煤炭行业该如何应对“双碳”

实现双碳目标能源系统绿色低碳转型是关键。

碳达峰碳中和的主要矛盾在于协调二氧化碳排放与经济发展的关系。在以煤炭等化石能源为主体的能源系统中，控制能源消费规模即控制二氧化碳排放总量。能源系统绿色低碳转型是我国实现“双碳”目标的关键。

我国能源绿色低碳转型的重点领域：

一是供给侧能源结构的调整，特别是不断提高非化石能源在一次能源中的占比。

二是消费侧能源强度的降低，既包括提高能源利用效率，也包括产业结构的优化升级。产业类型在很大程度上决定了能源消费以及二氧化碳排放水平，控制能源消费需关注工业、建筑、交通运输、能源等重点部门。

而优化能源供给结构、构建以可再生能源为主体的能源电力系统则是实现“双碳”目标的根本对策，既要转变传统化石能源的角色和利用方式，将火电由主体基荷电源向承担调峰和储能需求的调节型电源转变。

又要通过技术和体制机制创新，促进可再生能源消纳，实现更大范围、更大规模的利用。

当前，以可再生能源为主体的新型能源电力系统正在加速构建中，但在大规模低成本储能尚未突破、非化石能源供电仍呈现间歇性、波动性、随机性特征的情况下，仍需煤电及煤炭发挥调峰和兜底保障作用，有序减量替代，为能源绿色低碳转型提供有力支撑。

同时，在大幅降低燃煤发电量的趋势下，如何处置我国庞大的煤电资产将是决定我国电力乃至能源行业绿色低碳转型成败的关键之一，必须保障能源转型平稳着陆。

“双碳”背景下煤炭行业高质量发展探讨

欧凯 张宁 吴立新 索婷

（煤炭工业规划设计研究院有限公司）

新中国成立以来，在党中央、国务院的正确领导下，煤炭工业在百业待兴的基础上起步，在艰苦奋斗中前进，在改革开放中发展，尤其是进入新时代以来，行业发展不断实现新突破，取得了举世瞩目的成就。近两年，碳达峰碳中和目标背景下煤炭消费减量，煤炭消费比重下降，煤炭行业发展受到一定影响，同时也给煤炭行业带来转型升级的机遇。

一、煤炭工业具备高质量发展基础

在一代代煤炭人的艰苦奋斗下，煤炭行业从无到有，煤炭工业从小到大、由弱到强，实现了从起步、腾飞到跨越的巨变，作为我国重要的能源基础产业，为国民经济和 社会 发展注入了强大动力。

（一）对国家经济 社会 发展的能源供应保障能力增强

我国煤矿“三机一架”的装备制造能力处在世界前列，年产千万吨综采技术和装备达到世界领先水平。行业持续推动化解过剩产能、淘汰落后产能、建设先进产能，全国煤炭供给质量显著提高。“十三五”期间，全国累计退出煤矿5500处左右、退出落后煤炭产能10亿吨/年以上，安置职工100万人左右，超额完成化解过剩产能目标。截至2020年底，全国建成年产120万吨以上的大型现代化煤矿约1200处，产量占全国煤炭产量的80%左右，其中，建成年产千万吨级煤矿52处，产能8.2亿吨/年。全国年产30万吨以下的煤矿1129处，产能1.48亿吨/年左右。

自新中国成立至2020年底，煤炭行业贡献了约924亿吨煤炭。我国煤炭年产量由 1949年的3432万吨，增加到1978年的6.8亿吨，到2013年的最高点为39.7亿吨，2020年产量为39亿吨，支撑了我国GDP由1978年的3645亿元增加到2020年的101万亿元。煤矿安全法律法规标准体系不断完善，煤矿安全生产责任制度体系不断健全，安全 科技 装备水平大幅提升，安全生产投入大幅增加，煤矿职工安全培训不断强化，促进煤矿安全生产形势有了明显好转。煤炭百万吨死亡率由1978年的9.713下降至2020年的0.059。煤炭安全供应保障能力实现跨越式提升。

