保供降碳目标下能源转型模式及转型时点分析

应对气候变化目标要求全球能源系统进行广泛而深刻的转型。由于资源禀赋、能源战略、技术水平等差异,各国能源转型进程呈现出明显的异质性特征。通过对主要国家能源转型特征与减煤路径的分析,归纳了4种典型模式:能效提高模式、增气减煤模式、煤炭洁净利用模式、新能源替代模式,不同模式在不同时间点上与经济社会发展交互影响形成了国际能源转型的内在驱动机制。采用面板数据模型识别了影响能源转型模式的重要因素,并利用历史趋势分析方法对我国化石能源消费“拐点”与减煤时间节点进行研究。研究表明,当人均GDP达到25500美元时,发达国家即出现化石能源减少拐点。国家创新指数和城镇化与煤炭消费占比呈负相关,第二产业增加值占比与煤炭消费占比呈正相关。我国预计减煤时间范围在2028-2035年,化石能源消费减少时点在2040年左右。考虑到我国以煤炭为主的能源资源禀赋,我国能源转型目标的实现须依赖于煤炭洁净利用为主的转型路径,大力发展低碳化现代煤基能源体系,改变传统煤炭利用理念与方式,为未来多能耦合的新型能源体系提供重要支撑。

煤基能源动态碳中和模式及其保供降碳效益评估

减煤增气、发展可再生能源的常规能源转型路径不能满足新形势下我国能源发展的安全需求,煤基能源动态碳中和模式的构建是破解煤炭能源高碳排放困境和保障国家能源安全的前瞻性发展方向。本文结合国际能源转型模式的经验,针对我国煤炭能源保供降碳现状及面临的挑战,分析了保供降碳需求下低碳化煤基能源开发的紧迫性和重要性;阐述了煤基能源动态碳中和模式的科学内涵,构建了煤基能源动态碳中和模式的体系架构,揭示了煤基能源动态碳中和模式的保供降碳机理;建立了基于系统动力学的效益评估模型,评估了煤基能源动态碳中和模式在能源安全、减排降碳、社会发展等方面的效益。结果表明:相比煤炭能源开发利用,2060年不同情景下煤基能源开发利用可实现46%⁓55%的减排潜力,油气对外依存度降低到20%以内,考虑到煤基碳捕集与封存(CCS)技术固碳能力,煤基能源动态碳中和模式的降碳潜力可达84%,进一步实现降碳目标需依赖于碳捕获、利用与封存(CCUS)技术的全流程应用和矿区碳汇;煤基能源开发利用可作为油气储备技术,有助于显著提升能源安全保障能力,但2030年之前我国依然面临较大的油气缺口,煤基能源发展刻不容缓。研究建议,建设以煤基能源动态碳中和技术体系为支撑的新型能源体系,实现能源自主可控,并兼顾“双碳”目标,近中期发展煤炭地下气化技术、富油煤开发技术、煤层气开发技术,远期发展煤炭流态化开采技术。