煤炭碳中和戰(zhàn)略與技術路徑

目錄
前言
第1章 碳中和目標下我國能源戰(zhàn)略研判 1
1.1 碳達峰碳中和是國家戰(zhàn)略 1
1.1.1 碳達峰碳中和已成為全球共識 1
1.1.2 我國提出碳達峰碳中和目標任務 3
1.2 碳中和目標對我國能源發(fā)展的新要求 7
1.2.1 加快能源低碳轉(zhuǎn)型步伐 7
1.2.2 加快新能源技術產(chǎn)業(yè)化發(fā)展 7
1.2.3 更加重視煤炭的能源兜底保障作用 7
1.3 碳中和目標下我國能源發(fā)展戰(zhàn)略方向 8
1.3.1 大力發(fā)展節(jié)能技術，提高能源利用效率 8
1.3.2 大力發(fā)展新能源技術，優(yōu)化電力結(jié)構 9
1.3.3 大力發(fā)展“清潔煤電+CCUS”，推進煤炭低碳利用 10
1.3.4 大力發(fā)展少碳-用碳-零碳能源原理創(chuàng)新，加快顛覆性技術研發(fā) 10
1.3.5 轉(zhuǎn)變能源“雙控”政策要求，以政策倒逼技術進步 11
第2章 發(fā)達國家碳達峰經(jīng)驗分析借鑒 14
2.1 美國 14
2.1.1 美國碳達峰前后現(xiàn)代化進程與能源消費特征 14
2.1.2 美國低碳發(fā)展相關政策措施 19
2.1.3 美國碳減排經(jīng)驗分析 21
2.2 德國 25
2.2.1 德國碳達峰前后現(xiàn)代化進程與能源消費特征 25
2.2.2 德國低碳發(fā)展相關政策措施 33
2.2.3 德國碳減排經(jīng)驗分析 38
2.3 英國 42
2.3.1 英國碳達峰前后現(xiàn)代化進程與能源消費特征 42
2.3.2 英國低碳發(fā)展相關政策措施 46
2.3.3 英國碳減排經(jīng)驗分析 51
2.4 日本 53
2.4.1 日本碳達峰前后現(xiàn)代化進程與能源消費特征 53
2.4.2 日本低碳發(fā)展相關政策措施 56
2.4.3 日本碳減排經(jīng)驗分析 60
2.5 發(fā)達國家碳達峰主要特征與經(jīng)驗分析 63
2.5.1 碳達峰后能源消費總量并未明顯下降 63
2.5.2 碳達峰后仍需要使用煤炭 64
2.5.3 節(jié)能提效是優(yōu)先的碳減排路徑 65
第3章 碳中和目標下我國煤炭需求與地位研判 66
3.1 碳中和目標下我國能源需求總量分析 66
3.1.1 經(jīng)濟增長與能源消費脫鉤關系分析 66
3.1.2 能源需求總量回顧分析與未來預測 72
3.2 碳中和目標對煤炭行業(yè)發(fā)展的影響分析 78
3.2.1 煤炭開發(fā)利用碳排放特征分析 79
3.2.2 碳中和目標對煤炭行業(yè)的影響機制分析 79
3.2.3 碳中和目標下煤炭競爭力格局分析 80
3.3 碳中和目標下煤炭需求預測 84
3.3.1 電力調(diào)峰 85
3.3.2 碳質(zhì)還原劑 86
3.3.3 保障能源安全 88
3.4 碳中和目標下煤炭與新能源地位變化 90
3.4.1 基礎能源階段(2021～2030年) 91
3.4.2 保障能源階段(2031～2050年) 91
3.4.3 支撐能源階段(2051～2060年) 92
3.4.4 應急儲備能源階段(2060年以后) 92
第4章 碳中和目標下煤炭科學產(chǎn)能資源量及支撐能力分析 93
4.1 碳中和目標下亟須提高煤炭科學產(chǎn)能支撐能力 93
4.1.1 煤炭科學產(chǎn)能發(fā)展現(xiàn)狀 93
4.1.2 碳中和目標實現(xiàn)需煤炭科學產(chǎn)能支撐 98
4.2 碳中和目標下煤炭資源采出量與動用量實證研究 99
4.2.1 煤炭資源采出率 99
4.2.2 礦井設計年限服務率 106
4.3 碳中和目標下我國煤炭資源可用量分析 107
4.3.1 我國煤炭資源分布及特征 107
4.3.2 碳中和目標下煤炭資源可用量影響因素分析 113
4.3.3 碳中和目標下我國煤炭資源可供開發(fā)量預測 116
4.4 碳中和目標下煤炭科學產(chǎn)能規(guī)模分析 117
4.4.1 黃河流域煤炭科學產(chǎn)能規(guī)模預測 117
4.4.2 其他區(qū)域煤炭科學產(chǎn)能規(guī)模預測 118
4.4.3 碳中和目標下煤炭科學產(chǎn)能規(guī)模預測 119
4.5 碳中和目標下煤炭科學產(chǎn)能支撐能力分析 119
4.5.1 評估模型 119
4.5.2 數(shù)值選取 120
4.5.3 測算結(jié)果 121
4.5.4 結(jié)論分析 121
第5章 碳中和目標下煤炭面臨的挑戰(zhàn)和機遇 123
5.1 碳中和目標下煤炭面臨的挑戰(zhàn) 123
5.1.1 煤炭消費減量導致煤炭行業(yè)發(fā)展空間受限 123
5.1.2 新能源大比例接入要求提高煤炭供應柔性 124
