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技術路徑的優劣順序應該依次為：節能提效、降低碳排放強度、增加低碳能源和減少高碳能源、通過植樹造林強化自然碳匯，以及二氧化碳捕集、封存和利用（CCUS）。超前部署高效CCUS、二氧化碳制烯烴等技術，難度高、投資大，現階段干不起且解決不了根本問題。
中國將嚴控煤電項目，“十四五”時期嚴控煤炭消費增長、“十五五”時期逐步減少——這是在減排大勢之下，我國實現碳達峰、碳中和目標的必由之路。受此影響，煤炭及相關產業面臨前所未有的嚴峻考驗。
在近日舉行的2021中國能源金三角“十四五”區域協同發展論壇上，中國工程院院士謝克昌表示，煤炭在保障國家能源安全中起著兜底作用，我國基本國情和發展階段，決定了能源轉型的立足點和首要任務是做好煤炭清潔高效利用。而今，新形勢對產業發展提出新的要求，積極應對碳排放政策、推進多產業融合示范、高碳產業的低碳轉型迫在眉睫。
煤炭主體能源地位短期難改變
“相比拓展二氧化碳資源化利用途徑，節能提效才是實現碳達峰、碳中和的第一優選”
“有些觀點認為，碳中和就是二氧化碳零排放。實際上，絕對零排放是不可能的。”在謝克昌看來，首先需要糾正錯誤理解。“碳中和是將人為活動排放的二氧化碳及其對自然產生的影響，通過節能提效、植樹造林、技術創新等，降到幾乎可以忽略的程度，從而實現排放源和碳匯之間的平衡。”
謝克昌認為，實現目標的技術路徑有著優劣之分。其順序應該依次為節能提效、降低碳排放強度、增加低碳能源和減少高碳能源、通過植樹造林強化自然碳匯，以及二氧化碳捕集、封存和利用。“不少地方都在積極探索，超前部署高效CCUS、二氧化碳制烯烴等技術。但其難度高、投資大，現階段我們干不起，而且也解決不了根本性問題。因此，應該以科學的態度和方法，研究二氧化碳過量排放問題的系統性解決方案，需要進行‘順治’，而不是事倍功半地封存‘逆治’。”
為何這樣說？謝克昌稱，2020年，我國非化石能源占一次能源消費的比重為15.8%，剩余仍是化石能源。“在84.2%的比例中，煤炭就占了56.8%。這個數據很快就能倒過來嗎？根據中國工程院的戰略研究，到2030年，煤炭比重仍將在50%左右，依然是主體能源。我國基本國情和發展階段，決定了能源轉型的立足點和首要任務是切實做好煤炭清潔高效開發利用，這是當務之急。”
在此背景下，我國還面臨能源利用效率偏低的現實。謝克昌指出，我國單位GDP能耗是世界平均水平的1.4-1.5倍。“若能達到世界平均，每年可少用13億噸標準煤、減排34億噸二氧化碳，約占2020年碳排放總量的1/3。因此，相比拓展二氧化碳資源化利用途徑，節能提效才是實現碳達峰、碳中和的第一優選。”
現代煤化工是重要途徑
“現代煤化工面臨的第一大挑戰就是高碳排放。只有在清潔低碳、安全高效的框架之下，發展才能符合新要求”
基于上述現實，如何用好煤？謝克昌提出，現代煤化工是推進煤炭清潔高效利用、保障國家能源安全的重要途徑。“‘十四五’規劃和2035年遠景目標綱要的第20個專欄里，明確將煤制油氣基地作為‘經濟安全保障工程’之一，提出穩妥推進內蒙古鄂爾多斯、陜西榆林等煤制油氣戰略基地建設，‘建立產能和技術儲備’。原來是技術和產能儲備，現在調過來了，說明一定要在產能上保障國家能源安全。”
根據條件不同，謝克昌進一步將現代煤化工發展劃分為三種情景——在水資源、環境容量、碳減排等約束下，國家對產業發展規模和布局制約的稱為“謹慎情景”；按照“十四五”規劃和2035年遠景目標綱要，實現有序發展的是“基準情景”；鑒于技術日臻成熟、裝備自主化率提高，生產規模加大、項目示范增多及投產率提升的則為“積極情景”。
“當前，產業就處于謹慎情景，主要反映是規模和項目投產率偏低。”謝克昌坦言，“‘十四五’期間，現代煤化工面臨的第一大挑戰就是高碳排放。只有在清潔低碳、安全高效的框架之下，發展才能符合新要求，我們才能拍著胸脯說現代煤化工是煤的清潔化。”
謝克昌還稱，由于欠缺技術的創新和突破，以及部分重大裝備和關鍵性材料的制約，產業自身能源利用率與資源轉化率偏低。這不僅導致碳排放成為現代煤化工的軟肋，還大大影響產業競爭水平。“具體表現是初級產品多，精細化、差異化、專用化下游產品開發不足，產業比較優勢不明顯、競爭力不強。加上技術集成度和生產管理等水平存在差距，產品成本偏高，整體能效有待提高。除了煤制烯烴外，現代煤化工所有產業都在虧錢。”
從基礎研究出發加強創新
“減排要有所為、有所不為，不能一股腦偏激去做。共性關鍵技術和顛覆性技術是引領創新的關鍵所在”
“現代煤化工產業不能只是做幾個產品、賺多少利潤，而是要從基礎研究出發實現創新。”談及下一步發展，謝克昌表示，產業創新目標在于節能提效、低碳節水以及低成本、高質量。“煤基能源化工減排要有所為、有所不為，不能一股腦偏激去做。共性關鍵技術和顛覆性技術是引領創新的關鍵所在，需要加大支持和儲備。”
謝克昌舉例，提高煤炭作為原料資源的利用率和轉化率，以新方法調節煤基合成氣的碳氫比重、實現可再生能源與煤的耦合轉化，均是從源頭克服高碳排放瓶頸的有效途徑。“當然，這不是盲目的。要先了解煤的轉化過程，從分子層面理解煤化工反應，研究發展清潔高效的新型集成技術與過程，進而實現節能減排。要多產業融合，推動現代煤化工與可再生能源聯合起來制氫、制材料和化學品等，實現產品的精細化、差異化、綠色化。”
謝克昌還指出，現代煤化工戰略定位長期不清晰，導致產業政策多變、發展忽上忽下。“基于豐富的煤炭資源，現代煤化工可形成長遠自主可控的、緩解油氣對外依存度的能力。其替代效果已開始初步顯現，現已分別降低我國石油、天然氣對外依存度1.7和1.3個百分點，即便在謹慎情景下，到2030年還可進一步降低2.5和5.8個百分點。建議合理配置煤炭緩解油氣對外依存度所需的‘資源-產能-產品’儲備，布局與之相配套的上游煤炭產品和下游儲存能力。”
“發展現代煤化工產業，一定要有戰略頭腦。以戰略儲備有限彌補紅線需求缺口，以政策扶持適度彌補基本需求缺口，以前瞻引領技術支撐長遠接續替代——這是對產業提出的戰略任務。”謝克昌說。
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