資源依賴城市如何碳中和轉(zhuǎn)型?

文章來源:能源新媒苗玲 馬躍 安金勝2023-07-20 16:35

碳中和目標(biāo)既是我國對(duì)國際社會(huì)發(fā)出的莊重承諾,也是中華民族實(shí)現(xiàn)永續(xù)發(fā)展的必然選擇。碳中和目標(biāo)提出以來,政府從國家戰(zhàn)略的高度落地了頂層設(shè)計(jì),各行業(yè)正摸索產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型路徑,科研院所也正積極尋求新發(fā)展的最優(yōu)解。
 
但本輪能源轉(zhuǎn)型的非自發(fā)性決定了碳中和目標(biāo)面臨著前所未有的復(fù)雜性和艱巨性,本文以典型的煤炭資源依賴型城市鄂爾多斯市為例,探討基于當(dāng)?shù)刭Y源稟賦的轉(zhuǎn)型嘗試與產(chǎn)業(yè)布局。
 
轉(zhuǎn)型成效初見
 
仲夏的內(nèi)蒙古鄂爾多斯,煤制氣和煤制烯烴等煤基產(chǎn)業(yè)與光伏發(fā)電、電解水制氫的新產(chǎn)業(yè)正緊鑼密鼓地推進(jìn)與運(yùn)行。作為能源資源型地區(qū),本文選擇位于內(nèi)蒙古鄂爾多斯的匯能煤化工有限公司、中國三峽新能源(集團(tuán))股份有限公司進(jìn)行地方產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型成效現(xiàn)狀分析。
 
在煤制氣方面,內(nèi)蒙古匯能煤化工有限公司的煤制天然氣項(xiàng)目是全國首家由民營(yíng)企業(yè)投資建設(shè)的煤制氣示范項(xiàng)目,也是已投產(chǎn)項(xiàng)目中唯一一家以水煤漿氣化為關(guān)鍵技術(shù)的民營(yíng)企業(yè),其經(jīng)濟(jì)效益在國內(nèi)已投產(chǎn)的四家煤制氣項(xiàng)目中屬較好。水煤漿氣化技術(shù)的碳轉(zhuǎn)化率較高,氣化過程中產(chǎn)生污染較少,后續(xù)排放物處理相對(duì)簡(jiǎn)單,有一定的環(huán)保效益。
 
據(jù)了解,該煤制氣項(xiàng)目分兩期建設(shè),煤制氣總能力年產(chǎn)達(dá)16億立方米,年液化天然氣能力達(dá)100萬噸。該煤制氣過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)氣也轉(zhuǎn)化為具有高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的副產(chǎn)物,當(dāng)前的生產(chǎn)規(guī)模每年可實(shí)現(xiàn)副產(chǎn)硫磺一萬噸、硫酸鈉兩萬噸以及氯化鈉九千噸。令人矚目的是,內(nèi)蒙古匯能煤化工有限公司在水資源循環(huán)利用領(lǐng)域非常出色。
 
煤制氣的原理是利用煤炭、水和氧氣先制取粗煤氣,再經(jīng)變換、凈化后合成天然氣,這使得煤制氣面臨高耗水和高排放兩大掣肘,許多煤化工項(xiàng)目均落戶于水資源相對(duì)匱乏的西部干旱地區(qū),給當(dāng)?shù)厮h(huán)境造成了一定負(fù)擔(dān),但匯能煤制氣項(xiàng)目生產(chǎn)水的來源是煤礦疏干水和配套建設(shè)的蓄水湖。蓄水湖用于收集和儲(chǔ)存溝、川的雨水、消冰水。煤化工產(chǎn)生的廢水全部實(shí)現(xiàn)零排放。
 
匯能集團(tuán)的蓄水湖不僅可以解決煤化工企業(yè)在生產(chǎn)過程中的水資源需求,還可以保護(hù)水環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)的健康。總的來說,匯能集團(tuán)建設(shè)蓄水湖提高了水資源的管理和利用效率,同時(shí)也符合社會(huì)對(duì)綠色發(fā)展和可持續(xù)性的要求。
 
