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丛利伟:新能源框架下碳基能源的作用

2024-12-23 阅读(5472)

「导读」全球兴起了新能源热潮,那么传统的碳基能源(例如煤炭等)还有没有用处了?这是目前社会普遍关注的问题。

↑作者/丛利伟

全球兴起了新能源热潮,那么传统的碳基能源(例如煤炭等)还有没有用处了?这是目前社会普遍关注的问题。

实际上新能源迅猛发展,也是不能完全替代碳基能源的作用的。为积极应对全球气候变化,我国积极采取应对气候变化的措施,主动承担起大国责任,为实现人类社会的可持续发展做出努力。继2020年9月习近平总书记在第七十五届联合国大会一般性辩论上阐明提出“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”的“双碳”目标承诺后,2020年12月,习近平总书记在气候雄心峰会上进一步宣布:“到2030年,中国的单位国内生产总值二氧化碳排放量将比2005年排放量下降65%以上,非化石能源占我国一次能源的消费比重将会达到25%左右”。

这就说明新能源框架下,未来一段时期,我国能源结构将会发生深刻变化,以光伏、风电为主的新能源将会持续发展,挤占以煤炭为首的碳基能源,然而随着新能源的发展,其在能源供给稳定性、安全性、持续性等方面也会逐渐暴露出一定的不足和局限性,在保障国家能源安全方面,碳基能源仍将作为能源保障的“压舱石”发挥着不可替代的作用。

“双碳”目标下,随着安全、环保等要求不断提高,新能源产业的不断发展以及有利于新能源发展政策施行,煤炭行业做为我国碳基能源占比最多的能源供给侧将面临着成本增大、能源机构调整等发展问题。一直以来,煤炭行业作为高风险行业,为有效降低开采风险,会采取外包等形式,将部分业务进行外包,随着安全、环保等要求的不断提升,业务外包的成本费用不断增加,此种形式在降低企业风险的同时提高了企业的开采成本。另一方面,对以煤为基础的产业循环经济提出更高要求。

以煤-电-铝产业循环为例,双碳目标的提出对于具有产业循环的企业来说,势必会推动循环经济更快发展,推动煤炭能源绿色转化能力和效率的提升。随着市场需求端对碳基资源的需求减少,具有产业循环经济的企业势必会加大自身煤炭的利用率,煤炭外售会减少,煤炭自销会增多。面对紧缩的煤炭市场,煤炭生产企业会不断细化、提升产品质量,畅通煤炭销售渠道。

同时对于煤炭企业,在应对“双碳”目标转型、新能源持续发展的框架下,对于公司的管理模式和人员能力提出了更高的要求,在面对转型战略所需的新知识、新技术、新装备、新管理手段等方面存在人员和技术缺乏的情况,针对存在的不足,煤炭企业正在提高煤炭开采各环节的技术水平,通过外部招聘和内部选拔、聘请专业师资开展针对性培训,打造具有世界一流的管理模式和一流的管理、技术人才,以提升公司应对转型升级的能力水平。

根据国家能源局数据显示,2022年全国电力工业统计数据。截至12月底,全国累计发电装机容量约25.6亿千瓦,同比增长7.8%。其中,风电装机容量约3.7亿千瓦,同比增长11.2%;太阳能发电装机容量约3.9亿千瓦,同比增长28.1%。通过数据可以发现,新能源装机在国家“双碳”目标提出后,其装机容量发生了迅速增长,在国家对新能源政策支持下,新能源产业迅速发展,以国资能源企业为首的大中型企业纷纷开始探索和进行产业转型,在不断提升碳基能源的利用率的同时,转型发展光伏、风电等新能源产业。

作为煤炭市场的需求端,“双碳”目标达成的最有效方法就是降低碳基能源的利用率,发展以新能源为主的清洁能源。以燃煤电厂为例,燃煤电厂对煤炭的需求占煤炭总量的90%左右,在新能源框架下,燃煤电厂也在寻求产业转型,不断发展风电、光伏、水电等新能源产业,新能源产生的绿电成本更低、更符合国家环保要求,绿色能源的发展势必会挤占燃煤电厂的负荷,降低燃煤电厂对煤炭的需求,这样,燃煤电厂就会对煤炭质量的要求更高,但是受限于光伏、风电等能源发电的不稳定性,燃煤电厂仍将是稳定电力系统的压舱石,煤炭资源在未来一段时间还将是电力能源的稳定保障,在可预见的一定时期内,煤炭资源需求仍然稳定。

