创新点

     煤炭资源在保障国家能源安全，推动国民经济发展的同时，也带了环境污染问题。煤炭在开发、运输、转换和利用等过程中均会排放 CO₂，其碳排放量占我国碳排放总量的70%~80%。我国被认为是世界上最大的温室气体排放国，其中很大一部分原因正是由于煤炭资源开发利用的清洁度、高效度不够所造成的。识别和追踪煤炭资源全生命周期下的碳足迹，评估各阶段碳排放水平，寻找出碳减排路径，对于达成“双碳”目标，实现可持续发展至关重要。

     摘要：随着碳排放引起的气候变化问题日益凸显，国际社会对碳减排的关注度越来越高。我国作为世界上最大的碳排放国，在“双碳”目标背景下减碳形势更加严峻。煤炭是我国主要的一次能源，研究煤炭资源碳排放水平，探寻碳减排路径，对于达成“双碳”目标，助力发展环境友好型社会，推动我国可持续发展具有重要现实意义。基于此，首先以多维视角分析煤炭资源的消费现状与流动特征，识别煤炭资源消费的重要省份及关键行业；其次，基于生命周期理论对煤炭资源全生命周期进行阶段划分，进而构建出各阶段碳排放核算模型，通过模型运算分析，定量化估算煤炭资源在不同阶段的CO₂排放水平；最后基于研究结论，提出了加快我国煤炭资源碳减排的几点建议。研究发现，我国煤炭资源全生命周期下的碳排放量主要来自于转换阶段和利用阶段，分别占煤炭资源排放总量的66.93%和22.35%，而开发阶段和运输阶段的排放量相对较少，其中开发阶段排放占比为10.69％，运输阶段排放占比仅为0.03%；2021我国煤炭资源碳排放总量约为86.31亿t，相较2006年，煤炭资源碳排放总量增长了88.16%，须切实加大我国煤炭转换和利用环节的节能减排力度。     

     关键词：煤炭资源；流动特征；全生命周期；碳排放；核算模型

     本文依据生命周期理论，对煤炭资源全生命周期进行了阶段划分，具体包括开发、运输、转换和利用4个阶段，进而构建出各阶段碳排放核算模型，定量化估算出煤炭资源在不同阶段的能源消耗和CO₂排放量，并对结果进行了图像化展示和分析。研究发现，全生命周期下煤炭资源碳排放量主要来自于转换阶段和利用阶段，分别占煤炭资源排放总量的66.93％和22.35%。而开发阶段和运输阶段的排放量相对较少，其中开发阶段排放占比为10.69％，运输阶段排放占比仅占0.03%。由此可见，转换阶段和利用阶段是煤炭资源碳减排的关键。从全生命周期视角下煤炭资源碳排放的流通情况来看，2021年我国煤炭资源碳排放总量约为86.31亿t，相较2006年，煤炭资源碳排放总量增长了88.16％。从全生命周期的角度来看，无论是2006年还是2021年，煤炭资源碳排放均主要来自于转换阶段，占比高达67.82％~72.03％，而煤炭资源转换阶段的碳排放主要由煤发电引起，占该阶段排放总量的 59.80％左右。可见电力行业在实现“双碳”目标方面肩负着重要责任以及面临着巨大挑战。

我国实现“碳达峰”“碳中和”目标从根本上难以去煤化，关键是要在煤炭生产、运输、转换和利用方式上实现绿色低碳的转换升级，应以“双碳”目标为动力，加速推动传统煤矿向智能化、清洁化、数字化、高效化转型。煤炭资源在煤炭开发、运输、转换和利用阶段应深化与大数据、人工智能、5G通讯、机器人等现代信息技术融合的深度和广度，利用科技助力煤炭资源碳减排能力的提升。煤炭转换阶段是产生CO₂等温室气体的重要阶段，应大力推进煤炭的清洁高效利用。不仅要继续加强技术研发，减少煤炭加工转换行业的污染物产生量以及提升“三废”处理能力，例如煤发电产业应加强高效煤粉锅炉技术的推广及应用；同时，也要完善配套的煤炭清洁生产机制以及能耗、排放、成本全生命周期评价机制，制定产业标准和工作规范，在各个生产环节重视资源的高效利用及生态环境的保护。

碳减排是一个长期的过程，应考虑政策的长期影响。我国需要制定碳减排长期战略，坚持走经济可持续发展道路，聚焦高能耗、高污染重工业企业，淘汰落后产能，同时注重轻重工业协调发展，并且促进区域间融合互动发展，缩小区域发展差距，引导要素跨区域合理流动；同时各地区要加强环境治理的力度，尤其注重煤炭资源转换阶段污染排放，采用“系统治理+源头防范”的模式，提升污染处理及转化能力。此外，各地区应加快降低重点阶段煤炭资源碳排放水平。依托共生链路，实现跨部门节能增效协同升级，进一步深化跨部门协调与合作，建立健全的煤炭资源信息共享和政策合作，实现跨部门协同创新，重点针对重点行业采取有针对性的政策措施，尽可能实现双赢。有必要从全面和宏观的角度看待相互关联的“煤炭开发、运输、转换和利用”系统，传统的政策和管理方法只关注某一阶段或个别部门，不足以应对煤炭开发利用系统的复杂网络。需要进一步加强监管措施，减少各阶段及各部门的能源消耗，优化资源利用，并实施因地制宜的政策，使资源配置合理化。

图1 我国能源消费及碳排放情况

图2 省际煤炭调转流动量

图3 2006和2021年我国煤流图

图4 煤炭资源全生命周期阶段划分

图5 煤炭铁路运输占比

图6 阶段碳排放量

图7 2006年和2021年煤炭资源全生命周期碳排放

表1 各类能源测算的参考系数

作者简介

     刘虹，中国宏观经济研究院能源研究所研究员，民进北京市委委员，民进北京市委资源环境专委会副主任，中国矿业大学兼职博士生导师，中国照明学会理事，中国能源研究会节能与企业能源管理专委会委员，《煤炭经济研究》《照明学报》编委，中国工程院、中国国际咨询公司专家库成员，长期从事能源系统分析、节能社会工程、能源政策研究工作，在中长期能源需求定量分析，绿色照明工程推广，煤炭宏观经济政策等领域有创新性研究和社会贡献。曾任“中国-欧盟能源环境项目”项目办中方副主任，“UNDP/GEF/中国绿色照明工程促进项目”项目办副主任，参与国家重点节能工程 “中国绿色照明工程” 一期、二期设计与实施工作。共主持省部级科研项目9项，完成各类科研与设计项目90余项，发表学术文章100余篇，获个人省部级科技进步奖励14项。

     先后在牛津大学气候研究中心，加州理工大学伯克利国家实验室，APEC 日本国际能源研究所，德国克劳斯塔尔工业大学，瑞典吕勒奥理工大学做短期交流学者。1984年本科毕业于华中工学院、1992年清华大学硕士研究生毕业、2006年在职学习获天津大学工学博士学位。1984-1989年在中国石化集团巴陵石化公司设计院任技术员、助理工程师，从事空调采暖项目设计，1992-1995年在北京市工程咨询公司任工程师，从事市政能源工程项目评估、1995-1996年在怡高国际任固定资产评估师，1996年调入国家发展和改革委员会能源研究所，任副研究员、研究员至今。

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