5000万千瓦以上。到“十四五”末,自治区可再生能源发电装机力争超过1亿千瓦。
辽宁省:
培育壮大氢能、风电、光伏等新能源产业,推动能源清洁低碳安全高效利用,推动能源消费结构调整。“建议”指出要打好关键核心技术攻坚战,聚焦洁净能源等产业部署一批创新链。