（二）具备高质量发展的 科技 创新能力

煤炭行业技术创新体系不断健全完善， 科技 创新驱动发展的能力显著增强。特厚煤层综放开采、煤与瓦斯共采、燃煤超低排放发电、高效煤粉型工业锅炉、现代煤化工技术等达到国际领先水平。充填开采、保水开采、煤与瓦斯共采、无煤柱开采等煤炭绿色开采技术得到推广应用，煤炭资源回收率显著提升。煤矿机械化、自动化、智能化、数字化、绿色化转型全面提速。2020年 ，原煤入洗率达到74.1%，比2015年提高8.2个百分点。矿井水综合利用率、煤矸石综合利用处置率、井下瓦斯抽采利用率分别达到78.7%、72.2%、44.8%。建成400多个智能化采掘工作面，实现了地面一键启动，井下有人巡视、无人值守。采煤、钻锚、巡检等10种煤矿机器人在井下实施作业，71处煤矿列入国家首批智能化示范建设煤矿。

煤炭由单一燃料向燃料与原料并重转变取得新进展。2020年，煤制油、煤制烯烃、煤制气、煤制乙二醇产能分别达到931万吨/年、1582万吨/年、51亿立方米/年、489万吨/年。煤炭上下游产业融合发展，煤电、煤焦、煤化、煤钢一体化发展趋势明显。

（三）不断完善的市场化体系为高质量发展提供制度保障

新中国成立以来，煤炭工业生产力水平不断提升，同时，也在不断进行体制改革 探索 ，从最开始的完全计划经济，到计划经济和市场相结合，再到完全市场化，为国家经济体制和市场化改革提供了实践样本。

我国煤炭工业完成从新中国成立初期的计划经济体制，到改革开放时期的政府定价向市场化定价转变。1993年开始，我国确立了以市场形成价格为主的煤炭价格机制。1994年1月，国家取消了统一的煤炭计划价格，除电煤实行政府指导价外，其他煤炭全部放开。2004年，我国建立煤电价格联动机制，形成电煤价格“双轨制”。2013年，煤炭价格实现完全市场化定价，市场在配置资源中的决定性作用越来越突出。2016年以来，煤炭行业作为推动供给侧结构性改革的试点行业，煤炭上下游企业逐渐建立了中长期合同制度和“基础价+浮动价”的定价机制，发挥了煤炭市场平稳运行“压舱石”和“稳定器”的作用。2021年9月26日召开的国务院常务会议决定，对尚未实现市场化交易的燃煤发电电量，从2022年1月1日起，取消煤电价格联动机制，将现行标杆上网电价机制，改为“基准价+上下浮动”的市场化机制。这意味着，我国将告别已经实行了15年的煤电价格联动机制。

二、“双碳”目标下煤炭高质量发展对能源低碳转型将发挥重要支撑作用

以煤为主的能源资源禀赋，决定了未来相当长一段时间我国经济 社会 发展仍将离不开煤炭。在碳达峰碳中和过程中，仍需要煤炭发挥基础能源作用，为经济 社会 发展提供能源兜底保障。

（一）煤炭是新能源发展的有力支撑

“双碳”目标下，风、光等可再生能源发电成为增量电力供应的主要来源。近年来，我国大力发展新能源技术，非化石能源发电在我国电力结构中的占比显著上升。然而，受气候、天气、光照等人为不可控的自然条件影响，可再生能源供给能力不确定性大，提供的主要是能源量，能源供应和调节能力有限。可再生能源大比例接入电网，给电网的安全稳定运行带来严峻挑战，需要清洁高效的燃煤发电等灵活性电源作为调峰电源平抑电力波动。我国在大力发展风能、太阳能等可再生能源发电技术，逐步提高非化石能源发电占比，持续优化电力结构的过程中，仍需要煤炭煤电的有力支撑。预计到2060年实现碳中和后，燃煤发电装机规模仍需保持3亿至4亿千瓦，年耗煤量3.9 亿吨 6.4亿吨。

（二）煤炭是能源安全的“压舱石”

能源安全稳定供应是一个国家安全的保障和强盛的基石。在国际能源博弈和地缘政治冲突不断加剧的背景下，煤炭依然是国家能源安全的“压舱石”，短期内没有资源能替代煤炭的兜底保障作用。应当深刻认识我国能源资源禀赋、经济 社会 发展要求和能源发展规律。2020年12月21日，国务院新闻办公室发布《新时代的中国能源发展》白皮书，明确提出推进煤炭安全智能绿色开发利用，努力建设集约、安全、高效、清洁的煤炭工业体系，煤炭仍然是我国最经济安全的能源资源。