面对新能源的快速发展,碳基能源在其能源结构的作用上会发生一定的变化,通过对近三年的煤炭供给侧和需求侧的变化为例加以说明。

新能源框架下煤炭市场供给分析

煤炭资源是我国能源体系的支柱,其供给状况直接影响国家能源安全和经济发展。我国具有“富煤、贫油、少气”的资源特征,煤炭资源丰富,决定了煤炭在我国能源结构中的主导地位。根据国家统计局数据显示,我国现有煤炭储量2492.3亿吨,主要分布在我国山西、内蒙古、陕西和新疆省份,其中山西省储量为916.19亿吨,内蒙古储量为510.27亿吨,陕西省储量为162.93亿吨,新疆储量为162.31亿吨,四地储量总计1751.7亿吨,占全国总储量的70.3%。总体体现出煤炭资源北多南少、西多东少的分布特征。

丰富的煤炭资源,为我国能源安全提供了坚实的保障,煤炭资源仍是我国能源输入的主要来源,然而在国家能源政策的限制及供给侧结构性改革的要求下,我国煤炭资源的生产量将会呈现震荡趋势,根据国家统计局数据显示,2020年、2021年、2022年我国煤炭生产量分别为39亿吨、41.3亿吨、45.5亿吨。而根据中国煤炭工业协会发布的指导意见,预计到2025年,我国煤炭产量将控制在41亿吨左右,较2022年的45.5亿吨有所减少。

(↑此数据来源于国家统计局网站)

与此同时,原煤占一次能源生产总量的比值也呈现下降的趋势,如图所示:

↑(此数据来源于国家统计局网站)

根据统计数据,2023年原煤占一次能源生产总量比重呈现最低,在现有能源政策、环保、安全监管、反腐政策等的影响下,原煤生产将受到一定的限制,同时受需求侧的影响,煤炭供给会从以产促销、产销结合的形式转型为政策导向、以销定产的趋势。

在有效保障能源安全的基础上,延续非可再生资源的持续开采周期。

从我国煤炭分布来看,虽然我国煤炭资源丰富,但是由于受到地域性隔离的限制,原煤产量不一定能够反映出煤炭的有效供给量,因此在研究总供给量的基础上,也需要关注市场的有效供给量。当原煤产量大于有效供给量,煤炭价格相应会降低,当原煤产量小于有效供给量,煤炭价格将反弹上升。另外煤炭长距离运输的高昂成本又再一次加大了地域性隔离效果。在煤炭产出区和销售的有效半径内,煤炭供给又会存在各自的特点和问题。

综上所述,煤炭行业的供给分析涉及多个方面,包括资源禀赋、产量控制、行业周期、价格波动、供需关系、产能分布以及地域性隔离等。在未来,随着国家对于能源结构调整和安全环保要求的不断提高,煤炭行业将面临转型升级的压力,同时也需要应对新能源发展带来的挑战。煤炭企业需要加强技术创新和管理提升,以实现绿色开采和清洁利用,同时保障国家能源安全和经济发展的需要。

新能源框架下煤炭供给趋势分析

煤炭使用是我们碳排放的主要来源,占总碳排放的70%,因此要实现“双碳”目标,煤炭消费势必将受到抑制,减少煤炭使用将是实现碳减排的关键步骤。预计随着新能源产业的快速发展和技术进步,煤炭的主体能源地位将被逐渐取代。但是,这将是个漫长的过程,在我国实现碳达峰的过程中,煤炭行业将会通过产能布局优化和结构调整,在不减少煤炭产能的基础上,通过加大煤炭绿色生产、产业循环经济、购置碳排放指标等手段,实现煤炭资源的绿色转型,另一方面随着需求端的低碳排放技术的成熟和不断升级,有效减少煤炭利用后的碳排放数值,提高碳吸收和回收利用技术,将有效较少煤炭行业供给的压力。

通过煤炭供给端和需求端的绿色转型措施的不断成熟和持续改进,最终实现碳排放和碳中和的良性循环,由此可预见,在实现碳达峰和碳中和的过程中及未来一段时间,煤炭行业的供给将受煤炭绿色开采、煤炭原料利用、碳排放技术成熟度等因素的影响,存在区域内和跨区域的供给竞争,煤炭供给将受到政策和市场竞争双重因素影响,未来,煤炭供给将呈现短期下降并保持长期震荡的竞争趋势。

新能源框架下煤炭市场需求分析

我国是煤炭能源的消费大国,2020年全球的煤耗总量为51.48亿tce(吨标准煤当量),我国煤耗高达27.97亿tce,占全球煤炭消费总量的54.33%。煤炭需求量近年来虽有所下降,担2020年煤炭需求量在能源需求结构占比中仍高达56.8%,在很长一段时间内,煤炭依然是我国能源行业的主要需求资源。