5.1.3 零碳排放要求顛覆現(xiàn)有煤炭利用方式 124
5.2 碳中和目標下煤炭面臨的機遇 125
5.2.1 實現(xiàn)煤炭高質(zhì)量發(fā)展的機遇 125
5.2.2 煤炭升級高技術產(chǎn)業(yè)的機遇 126
5.2.3 煤炭與新能源融合發(fā)展的機遇 127
第6章 煤炭碳中和戰(zhàn)略與科技創(chuàng)新路徑 129
6.1 煤炭碳中和戰(zhàn)略藍圖與發(fā)展戰(zhàn)略 129
6.1.1 煤炭碳中和戰(zhàn)略藍圖 129
6.1.2 煤炭碳中和戰(zhàn)略目標 130
6.1.3 煤炭碳中和發(fā)展戰(zhàn)略 130
6.2 煤炭碳中和重點任務 134
6.2.1 加大力度勘探符合煤炭科學產(chǎn)能要求的煤炭資源(資源保障) 134
6.2.2 建設煤炭科學產(chǎn)能全國支撐基地(產(chǎn)能保障) 134
6.2.3 推進柔性煤炭科學產(chǎn)能建設(經(jīng)濟運行應急保障) 134
6.2.4 研究制定能源安全下的煤炭科學產(chǎn)能儲備戰(zhàn)略(國家能源安全保障 ) 134
6.2.5 加快煤炭科學產(chǎn)能支撐力科技攻關(技術保障) 135
6.2.6 構建適應碳中和要求的多能互補的煤礦清潔能源系統(tǒng)(碳中和) 135
6.3 煤炭碳中和科技創(chuàng)新路徑 135
6.3.1 煤炭保障能源供給安全的技術路徑 136
6.3.2 煤炭開發(fā)利用少碳用碳的技術路徑 136
6.3.3 煤與新能源多能互補的技術路徑 138
6.3.4 煤礦區(qū)生態(tài)碳匯技術路徑 139
第7章 煤炭開發(fā)利用碳中和技術體系 140
7.1 煤炭精準保供技術 140
7.1.1 資源勘查與地質(zhì)保障技術 140
7.1.2 智能無人開采成套技術裝備 145
7.1.3 低損綠色開采關鍵技術 147
7.2 煤炭開發(fā)少碳用碳技術 148
7.2.1 煤炭開發(fā)節(jié)能提效技術 148
7.2.2 煤礦瓦斯抽采利用關鍵技術 151
7.2.3 煤層 CO2安全封存關鍵技術 153
7.2.4 煤炭開采擾動空間 CO2封存關鍵技術 154
7.3 煤炭利用少碳用碳技術 156
7.3.1 先進靈活超超臨界發(fā)電技術 156
7.3.2 新一代煤氣化技術 159
7.3.3 煤經(jīng)合成氣一步法制化學品關鍵技術 162
7.3.4 整體煤氣化燃料電池聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術 163
7.3.5 零碳排放的直接煤燃料電池發(fā)電新技術 164
7.3.6 先進煤基碳材料制備技術 165
7.4 煤炭開發(fā)利用減碳變革性技術 166
7.4.1 深部煤與瓦斯物理流態(tài)化共采技術 167
7.4.2 深部煤炭原位化學流態(tài)化開采技術 168
7.4.3 深部煤炭原位生物降解流態(tài)化開采技術 169
第8章 “煤炭+”多能互補零碳負碳技術體系 171
8.1 “煤炭+”多能互補零碳技術體系 171
8.1.1 清潔煤電+CCUS技術 171
8.1.2 燃煤與太陽能耦合發(fā)電+CCUS技術 174
8.1.3 煤與生物質(zhì)協(xié)同利用+CCUS技術 175
8.1.4 綠氫與煤炭轉(zhuǎn)化融合+CCUS技術 179
8.1.5 礦區(qū)風光儲熱一體化發(fā)展模式與關鍵技術 183
8.1.6 礦區(qū)中低溫地熱發(fā)電未來技術 188
8.2 “煤炭+”多能互補負碳技術體系 190
8.2.1 礦區(qū)咸水層CO2封存技術 190
8.2.2 煤礦原位CO2與甲烷重整制氫技術 192
8.2.3 CO2礦化發(fā)電顛覆性技術 193
8.2.4 煤礦區(qū)CO2驅(qū)替煤層氣技術 198
8.2.5 CO2能源化資源化利用催化轉(zhuǎn)化技術 198
8.2.6 CO2捕集革新技術 201
第9章 煤礦區(qū)碳匯技術體系 207
9.1 煤礦區(qū)生態(tài)碳匯擴容技術體系 207
9.1.1 土壤碳庫重構與碳匯功能提升技術 207
9.1.2 植被碳庫重建與碳匯功能提升技術 208
9.1.3 立體空間碳匯技術 208
9.1.4 水體碳匯功能提升技術 209
9.1.5 地表塌陷修復治理碳匯恢復技術 210
9.2 煤礦區(qū)生態(tài)碳匯防損技術體系 211
9.2.1 碳庫構建碳泄露風險防控技術 211
9.2.2 碳庫維護碳泄露風險防控技術 211
9.2.3 地表生態(tài)碳匯減損技術 211
9.3 煤礦區(qū)碳匯管理技術體系 212
9.3.1 煤礦區(qū)碳匯監(jiān)測技術 212
9.3.2 煤礦區(qū)碳匯計量評估技術 213
9.3.3 煤礦區(qū)碳匯交易管理技術 213
參考文獻 214