碳中和下中国能源转型与煤炭清洁高效利用丛书--碳中和下中国煤基能源产业优化发展

主要内容包括四个方面：一是，梳理煤基能源产业的历史贡献，分析其未来面临的转型挑战及功能定位；二是，测算煤炭清洁高效利用技术的成本竞争力，开发煤炭清洁高效利用决策优化模型；三是，量化煤炭清洁高效利用技术发展的外部性收益，探讨煤基能源的未来发展趋势，提出煤基能源清洁高效利用优化方案；四是，借鉴国外能源产业转型经验，研判中国煤基能源产业的应对策略。 在“双碳”背景下，剖析中国煤基能源产业面临的问题和挑战，研究中国煤基能源产业的优化发展路径以及应对策略，对促进中国经济、能源与环境三者之间协同发展具有重要现实意义和理论价值。本书研究成果，能够为煤基能源产业协同发展、绿色发展和创新发展相关政策的制定提供理论支持，支撑煤基能源产业管理者的宏观规划决策，有助于推动煤炭清洁高效利用技术的发展，提升煤基能源产业发展的经济效益和社会效益。

改革开放以来，中国经济的快速增长带动了能源消费和碳排放的快速增加。尽管近年来中国持续推进能源清洁化转型，清洁能源取得跨越式发展，但由于能源消费总量巨大，清洁能源占比仍然较低，煤基能源仍将主导着中国的能源消费结构。煤基能源的可持续利用对于保障我国经济发展和保障能源安全起到压舱石和稳定器的作用。根据英国石油公司（British Petroleum，BP）发布的《世界能源统计年鉴2021》，我国2020年煤炭储量位居世界第四，共计1431.97亿吨。2020年我国煤炭产量位居世界第一，约为39亿吨，贡献了全球总产量的半数以上。在消费量方面，2020年我国煤炭消费总量约为39.6亿吨，同样位居世界第一，在全球消费总量中的占比为54.3%。在储量、产量和消费量方面，煤炭都是我国位居首位的化石能源资源。自改革开放以来，煤基能源为40余年的经济高速发展提供了基础能源保障，是国民经济发展重要的支撑产业。
然而不可否认的是，煤炭在能源结构中占比过高不可避免地带来一系列环境问题，造成经济增长与排放控制之间的矛盾。据已有研究报告测算，目前中国化石能源消费所产生的碳排放总量约为100亿吨，其中约有75%的碳排放源自煤炭消费。目前我国碳排放总量巨大，且人口规模、经济体量和能源消耗量均居于全球前列，在全球气候治理中具有举足轻重的影响。2020年9月，中国政府承诺将采取更加有力的政策和措施，力争在2030年前使碳排放量达到峰值，努力争取在2060年前实现碳中和。这一庄重承诺，既体现了我国在全球气候变化协同治理中的大国担当，也为我国煤基能源体系绿色低碳发展提供了指南针和时间表。虽然在今后较长时间段内，煤炭仍旧是我国保障能源底线的重要化石能源，但不可回避的是，作为高碳能源，控制煤炭消费总量、降低煤炭消费排放强度，是碳排放控制工作的重中之重，关乎“30·60双碳”目标能否顺利实现的大局。
煤基能源产业在短中期内仍会对经济发展起到支撑作用，可以从三个视角考虑：首先是中国能源生产与消费结构的现实情况；其次是保障能源安全的角度，煤基能源产业能够保障能源供应和促进经济增长；最后是在构建清洁高效的能源体系的布局中，煤基能源产业也将发挥重要作用。在“双碳”目标的约束下，煤基能源产业链面临着生存空间狭小、功能定位和技术性及环境负外部性显著等挑战。伴随着经济转型、能源革命、大气污染治理与应对气候变化等重大战略问题的逐渐凸显，中国煤基能源产业进行产业转型是十分必要的。基于当前煤炭产业的体量以及碳排放量，中国争取在2060年前实现碳中和的目标将对煤基能源产业的发展产生剧烈冲击。碳约束下的中国能源改革将逐渐步入深水区，清洁能源替代化石能源、可再生能源电力替代煤电的双重更替步伐加快，煤炭行业提质增效、转型升级的要求更加迫切，煤基能源行业发展面临着历史性拐点。
在“双碳”目标约束下，《碳中和下中国煤基能源产业优化发展》以研判中国煤基能源产业的转型发展路径及应对策略为主要研究目标，通过“定性调研归纳+定量模型测算”的方式进行问题剖析，旨在实现不同时期的煤炭清洁高效利用以保障经济平稳发展。定性研究方面，围绕“综述产业发展的过去，分析现在存在的问题，提出未来碳约束下的发展举措”的思路，深入分析中国煤基能源产业现状，并将碳排放约束嵌入到煤基能源体系发展进程中，以我国煤基能源产业的现存问题和发展趋势为导向，针对性地研判应对策略。定量研究方面，以可计算一般均衡模型为内核进行深度开发，通过更新数据库、部门聚合与拆分、能源数据处理、碳交易市场刻画等方式编制社会核算矩阵。基于煤炭清洁高效利用决策优化模型结果，量化煤炭清洁高效利用技术发展的经济社会综合效益，探讨不同情景下的未来最优能源结构差异，提出煤基能源清洁高效利用优化方案。最后，结合模型定量测算结果和实地调研的定性成果提出中国煤炭、煤电、煤化工产业的转型发展路径及应对策略。
在“双碳”背景下，剖析中国煤基能源产业面临的问题和挑战，研究中国煤基能源产业的优化发展路径以及应对策略，对促进中国经济、能源与环境三者之间协同发展具有重要现实意义和理论价值。本书研究成果，能够为煤基能源产业协同发展、绿色发展和创新发展相关政策的制定提供理论支持，支撑煤基能源产业管理者的宏观规划决策，有助于推动煤炭清洁高效利用技术的发展，提升煤基能源产业发展的经济效益和社会效益。
本书在国家能源集团技术经济研究院的大力支持下，由厦门大学管理学院、中国能源政策研究院、能源经济与能源政策协同创新中心组织编写，吴微、杜之利、贾智杰、陈语、朱朋虎、李振声、葛佳敏、张冲冲、檀之舟、关春旭、苏彤、徐冲冲、刘智威、王优、潘婷等参与了编写工作。厦门大学能源经济与能源政策协同创新中心及中国能源政策研究院为本书编写提供了诸多的帮助。特别感谢陈语博士和朱朋虎博士所做的大量组织和协调工作。编著者深知所做的努力总是不够，不足之处，望读者指正。

