谢和平院士：碳中和目标下煤炭行业的三大发展机遇

　    科学研判碳达峰碳中和目标下我国能源消费结构和煤炭消费演变趋势，采取正确的应对措施，是实现碳达峰碳中和、能源安全稳定供应双重目标的客观要求。

　　近日，谢和平院士团队在系统分析美国等发达国家碳达峰前后现代化进程与能源消费特征的基础上，研判了我国能源消费格局演变趋势及不同时段煤炭消费规模，指出了碳达峰碳中和目标将给煤炭行业带来的三大发展机遇。

　　一、碳达峰前后美国现代化进程与能源消费特征

　　欧美主要发达国家在19世纪末、20世纪初完成了工业化，并开启现代化进程。发达国家在基本实现现代化后，能源消费与经济发展脱钩，能源消费达峰，碳排放开始下降。综合考虑经济体量、产业结构、人口规模等因素，美国的发展经验对我国有很好的借鉴意义。

美国GDP、能源消费变化及能源脱钩状态

　　研究人员根据现代化进程、能源消费和碳排放趋势，将美国碳排放分三个阶段：即碳达峰前期（1949—1999年）、碳达峰平台期（2000—2008年）、碳达峰后期（2009年至今）。依据Tapio弹性分析法对美国能源消耗与GDP增长的脱钩程度进行定量分析后，得到如下认识：

　　1）页岩气革命支撑了美国经济发展的能源需求，现代化进程仍需化石能源。近10年页岩气产量年均增长23.4%，支撑天然气在美国能源消费结构中提高了9个百分点，化石能源在能源消费结构中占比稳定保持在80%以上。

　　2）节能带动现代化进程与能源消费脱钩，是支撑能源达峰、碳排放下降的最核心因素。近10年美国单位GDP能耗年均降速达3.6%，节能相当于增加美国能源供应41.5%，且不增加碳排放。

　　3）如光靠新能源增长，支撑不起美国经济发展。近10年美国核能基本不增长，可再生能源在能源消费结构中仅增长4.4个百分点。如果扣除页岩气推动的天然气消费增长，美国将增加4.6个百分点的能源供应缺口。

　　二、碳中和目标下我国能源发展路径

　　依据现代化进程的经济和社会指标综合判断，目前我国现代化程度与美国1950—1970年相当，这一差距要求现代化进程持续推进，仍然需要能源支撑。

　　能源领域是我国实现碳达峰碳中和的核心所在，但不意味着要完全退出煤炭，完全退出化石能源。借鉴美国碳达峰前后的能源消费、碳排放强度等基本特征和变化规律，结合我国能源资源禀赋和经济社会所处发展阶段，碳达峰碳中和目标下，我国能源发展将主要有三大路径。

　　（1）持续提高能源效率，减少能源消费

　　美国能源消费碳排放强度在碳达峰前期、达峰期下降幅度较小，实现碳达峰核心是提高能源效率，降低单位GDP能耗，在不大幅度增加能源消费的前提下，支撑经济增长。2019年美国单位GDP能耗仅相当于1949年的3.9%。

　　我国单位GDP能耗自1988年以来呈现快速下降趋势，由29.8tce/万美元降低到2019年的3.4tce/万美元，降低了88.6%，但距离世界平均水平和发达国家还有较大差距，是世界平均水平的1.4~1.5倍，是美国的2倍。若能达到世界平均，每年可少用能13亿tce、减排二氧化碳34亿t，约占2020年我国碳排放量的1/3。因此，测硫仪，提高能源效率，减少能源消费，是我国实现碳达峰碳中和的最重要途径。

中美单位GDP能耗比较

　　（2）大力发展新能源，优化电力结构

　　能源结构优化核心是电力结构优化。1949—2015年煤炭一直是美国发电能源的第一大来源，从2016年起天然气成为第一大发电能源，且占比不断提高。到2020年天然气发电占比达到40%，煤炭仅占19%。

　　在碳达峰前期，燃煤发电在美国的电力结构中占据主导地位，但占比呈下降趋势，天然气发电呈增加趋势，其它能源发电占比变化不大。

　　在碳达峰平台期，燃煤发电占比呈现下降趋势，天然气发电占比稳步增加，天然气发电对煤炭的替代是推动美国碳达峰的重要原因。

　　在碳达峰后期，燃煤发电占比由2009年的45.7%迅速降低到2020年的19.9%，降低了25.8个百分点；天然气发电持续增加，由2009年的22.1%增加到2020年的39.3%，增加了17.2个百分点；可再生能源发电稳步增加了10.5个百分点。天然气和可再生能源持续替代煤炭发电，支撑了美国碳达峰后期碳排放量下降。