煤炭具备适应我国能源需求变化的开发能力，具有开发利用的成本优势，煤炭清洁高效转化技术经过“技术示范”“升级示范”已趋于成熟，具备短期内形成大规模油气接续能力的基础，应当充分发挥煤炭在平衡能源品种中的作用，保障我国能源安全。

三、“双碳”目标下煤炭行业迎来高质量发展机遇

“双碳”目标对于煤炭行业既是巨大挑战，也是空前机遇。在挑战与机遇并存下，煤炭行业势必迎来新一轮技术升级和产业转型。煤炭行业由自动化向智能化、无人化迈进，由超低排放向近零排放、零排放迈进。可以预见的是，自2021年到2060年，煤炭在能源消费中的占比将逐步下降，由主体能源转变为基础能源，再由基础能源转变为保障能源，最后转变为支撑能源，也代表着我国煤炭行业将向着绿色智能的方向快速迈进。

（一）依托技术革新，向高质量高技术产业发展

当前煤炭行业正处于第四次煤炭技术革命时期，应当以此次技术革命为契机，推动煤炭产业向着数字化、智能化的新产业和新业态转型。“双碳”目标下，煤炭产量将回归合理规模，走高质量发展、高端发展之路，迈向更加重视生产、加工、储运、消费全过程安全、绿色、低碳、经济的存量时代，走优质、高效、洁净、低耗的能源可持续发展道路。

未来将有更多煤矿采用高效节能的技术和设备，着力建设碳中和示范矿区引领工程，开展余热、余压、节水、节材等综合利用节能项目，持续优化煤炭开发利用工艺、技术和系统性管理，提高煤炭资源开发利用效率。

逐步将煤矿开采由机械化、自动化向数字化升级，打造采掘智能化、井下无人化、地面无煤化，最大限度地减少采煤过程对生态环境的破坏。聚焦“绿色开采、清洁利用、生态治理”的产业方向，构建实时透明的煤矿采运、洗选、治理等数据链条，不断优化智慧决策模型，建设现代化煤炭经济体系，将数字技术融入到煤炭资源的开发、加工、利用全产业链，全面提升煤炭的管理治理水平和综合利用效率。最终步入井下无人、地上无煤的煤炭工业5.0时代，实现深地原位利用，煤、电、气、热、水、油实现一体化供应，以及太阳能、风能、抽水蓄能与煤炭协同开发，基本实现近零排放。

（二）依托生态修复，打造绿色经济新的增长点

在淘汰落后产能的过程中，废弃矿区也在逐渐增加。可以通过矿区生态修复来增加生态碳汇。未来亟需开展全生命周期矿山生态修复理论与技术链，重点包括减沉保水协调开采、充填开采、土壤修复与生物多样性恢复关键技术等。选择适应性强、生长良好的树种和草种进行造林绿化，通过“地貌重塑、土壤重构、植被重建、景观重现、生物多样性重组与保护”工程技术对矿区损毁土地进行修复，改善土壤理化性质，创造新的经济效益，提高土壤碳截获能力，增加植物碳储量。

矿井空间包括矿区地面空间和地下空间。数据显示，我国煤矿塌陷区面积超过两万平方公里，井下空间体积超过156亿立方米，空间利用潜力巨大。例如，以发展煤基综合能源基地为目标，矿井地面空间利用包括发展风、光电站；井下空间利用包括开发抽水蓄能电站、化学储能、地热能开发、二氧化碳封存等。当前矿井空间初步开发，仅包括建设地面光伏电站、井下博览馆等，未来可利用矿井空间发展可再生能源、现代农业、现代医疗等。预计到2030年，我国关闭或废弃矿井将达到1.5万处，大量土地资源被闲置。而与此同时，随着我国光伏产业发展迅猛，可利用建设光伏电站的土地愈发紧缺。因而利用采矿沉陷区进行光伏电站建设，把光伏发电和矿山生态治理相结合，既能解决土地资源有效利用问题，又对生态环境治理具有积极意义。

（三）依托多能互补，建设高效、绿色、经济的综合能源基地

煤炭与可再生能源具有良好的互补性。煤炭与可再生能源在燃烧和化学转化方面的耦合，逐步形成模式，突破了一系列技术难点，为煤炭与可再生能源深度耦合提供了良好基础。同时，煤矿区具有发展可再生能源的先天优势，除了丰富的煤炭资源外，还有大量的土地、风、光等其他资源，采煤沉陷区可为燃煤发电和风光发电深度耦合提供土地资源。煤矿井巷和采空区形成的地下空间，可用于抽水蓄能、井下碳吸附和碳储存、地热能等开发利用。