在新能源方面,位于內(nèi)蒙古鄂爾多斯的中國三峽新能源(集團(tuán))股份有限公司與滿世投資集團(tuán)有限公司合資建設(shè)的光伏制氫一體化示范項(xiàng)目,該項(xiàng)目于2023年6月29日正式“氫”裝上陣,是我國首個(gè)萬噸級(jí)新能源制氫項(xiàng)目。
 
該項(xiàng)目基于采煤回填區(qū)建設(shè)光伏電站,年均發(fā)電量可達(dá)7.4億千瓦時(shí),其中發(fā)電量的80%用于電解水制氫,目前項(xiàng)目配備了15套每小時(shí)產(chǎn)1000標(biāo)方氫氣的堿性電解槽裝置,可實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)氫氣和氧氣約1萬噸和8萬噸,產(chǎn)出氫氣可作為供給下游產(chǎn)業(yè)的氨生產(chǎn)原料。
 
該項(xiàng)目成功制取氫氣既為風(fēng)力與光伏等可再生能源的大規(guī)模就地消納提供了可復(fù)制和借鑒的案例,同時(shí)也延伸并拓展了可再生能源產(chǎn)業(yè)鏈。光伏制氫一體化項(xiàng)目是內(nèi)蒙古立足自身資源稟賦向“新”出發(fā)的關(guān)鍵一步,對(duì)當(dāng)?shù)氐哪茉崔D(zhuǎn)型和碳中和目標(biāo)具有里程碑意義,也為我國全產(chǎn)業(yè)鏈綠電制氫提供了可參考并拓展的成功實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
 
產(chǎn)業(yè)鏈的創(chuàng)新、延伸
 
內(nèi)蒙古鄂爾多斯市的人均GDP近全國人均GDP的3倍,但其人均碳排放也大幅高于全國平均水平,屬于典型的煤炭資源強(qiáng)依賴型城市,“雙碳”目標(biāo)下其能源轉(zhuǎn)型和減碳降碳面臨巨大壓力,如何避免陷入“資源詛咒”的陷阱,在“雙碳”目標(biāo)下鍛造新的產(chǎn)業(yè)發(fā)展賽道是其正在面臨的大考。
 
立足資源稟賦延長(zhǎng)煤化工產(chǎn)業(yè)鏈、強(qiáng)化風(fēng)電光伏和氫能產(chǎn)業(yè)鏈、補(bǔ)全碳捕集和利用等負(fù)碳產(chǎn)業(yè)鏈,是破局煤炭資源“偏科生”困局的關(guān)鍵。
 
從國家能源安全視角看,煤制氣是“國家能源戰(zhàn)略技術(shù)儲(chǔ)備和產(chǎn)能儲(chǔ)備”,對(duì)我國天然氣供給安全有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
 
匯能集團(tuán)在未來將以常規(guī)電力與綠電耦合發(fā)展、現(xiàn)代煤化工及煤基新材料項(xiàng)目建設(shè)、“源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)”一體化集成項(xiàng)目為戰(zhàn)略發(fā)展重點(diǎn)。匯能集團(tuán)在已建成的煤制氣項(xiàng)目中居領(lǐng)先水平,但生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的高濃度的二氧化碳不可忽視。三峽新能源(集團(tuán))股份有限公司的綠電制氫項(xiàng)目對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境治理、碳中和宏大目標(biāo)、地區(qū)能源轉(zhuǎn)型都將產(chǎn)生正向效應(yīng)。
 
