碳中和目標既是我國對國際社會發(fā)出的莊重承諾,也是中華民族實現(xiàn)永續(xù)發(fā)展的必然選擇。碳中和目標提出以來,政府從國家戰(zhàn)略的高度落地了頂層設(shè)計,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)正緊鑼密鼓地推進與運行。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)股份有限公司進行地方產(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目是全國首家由民營企業(yè)投資建設(shè)的煤制氣示范項目,也是已投產(chǎn)項目中唯一一家以水煤漿氣化為關(guān)鍵技術(shù)的民營企業(yè),其經(jīng)濟效益在國內(nèi)已投產(chǎn)的四家煤制氣項目中屬較好。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)排放物處理相對簡單,有一定的環(huán)保效益。
據(jù)了解,該煤制氣項目分兩期建設(shè),煤制氣總能力年產(chǎn)達16億立方米,年液化天然氣能力達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)濟價值的副產(chǎn)物,當(dāng)前的生產(chǎn)規(guī)模每年可實現(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,許多煤化工項目均落戶于水資源相對匱乏的西部干旱地區(qū),給當(dāng)?shù)厮h(huán)境造成了一定負擔(dān),但匯能煤制氣項目生產(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存溝、川的雨水、消冰水。煤化工產(chǎn)生的廢水全部實現(xiàn)零排放。
匯能集團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,還可以保護水環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)的健康。總的來說,匯能集團建設(shè)蓄水湖提高了水資源的管理和利用效率,同時也符合社會對綠色發(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)股份有限公司與滿世投資集團有限公司合資建設(shè)的光伏制氫一體化示范項目,該項目于2023年6月29日正式“氫”裝上陣,是我國首個萬噸級新能源制氫項目。
該項目基于采煤回填區(qū)建設(shè)光伏電站,年均發(fā)電量可達7.4億千瓦時,其中發(fā)電量的80%用于電解水制氫,目前項目配備了15套每小時產(chǎn)1000標方氫氣的堿性電解槽裝置,可實現(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,對當(dāng)?shù)氐哪茉崔D(zhuǎn)型和碳中和目標具有里程碑意義,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踐經(jīng)驗。
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依賴型城市,“雙碳”目標下其能源轉(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。
立足資源稟賦延長煤化工產(chǎn)業(yè)鏈、強化風(fēng)電光伏和氫能產(chǎn)業(yè)鏈、補全碳捕集和利用等負碳產(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)儲備和產(chǎn)能儲備”,對我國天然氣供給安全有重要的現(xiàn)實意義。
匯能集團在未來將以常規(guī)電力與綠電耦合發(fā)展、現(xiàn)代煤化工及煤基新材料項目建設(shè)、“源、網(wǎng)、荷、儲”一體化集成項目為戰(zhàn)略發(fā)展重點。匯能集團在已建成的煤制氣項目中居領(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)股份有限公司的綠電制氫項目對當(dāng)?shù)丨h(huán)境治理、碳中和宏大目標、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)略目標和經(jīng)濟發(fā)展為中心,立足當(dāng)?shù)啬茉促Y源稟賦,未來可重點發(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,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,但是煤化工項目生產(chǎn)過程產(chǎn)生的高濃度二氧化碳對于CCUS等負碳技術(shù)而言屬于優(yōu)質(zhì)碳源,捕集成本也相對較低。若企業(yè)在未來能夠?qū)ιa(chǎn)過程中高濃度的二氧化碳進行捕集,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)可化劣勢為優(yōu)勢,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、氫能等促進地區(qū)能源轉(zhuǎn)型的低碳產(chǎn)業(yè)鏈,也要兼顧對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“雙碳”目標的碳捕集、碳利用等負碳產(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,共同托舉碳中和目標下新興產(chǎn)業(yè)網(wǎng)的高質(zhì)量發(fā)展。
困境與突圍
時下,煤炭產(chǎn)業(yè)仍是推動鄂爾多斯市經(jīng)濟發(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)濟發(fā)展的現(xiàn)實性問題。首先,目前的產(chǎn)業(yè)布局需要進行調(diào)整和轉(zhuǎn)型,以適應(yīng)低碳可持續(xù)發(fā)展的要求。這意味著需要對傳統(tǒng)的煤炭和煤化工產(chǎn)業(yè)鏈進行優(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)、資源和市場等方面的差異,因此需要建立有效的合作機制和共享平臺,促進各產(chǎn)業(yè)鏈之間的互補和協(xié)同,以達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),實現(xiàn)資源的共享和優(yōu)化利用是一個重要的問題。
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)濟上的挑戰(zhàn),一方面,需要研發(fā)和應(yīng)用先進的碳捕集、碳利用和碳儲存等負碳技術(shù),以實現(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,同時還需要建立健全的政策和法規(guī)體系,提供相應(yīng)的激勵和支持措施,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)型是一個長期過程,這可能對當(dāng)?shù)厣鐣途蜆I(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)型過程中的社會穩(wěn)定和就業(yè)機會。
在面對碳中和產(chǎn)業(yè)網(wǎng)建設(shè)過程中的問題和挑戰(zhàn)時,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,推動低碳經(jīng)濟的轉(zhuǎn)型和升級,實現(xiàn)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的改善。具體而言,針對鄂爾多斯市發(fā)展碳中和產(chǎn)業(yè)網(wǎng),有如下幾點建議:
第一,制定全面的碳中和產(chǎn)業(yè)規(guī)劃,明確發(fā)展方向、重點產(chǎn)業(yè)鏈以及具體目標。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)和市場需求,明確各產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展路徑和優(yōu)先級。
第二,建立合作機制和平臺,多個產(chǎn)業(yè)鏈的匯集和融合需要建立良好的合作機制和共享平臺,以促進各產(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)新平臺等合作平臺,提供資源整合、政策支持等方面的幫助。
第三,強化政策支持和激勵措施,如稅收優(yōu)惠、補貼獎勵、資金扶持等,鼓勵企業(yè)加大對碳中和產(chǎn)業(yè)網(wǎng)的投資和參與。同時,建立健全的監(jiān)管機制,加強對碳中和產(chǎn)業(yè)網(wǎng)的監(jiān)測、評估和指導(dǎo),確保其順利運行和發(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)加大對碳捕集、碳利用和碳儲存等負碳技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新投入,同時,鼓勵企業(yè)和科研機構(gòu)合作,建立“產(chǎn)學(xué)研用”聯(lián)盟,推動技術(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,強化政策支持和激勵措施,加強人才培養(yǎng)和技能提升,以推動碳中和產(chǎn)業(yè)網(wǎng)的高質(zhì)量發(fā)展,實現(xiàn)經(jīng)濟轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展的目標。
原標題:資源依賴城市如何碳中和轉(zhuǎn)型?