煤炭企业具备主动发展新能源的条件，可以充分发挥煤矿区优势，以煤电为核心，与太阳能发电、风电协同发展，构建多能互补的清洁能源系统，将煤矿区建设成为地面－井下一体化的风、光、电、热、气多元协同的综合能源基地。

四、结语

立足我国能源资源条件和经济 社会 发展需求，对标“双碳”目标实现，依托 科技 创新和系统性变革，通过高效转化和循环利用，煤炭将更多用于生产煤基高端化工品和碳材料等精品；通过与可再生能源等多元互补，煤矿将成为现代能源供应系统基地；通过充分利用煤矿区地面地下空间和资源，煤矿区将成为清洁能源生产基地；煤炭企业将成为新能源开发的参与者、煤基高端材料和高价值产品的引领者。

法律分析： 要实现“双碳”目标，必须大幅削减煤炭直接消费，特别是散煤消费，降低煤炭在一次能源消费中占比，逐步摆脱对煤炭的高度依赖才是根本解决之道。 电力是中国碳排放主要来源，其中火电占比最高。 因此，在电力供给侧，未来需合理控制燃煤电厂的总规模，提升清洁电力在总发电量中占比。 在消费侧，则要持续推进交通、供暖、工业、建筑等领域的电能替代工程。

法律依据：《碳排放权登记管理规则》

第二条 全国碳排放权持有、变更、清缴、注销的登记及相关业务的监督管理，适用本规则。全国碳排放权注册登记机构（以下简称注册登记机构）、全国碳排放权交易机构（以下简称交易机构）、登记主体及其他相关参与方应当遵守本规则。

第三条 注册登记机构通过全国碳排放权注册登记系统（以下简称注册登记系统）对全国碳排放权的持有、变更、清缴和注销等实施集中统一登记。注册登记系统记录的信息是判断碳排放配额归属的最终依据。

第四条 重点排放单位以及符合规定的机构和个人，是全国碳排放权登记主体。

主要机遇包括：经济全面绿色转型升级，构建形成高质量的以创新驱动和绿色低碳为导向的绿色产业经济体系，可再生能源利用技术、工业、建筑、交通等领域终端能源利用电气化技术快速发展。挑战是我国能源禀赋多煤、贫油、少气，电力供给结构短中期仍将以煤炭为主导，转型难度大，交通、工业、建筑等部门脱碳关键核心技术仍待突破。

对此，不仅煤炭行业上下极为关心，整个能源行业和全社会也相当关注。下面，我作为一位老煤炭人谈一谈对这个问题的一些思考。

一、认清形势，“双碳”目标对煤炭行业是革命性要求

碳达峰和碳中和是党中央经过深思熟虑做出的重大战略决策，也是我国生态文明建设和高质量发展必然的选择。

去年12月召开的中央经济工作会议明确提出，要抓紧制定2030年前碳排放达峰行动方案，支持有条件的地方率先达峰，要加快调整优化产业结构、能源结构，推动煤炭消费尽早达峰。这对煤炭的限制要求已经很具体了。

今年3月，中央财经委第九次会议指出，实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革，要把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局，拿出抓铁有痕的劲头，如期实现“双碳”目标。“十四五”是碳达峰的关键期、窗口期，中央要求重点做好几项工作，首先就是构建清洁低碳安全高效的能源体系，控制化石能源总量，着力提高利用效能，实施可再生能源替代行动，深化电力体制改革，构建以新能源为主体的新型电力系统。可见中央对实现“双碳”目标态度非常坚定。

“十四五”规划也明确提出，未来5年内，单位国内生产总值能源消耗降低13.5%，二氧化碳排放降低18%。2020年我国能源消费产生的二氧化碳排放约为100亿吨，其中煤炭消费的排放占75%。

由此可见，对于煤炭行业来说，形势确实逼人。这次是有史以来针对性最强、要求最具体的能源结构调整，时间上也有明确限定。我们要提高认识，认清形势，“双碳”目标对煤炭行业是个革命性的要求。煤炭行业和企业必须客观认识，积极应对，加快绿色低碳转型的步伐。