煤炭需求结构是指不同领域和行业对煤炭的需求和消耗情况,包括电力、非电力、冶金等主要耗煤行业,其煤炭的消费量占总消费量的80%左右。目前,我国仍属于发展中国家,在实现中华民族的伟大复兴的进程中,需要更多的能源、资源、人力和财力去保障物质基础,建设基础设施,稳固国防力量,发展航天、交通、通讯、互联网、AI等领先及高精尖产业。就会需要大量的电力、钢铁、水泥、稀有金属等能源和基础材料。这些能源的产生、保障和高效利用,都离不开煤炭资源。作为基础资源和保障性资源,在不同的煤炭需求结构中有着各自的需求特点。

首先,在我国,电力行业依然是煤炭消费的主力军,主要用于发电,电煤消费在煤炭消费中占比超过50%。虽然近些年“双碳”目标的提出,清洁能源迅速发展,煤电占比逐渐下降,但是其仍占据重要地位。国家统计局数据显示从2019年-2022年,火电生产电力量分别为5.22万亿千瓦时、5.33万亿千瓦时、5.8万亿千瓦时、5.89万亿千瓦时,呈逐年上升趋势,而火电在总产电力量中的占比仍为70%左右。电量的增长,反映出社会对煤电的需求和认可,在现有煤电技术成熟的基础上,对煤炭的需求呈现稳中增长的趋势。根据国家统计局数据显示,从2019年-2022年,火力发电中间消耗煤炭分别为21亿吨、21.16亿吨、23.34亿吨、23.78亿吨。

↑(此数据来源于国家统计局网站)

在非电力行业煤炭需求方面,会根据国家政策的变化而有微小的震荡。例如受目前的房产政策的影响,建筑业和相关基础设备投资不足,进而抑制水泥、玻璃等建筑原料的生产,给非电力各行业煤炭消费带来压力。相对来说,随着国家开展能源的高效利用,相应的煤化工行业,如煤制气、煤制油和煤制化学品等产业存在着巨大的消费潜力。以煤制油和煤制气煤炭消费为例,根据国家数据显示,2019年-2022年两者的煤炭消费均呈现明显增加态势(如下图)。

↑(此数据来源于国家统计局网站)

另一方面,冶金煤的需求也在随着我国经济的快速发展以及“一带一路”的深入发展而呈现需求增多的趋势。近年来,国内冶金煤的产量虽然呈上升趋势,2019年达到2.84亿吨,2020年增至2.92亿吨,但依然无法满足全部需求。2019年,中国冶金煤需求量为3.29亿吨,2020年上升到3.35亿吨,产量不能满足需求量,需大量进口以填补供需缺口。2019年,中国冶金煤净进口量达0.45亿吨,2020年为0.43亿吨。在优质冶金煤方面,其稀缺性使其需求更为旺盛。由于高炉大型化趋势以及对低能耗和低碳排放的要求,优质冶金煤成为必不可少的原料。

综上所述,在新能源框架下,碳基能源仍然具有重要作用:

提供稳定的能源供应。碳基能源如煤炭、石油和天然气在能源供应体系中具有相对稳定和可靠的特点,可以在新能源发展不稳定或无法满足需求时,提供持续的能源保障,确保能源供应的稳定性和连续性。主要体现在可以为工业生产、交通运输、商业活动等提供持续稳定的能源,维持经济的正常运转和增长。保障电力、热力等基础设施的稳定运行,如医院、学校、通信设施等,确保社会基本服务的不间断提供。可以在能源需求高峰时期,能够迅速补充能源供应的缺口,避免出现能源短缺导致的生产停滞或生活不便。还可以在自然灾害、突发事件或其他紧急情况下,作为可靠的能源来源,支持救援、恢复和重建工作。稳定的供应有助于平抑能源价格波动,减少因能源供应不稳定导致的市场混乱和经济损失。有效保障依赖碳基能源的上下游产业的正常运转,维持整个产业链的稳定和发展。

作为不可替代的化工原料。是重要的化工原料来源,用于生产各种化学品、材料和产品。用于生产众多基础化学品,如乙烯、丙烯、苯、甲苯、二甲苯等。这些基础化学品是制造塑料、橡胶、纤维、涂料、胶粘剂等众多化工产品的重要原料。碳基能源也是合成塑料(如聚乙烯、聚丙烯)、合成纤维(如聚酯纤维)和合成橡胶(如丁苯橡胶)的关键原料。这些合成材料在现代工业和日常生活中广泛应用,从包装材料到汽车零部件,从服装到建筑材料。在制药工业中,碳基能源衍生的化工原料用于合成药物活性成分和中间体。在精细化工领域,生产香料、化妆品、洗涤剂等产品也依赖于这些原料。在农业生产中,其可用于制造农药、化肥等农业化学品,保障农业生产和粮食安全。

(作者:丛利伟,系内蒙古电投能源股份有限公司煤炭运销公司安全主管,中级注册安全工程师,劳动安全高级工程师,沈阳工业大学管理学院管理学硕士研究生,主要研究能源管理)