基于鄂爾多斯市當(dāng)前的產(chǎn)業(yè)布局,以“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展為中心,立足當(dāng)?shù)啬茉促Y源稟賦,未來可重點(diǎn)發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)鏈+光伏、風(fēng)電等可再生能源產(chǎn)業(yè)鏈+氫能產(chǎn)業(yè)鏈+碳捕集與碳利用產(chǎn)業(yè)鏈。但未來產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展模式不再是單鏈粗獷延伸,而是多產(chǎn)業(yè)鏈匯集尋找合作節(jié)點(diǎn),全面搭建低碳可持續(xù)發(fā)展的碳中和產(chǎn)業(yè)網(wǎng)。
 
以煤化工項(xiàng)目為例,生產(chǎn)伴隨高碳排仍在一定程度上制約著企業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展,但是煤化工項(xiàng)目生產(chǎn)過程產(chǎn)生的高濃度二氧化碳對(duì)于CCUS等負(fù)碳技術(shù)而言屬于優(yōu)質(zhì)碳源,捕集成本也相對(duì)較低。若企業(yè)在未來能夠?qū)ιa(chǎn)過程中高濃度的二氧化碳進(jìn)行捕集,與可再生能源發(fā)電制氫產(chǎn)業(yè)結(jié)合,形成綠氫與二氧化碳制芳烴、甲醇等化工品的新產(chǎn)業(yè),則匯能煤化工企業(yè)可化劣勢(shì)為優(yōu)勢(shì),綠電制氫也解決了難以上網(wǎng)的可再生能源就地消納問題,降低當(dāng)?shù)貤夛L(fēng)、棄光率,同時(shí)發(fā)展了二氧化碳利用產(chǎn)業(yè)。
 
碳中和產(chǎn)業(yè)網(wǎng)既要覆蓋可再生能源、氫能等促進(jìn)地區(qū)能源轉(zhuǎn)型的低碳產(chǎn)業(yè)鏈,也要兼顧對(duì)我國能源安全起托底作用的煤炭及煤化工產(chǎn)業(yè)鏈,更要囊括應(yīng)對(duì)“雙碳”目標(biāo)的碳捕集、碳利用等負(fù)碳產(chǎn)業(yè)鏈。最關(guān)鍵的是多產(chǎn)業(yè)鏈相互交疊,融合發(fā)展,“編鏈成網(wǎng)”,共創(chuàng)產(chǎn)業(yè)賽道發(fā)展新優(yōu)勢(shì),共同托舉碳中和目標(biāo)下新興產(chǎn)業(yè)網(wǎng)的高質(zhì)量發(fā)展。
 
困境與突圍
 
時(shí)下,煤炭產(chǎn)業(yè)仍是推動(dòng)鄂爾多斯市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“重頭戲”,以鄂爾多斯市為代表的典型煤炭倚重型地區(qū)發(fā)展碳中和產(chǎn)業(yè)網(wǎng)無法規(guī)避經(jīng)濟(jì)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)性問題。首先,目前的產(chǎn)業(yè)布局需要進(jìn)行調(diào)整和轉(zhuǎn)型,以適應(yīng)低碳可持續(xù)發(fā)展的要求。這意味著需要對(duì)傳統(tǒng)的煤炭和煤化工產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行優(yōu)化和改造,以降低碳排放并增加碳捕集和利用等碳消納能力。
 
其次,多產(chǎn)業(yè)鏈的匯集和融合需要協(xié)調(diào)各產(chǎn)業(yè)之間的合作和協(xié)同發(fā)展。不同產(chǎn)業(yè)鏈之間存在著技術(shù)、資源和市場(chǎng)等方面的差異,因此需要建立有效的合作機(jī)制和共享平臺(tái),促進(jìn)各產(chǎn)業(yè)鏈之間的互補(bǔ)和協(xié)同,以達(dá)到整體效益的最大化,碳中和產(chǎn)業(yè)網(wǎng)如何與現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)形成協(xié)同效應(yīng),實(shí)現(xiàn)資源的共享和優(yōu)化利用是一個(gè)重要的問題。
 