现在煤炭行业内部，对“双碳”目标有两种认识倾向。乐观的人认为，反正国家每年还得让我们出40亿吨煤，尤其近期煤炭供应阶段性紧张，煤价上涨，更容易让人产生形势依然很好的错觉悲观的人就觉得，“双碳”目标的紧箍一戴上，煤炭这个行业不行了，完全没有发展前景了。这两种认识都不对。“双碳”目标下，形势确实严峻，煤炭行业和企业要积极作为、早作谋划。同时我们也要坚定信心，通过科学规划、科技创新，即使煤炭消费量逐渐减少，智能化绿色低碳的煤

(一)对产业结构转型升级的影响

产业结构的低碳转型升级是实现“双碳”目标战略的核心动能。同时，“双碳”目标的创新驱动能有效推进产业结构转型升级，即传统的主导产业将从劳动密集型和资源密集型转向技术密集型和知识密集型。供给侧的单位能耗碳排放下降和需求侧的单位产出能耗降低，共同促进单位产出的碳排放水平下降。但目前中国产业结构转型仍存在能力不足的问题，供给侧、需求侧以及区域发展对“双碳”目标的实现构成压力。从供给侧角度看，工业增加值中高耗能行业占比约30%，能源消耗占比约70%，产业结构调整难度大。从需求侧角度看，城镇化建设过程中需要大规模的基础设施建设，从而导致大量的能源消耗，加大减排压力。在区域发展方面，由于各地产业结构低碳优化水平存在较大差距，整体上呈现出由东向西递减的特征。东部沿海地区产业结构生态化水平优于以高能、高排放的传统产业为主的中部及东北部地区。区域发展的不平衡增加了产业结构优化调整的难度。

(二)对能源结构优化的影响

能源结构优化是指降低化石能源消耗的比重，提高对清洁能源的使用，进而提高能源质量的优化过程。从世界能源结构转型历程看，经历了从以煤炭为主的高碳排放到以石油天然气为主的低碳排放，再到以非化石能源为主的转型过程。而我国资源禀赋呈现“富煤贫油少气”的能源结构特征，能源消耗仍以高碳化石能源为主，清洁能源比重较低(见图1)，优化能源结构压力显著。改变和调整这种长期以来形成的能源结构，一方面，可能会直接导致能源对外依存度提高，对我国能源安全形成挑战；另一方面，在发展经济的同时，如何调整能源结构、产业结构以及降低能源使用成本等，这是需要面对的又一挑战。而“双碳”目标对能源结构优化升级形成倒逼机制，有助于调整我国能源结构，通过降低化石能源占比，提高新能源、清洁能源的使用率，改变对煤炭形成的路径依赖，构建支撑“双碳”目标的智慧能源体系，将信息技术与智慧能源相结合，引导能源结构优化升级。

(三)对经济增长的影响

“双碳”目标的实现，关键在于如何协调碳排放与经济增长两者之间关系的问题。在“环境—社会—经济”可持续发展理论框架下，“双碳”目标的实现需要经济发展与碳排放等能源消耗“脱钩”，而“脱钩”需要通过降低人均碳排放水平或提高人均GDP降低碳排放强度。碳排放强度快速下降的前提条件是既需要提高人均GDP，同时还能不断降低人均碳排放水平，这就是经济增长与碳排放的“脱钩”阶段。发达国家实现经济增长与碳排放“脱钩”，主要通过产业结构转型将碳排放强度维持在较低水平。而我国作为世界最大的发展中国家，当前仍处于工业化发展阶段，人均碳排放水平随着人均GDP增长而上升，经济增长与碳排放尚未脱钩，能源消耗总量增长过快，短期内仍然处于上升趋势。因此，这就要求中国必须走出一条比发达国家质量更高的碳减排道路，减少碳减排约束对经济增长的影响，推动“双碳”目标如期实现，这是摆在中国面前的严峻考验。

(四)对技术创新的影响

技术是推动实现“双碳”目标的关键基础。但综合来看，我国现有低碳发展的创新技术能力仍然较弱，可持续性压力明显。一方面，低碳发展的创新技术与发达国家的先进水平差距较大。不仅如此，研发出来的核心技术还普遍存在生产和推广的双重压力，由此导致目前国内整体低碳创新技术进步相对缓慢。另一方面，近年来非化石能源技术虽然取得不少突破，但仍面临诸多挑战。而“双碳”目标能有效推动技术向高质量转型。一是通过低碳技术创新，用技术要素替代传统的生产要素，充分发挥技术替代作用，降低碳排放强度；二是通过对末端负排放技术的创新，提高生产效率和资源利用率，降低单位产出的要素投入。