落实碳达峰碳中和国家战略,煤炭必须在保障能源安全稳定供应的同时,实现低碳、零碳,甚至负碳。《煤炭碳中和战略与技术路径》依托中国工程院咨询研究项目,聚焦实现煤炭碳中和目标,系统分析发达国家碳达峰前后现代化发展历程以及我国国情和能源资源禀赋,研判碳中和目标下我国煤炭需求与地位变化,分析碳中和目标下煤炭科学产能资源量及支撑能力,理清煤炭行业面临的挑战与机遇;描绘煤炭碳中和战略蓝图,提出煤炭碳中和发展战略、重点任务和科技创新路径;从煤炭开发利用碳中和技术体系、“煤炭+”多能互补零碳负碳技术体系、煤矿区碳汇技术体系三个层次,提出煤炭碳中和的技术路径及其关键核心支撑技术。
第1章阐述我国碳达峰碳中和战略的提出背景和目标任务,分析对能源发展的新要求,提出大力发展节能技术、大力发展新能源技术、大力发展“清洁煤电+CCUS”技术、大力发展少碳-用碳-零碳能源原理和颠覆性技术创新、以新“双控”政策倒逼技术进步等能源优化发展的五大战略方向。
第2章梳理美国、德国、英国、日本等发达国家碳达峰前后现代化进程、能源消费结构、碳排放特征,分析这些国家促进碳达峰的相关政策措施,归纳实现碳减排的相关经验,为我国煤炭碳达峰碳中和提供经验借鉴。
第3章论述我国经济增长与能源消费“脱钩论”的不现实性,基于此预测未来不同时段我国能源需求总量;分析碳中和目标对煤炭行业的影响机制以及碳中和目标下煤炭的竞争力格局变化,从电力调峰、碳质还原剂、保障能源安全三个方面预测未来煤炭消费需求;研判碳中和目标下煤炭将经历从基础能源到保障能源、再到支撑能源和应急储备能源的定位变化。
第4章剖析碳中和目标下提高煤炭科学产能的必要性和紧迫性;分关闭矿井和生产矿井两种类型,实证我国煤炭资源采出量与动用量的关系;预判碳中和目标强化生态约束、安全约束下我国煤炭资源可用量及煤炭科学产能规模,评估煤炭科学产能对我国碳达峰碳中和目标实现的支撑能力。
第5章在前4章的基础上,总结归纳碳中和目标下煤炭行业面临的煤炭消费减量导致发展空间受限、新能源大比例接入要求提高煤炭供应柔性、零碳排放要求颠覆现有煤炭利用方式“三大挑战”,以及实现煤炭行业高质量发展、煤炭升级高技术产业、煤炭与新能源融合发展的“三大机遇”。
第6章综合碳达峰碳中和目标、国家能源安全、经济运行应急三大要求,描绘煤炭碳中和发展的战略蓝图,提出“能源安全兜底、绿色低碳开发、清洁高效利用、煤与新能源多能互补”四大战略;从资源保障、产能保障、经济运行应急保障、国家能源安全保障、技术保障、构建多能互补清洁能源系统等方面,提出煤炭碳中和发展的六项重点任务;按照“技术为王”的思路,着重提出煤炭保障能源供给安全、煤炭开发利用少碳用碳、煤与新能源多能互补、矿区生态碳汇四大技术路径。
第7章从煤炭开发利用自身出发,以保障煤炭稳定供给并推动煤炭开发利用全过程碳减排为目标,提出煤炭开发利用碳中和技术体系,涵盖煤炭精准保供技术、煤炭开发少碳用碳技术、煤炭利用少碳用碳技术、煤炭开发利用减碳变革性技术。
第8章从充分发挥煤矿区优势出发,以煤炭与新能源优化组合实现零碳负碳能源供给为目标,提出“煤炭+”多能互补零碳负碳技术体系,涵盖煤炭+CCUS与太阳能耦合发电、风/光电+地下空间储能等“煤炭+”多能互补零碳技术体系,以及CO₂矿化发电、煤矿CO₂封存等“煤炭+”多能互补负碳技术体系。
第9章聚焦煤矿区碳汇,以增强煤矿区碳汇能力为目标,提出煤矿区生态碳汇扩容、煤矿区生态碳汇防损、煤矿区碳汇管理三大技术体系及关键核心技术。
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