另外,碳中和產(chǎn)業(yè)網(wǎng)的建設(shè)還面臨著技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的挑戰(zhàn),一方面,需要研發(fā)和應(yīng)用先進(jìn)的碳捕集、碳利用和碳儲(chǔ)存等負(fù)碳技術(shù),以實(shí)現(xiàn)高效的碳減排和利用;另一方面,碳中和產(chǎn)業(yè)網(wǎng)的建設(shè)需要巨大的投資和資金支持,同時(shí)還需要建立健全的政策和法規(guī)體系,提供相應(yīng)的激勵(lì)和支持措施,以吸引更多的資源和資金參與到碳中和產(chǎn)業(yè)網(wǎng)的建設(shè)中來。
 
從傳統(tǒng)煤炭產(chǎn)業(yè)向碳中和產(chǎn)業(yè)網(wǎng)的轉(zhuǎn)型是一個(gè)長(zhǎng)期過程,這可能對(duì)當(dāng)?shù)厣鐣?huì)和就業(yè)造成一定的沖擊。鄂爾多斯市需要制定一系列完善的政策和措施,以確保轉(zhuǎn)型過程中的社會(huì)穩(wěn)定和就業(yè)機(jī)會(huì)。
 
在面對(duì)碳中和產(chǎn)業(yè)網(wǎng)建設(shè)過程中的問題和挑戰(zhàn)時(shí),鄂爾多斯市也應(yīng)該依托當(dāng)?shù)氐拿禾亢涂稍偕茉串a(chǎn)業(yè)鏈,積極探索碳中和產(chǎn)業(yè)網(wǎng)的發(fā)展路徑,推動(dòng)低碳經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)型和升級(jí),實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的改善。具體而言,針對(duì)鄂爾多斯市發(fā)展碳中和產(chǎn)業(yè)網(wǎng),有如下幾點(diǎn)建議:
 
第一,制定全面的碳中和產(chǎn)業(yè)規(guī)劃,明確發(fā)展方向、重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)鏈以及具體目標(biāo)。該規(guī)劃應(yīng)綜合考慮當(dāng)?shù)刭Y源稟賦、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和市場(chǎng)需求,明確各產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展路徑和優(yōu)先級(jí)。
 
第二,建立合作機(jī)制和平臺(tái),多個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的匯集和融合需要建立良好的合作機(jī)制和共享平臺(tái),以促進(jìn)各產(chǎn)業(yè)之間的合作和協(xié)同發(fā)展。政府發(fā)揮引導(dǎo)作用,搭建產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái)等合作平臺(tái),提供資源整合、政策支持等方面的幫助。
 
第三,強(qiáng)化政策支持和激勵(lì)措施,如稅收優(yōu)惠、補(bǔ)貼獎(jiǎng)勵(lì)、資金扶持等,鼓勵(lì)企業(yè)加大對(duì)碳中和產(chǎn)業(yè)網(wǎng)的投資和參與。同時(shí),建立健全的監(jiān)管機(jī)制,加強(qiáng)對(duì)碳中和產(chǎn)業(yè)網(wǎng)的監(jiān)測(cè)、評(píng)估和指導(dǎo),確保其順利運(yùn)行和發(fā)展。
 
第四,加大技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新投入,鄂爾多斯市應(yīng)加大對(duì)碳捕集、碳利用和碳儲(chǔ)存等負(fù)碳技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新投入,同時(shí),鼓勵(lì)企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)合作,建立“產(chǎn)學(xué)研用”聯(lián)盟,推動(dòng)技術(shù)成果轉(zhuǎn)化和應(yīng)用落地。
 
總之,鄂爾多斯市發(fā)展碳中和產(chǎn)業(yè)網(wǎng)需要充分發(fā)揮政府引導(dǎo)和企業(yè)主體作用,同時(shí)注重產(chǎn)學(xué)研用的合作,加大技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新投入,強(qiáng)化政策支持和激勵(lì)措施,加強(qiáng)人才培養(yǎng)和技能提升,以推動(dòng)碳中和產(chǎn)業(yè)網(wǎng)的高質(zhì)量發(fā)展,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。
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