煤炭碳中和戰(zhàn)略與技術(shù)路徑

目錄
前言
第1章 碳中和目標(biāo)下我國能源戰(zhàn)略研判 1
1.1 碳達(dá)峰碳中和是國家戰(zhàn)略 1
1.1.1 碳達(dá)峰碳中和已成為全球共識 1
1.1.2 我國提出碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)任務(wù) 3
1.2 碳中和目標(biāo)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(shù)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(biāo)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(shù)，提高能源利用效率 8
1.3.2 大力發(fā)展新能源技術(shù)，優(yōu)化電力結(jié)構(gòu) 9
1.3.3 大力發(fā)展“清潔煤電+CCUS”，推進(jìn)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(shù)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(shù)進(jìn)步 11
第2章 發(fā)達(dá)國家碳達(dá)峰經(jīng)驗分析借鑒 14
2.1 美國 14
2.1.1 美國碳達(dá)峰前后現(xiàn)代化進(jìn)程與能源消費特征 14
2.1.2 美國低碳發(fā)展相關(guān)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(dá)峰前后現(xiàn)代化進(jìn)程與能源消費特征 25
2.2.2 德國低碳發(fā)展相關(guān)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(dá)峰前后現(xiàn)代化進(jìn)程與能源消費特征 42
2.3.2 英國低碳發(fā)展相關(guān)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(dá)峰前后現(xiàn)代化進(jìn)程與能源消費特征 53
2.4.2 日本低碳發(fā)展相關(guān)政策措施 56
2.4.3 日本碳減排經(jīng)驗分析 60
2.5 發(fā)達(dá)國家碳達(dá)峰主要特征與經(jīng)驗分析 63
2.5.1 碳達(dá)峰后能源消費總量并未明顯下降 63
2.5.2 碳達(dá)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(biāo)下我國煤炭需求與地位研判 66
3.1 碳中和目標(biāo)下我國能源需求總量分析 66
3.1.1 經(jīng)濟(jì)增長與能源消費脫鉤關(guān)系分析 66
3.1.2 能源需求總量回顧分析與未來預(yù)測 72
3.2 碳中和目標(biāo)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(biāo)對煤炭行業(yè)的影響機(jī)制分析 79
3.2.3 碳中和目標(biāo)下煤炭競爭力格局分析 80
3.3 碳中和目標(biāo)下煤炭需求預(yù)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(biāo)下煤炭與新能源地位變化 90
3.4.1 基礎(chǔ)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(yīng)急儲備能源階段(2060年以后) 92
第4章 碳中和目標(biāo)下煤炭科學(xué)產(chǎn)能資源量及支撐能力分析 93
4.1 碳中和目標(biāo)下亟須提高煤炭科學(xué)產(chǎn)能支撐能力 93
4.1.1 煤炭科學(xué)產(chǎn)能發(fā)展現(xiàn)狀 93
4.1.2 碳中和目標(biāo)實現(xiàn)需煤炭科學(xué)產(chǎn)能支撐 98
4.2 碳中和目標(biāo)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(shè)計年限服務(wù)率 106
4.3 碳中和目標(biāo)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(biāo)下煤炭資源可用量影響因素分析 113
4.3.3 碳中和目標(biāo)下我國煤炭資源可供開發(fā)量預(yù)測 116
4.4 碳中和目標(biāo)下煤炭科學(xué)產(chǎn)能規(guī)模分析 117
4.4.1 黃河流域煤炭科學(xué)產(chǎn)能規(guī)模預(yù)測 117
4.4.2 其他區(qū)域煤炭科學(xué)產(chǎn)能規(guī)模預(yù)測 118
4.4.3 碳中和目標(biāo)下煤炭科學(xué)產(chǎn)能規(guī)模預(yù)測 119
4.5 碳中和目標(biāo)下煤炭科學(xué)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(biāo)下煤炭面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇 123
5.1 碳中和目標(biāo)下煤炭面臨的挑戰(zhàn) 123
5.1.1 煤炭消費減量導(dǎo)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(yīng)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(biāo)下煤炭面臨的機(jī)遇 125
5.2.1 實現(xiàn)煤炭高質(zhì)量發(fā)展的機(jī)遇 125
