碳中和目标下煤炭变革的技术路径

摘要：

碳中和目标下传统能源体系面临根本性变革,煤炭作为国家能源安全的压舱石,如何引领绿色发展、实现双碳目标是煤炭行业发展的责任.为此,从碳中和目标的客观要求出发,明确煤炭在未来能源体系下不同情景(可控保底、优化保底、核心保底)弹性安全区间中的重要作用;利用全生命周期评价方法厘清煤炭资源全过程碳足迹,探索不同技术路径下煤炭技术变革和创新发展的可行性;最后,提出顺应碳中和愿景目标要求的未来煤炭行业颠覆式变革技术路径,并探讨2条技术路径的优劣性.结果表明:①煤炭在未来能源体系下仍可发挥重要作用,尤其是作为保底安全能源不可或缺.在核心保底、优化保底和可控保底等3种情景弹性安全区间中分别占61.5％,47.1％,43.5％;②2019年煤炭全生命周期碳足迹为71.3亿t,其中,发电和供热环节占56.1％,钢铁冶炼占26.6％,煤化工环节占8.1％.推行零碳高效发电、终端电气化和煤制绿氢是煤炭行业实现碳中和目标的技术变革之首选;③探讨了 UCG-IGCC-CCUS发电技术和UCG-H2-CCUS制绿氢技术变革的可行性,与超超临界燃煤和IGCC发电相比,UCG-IGCC-CCUS虽发电煤耗上升,但可实现零排放.与其他制氢技术相比,UCG-H2-CCUS制绿氢技术具有明显的成本优势,且可实现近零排放.这些技术将成为煤炭安全、高效、绿色、零碳变革的必由之路,为碳中和目标下煤炭行业创新发展和技术变革提供科学理论和技术支撑.

关键词：碳中和、煤炭产业、全生命周期评价、技术变革、CO2捕集与封存

所属期刊栏目：47

分类号：F407.21(工业经济理论)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;江苏省煤基温室气体减排与资源化利用重点实验室重大自主研究资助项目

在线出版日期：2022-06-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1452-1461