5.2.2 煤炭升級高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的機(jī)遇 126
5.2.3 煤炭與新能源融合發(fā)展的機(jī)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(lán)圖與發(fā)展戰(zhàn)略 129
6.1.1 煤炭碳中和戰(zhàn)略藍(lán)圖 129
6.1.2 煤炭碳中和戰(zhàn)略目標(biāo) 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(wù) 134
6.2.1 加大力度勘探符合煤炭科學(xué)產(chǎn)能要求的煤炭資源(資源保障) 134
6.2.2 建設(shè)煤炭科學(xué)產(chǎn)能全國支撐基地(產(chǎn)能保障) 134
6.2.3 推進(jìn)柔性煤炭科學(xué)產(chǎn)能建設(shè)(經(jīng)濟(jì)運行應(yīng)急保障) 134
6.2.4 研究制定能源安全下的煤炭科學(xué)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(xué)產(chǎn)能支撐力科技攻關(guān)(技術(shù)保障) 135
6.2.6 構(gòu)建適應(yīng)碳中和要求的多能互補(bǔ)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(shù)路徑 136
6.3.2 煤炭開發(fā)利用少碳用碳的技術(shù)路徑 136
6.3.3 煤與新能源多能互補(bǔ)的技術(shù)路徑 138
6.3.4 煤礦區(qū)生態(tài)碳匯技術(shù)路徑 139
第7章 煤炭開發(fā)利用碳中和技術(shù)體系 140
7.1 煤炭精準(zhǔn)保供技術(shù) 140
7.1.1 資源勘查與地質(zhì)保障技術(shù) 140
7.1.2 智能無人開采成套技術(shù)裝備 145
7.1.3 低損綠色開采關(guān)鍵技術(shù) 147
7.2 煤炭開發(fā)少碳用碳技術(shù) 148
7.2.1 煤炭開發(fā)節(jié)能提效技術(shù) 148
7.2.2 煤礦瓦斯抽采利用關(guān)鍵技術(shù) 151
7.2.3 煤層 CO2安全封存關(guān)鍵技術(shù) 153
7.2.4 煤炭開采擾動空間 CO2封存關(guān)鍵技術(shù) 154
7.3 煤炭利用少碳用碳技術(shù) 156
7.3.1 先進(jìn)靈活超超臨界發(fā)電技術(shù) 156
7.3.2 新一代煤氣化技術(shù) 159
7.3.3 煤經(jīng)合成氣一步法制化學(xué)品關(guān)鍵技術(shù) 162
7.3.4 整體煤氣化燃料電池聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù) 163
7.3.5 零碳排放的直接煤燃料電池發(fā)電新技術(shù) 164
7.3.6 先進(jìn)煤基碳材料制備技術(shù) 165
7.4 煤炭開發(fā)利用減碳變革性技術(shù) 166
7.4.1 深部煤與瓦斯物理流態(tài)化共采技術(shù) 167
7.4.2 深部煤炭原位化學(xué)流態(tài)化開采技術(shù) 168
7.4.3 深部煤炭原位生物降解流態(tài)化開采技術(shù) 169
第8章 “煤炭+”多能互補(bǔ)零碳負(fù)碳技術(shù)體系 171
8.1 “煤炭+”多能互補(bǔ)零碳技術(shù)體系 171
8.1.1 清潔煤電+CCUS技術(shù) 171
8.1.2 燃煤與太陽能耦合發(fā)電+CCUS技術(shù) 174
8.1.3 煤與生物質(zhì)協(xié)同利用+CCUS技術(shù) 175
8.1.4 綠氫與煤炭轉(zhuǎn)化融合+CCUS技術(shù) 179
8.1.5 礦區(qū)風(fēng)光儲熱一體化發(fā)展模式與關(guān)鍵技術(shù) 183
8.1.6 礦區(qū)中低溫地?zé)岚l(fā)電未來技術(shù) 188
8.2 “煤炭+”多能互補(bǔ)負(fù)碳技術(shù)體系 190
8.2.1 礦區(qū)咸水層CO2封存技術(shù) 190
8.2.2 煤礦原位CO2與甲烷重整制氫技術(shù) 192
8.2.3 CO2礦化發(fā)電顛覆性技術(shù) 193
8.2.4 煤礦區(qū)CO2驅(qū)替煤層氣技術(shù) 198
8.2.5 CO2能源化資源化利用催化轉(zhuǎn)化技術(shù) 198
8.2.6 CO2捕集革新技術(shù) 201
第9章 煤礦區(qū)碳匯技術(shù)體系 207
9.1 煤礦區(qū)生態(tài)碳匯擴(kuò)容技術(shù)體系 207
9.1.1 土壤碳庫重構(gòu)與碳匯功能提升技術(shù) 207
9.1.2 植被碳庫重建與碳匯功能提升技術(shù) 208
9.1.3 立體空間碳匯技術(shù) 208
9.1.4 水體碳匯功能提升技術(shù) 209
9.1.5 地表塌陷修復(fù)治理碳匯恢復(fù)技術(shù) 210
9.2 煤礦區(qū)生態(tài)碳匯防損技術(shù)體系 211
9.2.1 碳庫構(gòu)建碳泄露風(fēng)險防控技術(shù) 211
9.2.2 碳庫維護(hù)碳泄露風(fēng)險防控技術(shù) 211
9.2.3 地表生態(tài)碳匯減損技術(shù) 211
9.3 煤礦區(qū)碳匯管理技術(shù)體系 212
9.3.1 煤礦區(qū)碳匯監(jiān)測技術(shù) 212
9.3.2 煤礦區(qū)碳匯計量評估技術(shù) 213
9.3.3 煤礦區(qū)碳匯交易管理技術(shù) 213
參考文獻(xiàn) 214