林伯强
2023年1月于厦门

当前中国能源行业正处于百年未有之大变局，煤基能源产业的低碳转型将是能源领域的重大议题。本书通过详细阐述煤基能源产业的历史贡献与价值定位，定性分析了碳约束给煤基能源产业发展带来的挑战，并通过构建煤炭清洁高效利用决策优化模型，定量评估了CCUS技术嵌入煤基能源产业优化发展的综合成本效益，最后提出针对企业转型、产业优化、政策制定的煤基能源产业低碳发展策略。
本书可供高等院校能源经济、资源经济、煤炭经济等专业的师生，能源相关企业，政府相关管理部门及对能源经济与能源发展感兴趣的大众读者阅读参考，为煤基能源产业管理者的宏观规划决策提供有益支撑。

第1章煤基能源产业发展现状分析001
1.1煤炭产业发展现状005
1.1.1煤炭产业开发现状005
1.1.2煤炭产业发展变化趋势007
1.1.3煤炭产业相关政策分析008
1.2煤电产业发展现状013
1.2.1煤电产业发展现状及趋势013
1.2.2煤电企业经营情况016
1.2.3煤电产业相关政策分析017
1.3煤化工产业发展现状024
1.3.1煤化工产业基本概况024
1.3.2现代煤化工产业分布现状029
1.3.3现代煤化工产业相关政策分析031
1.4工业用煤发展现状035
1.4.1工业用煤基本概况036
1.4.2工业用煤发展趋势037
1.4.3工业用煤相关政策分析038
1.5散煤治理现状042
1.5.1散煤治理概况043
1.5.2相关政策梳理044

第2章煤基能源产业中长期发展面临的挑战049
2.1煤炭产业发展存在的问题050
2.1.1低碳约束下煤炭供需结构调整存在压力050
2.1.2煤炭资源开发带来的生态环境破坏问题051
2.1.3老矿城产业转型发展路径不清晰052
2.1.4煤炭转型进程中的就业人口转移和安置054
2.2煤电产业发展存在的问题055
2.2.1“存量大、机组新、效率高”的煤电机组短期难以退出055
2.2.2煤电产能过剩及相关企业持续性亏损056
2.2.3未来煤电机组运行面临功能定位和技术性挑战057
2.2.4当前电力市场改革未对煤电转型产生合理激励效应057
2.3煤化工产业发展存在的问题058
2.3.1碳约束下煤化工产业的战略定位模糊058
2.3.2碳减排的外部紧约束减弱产业竞争力059
2.3.3环境污染问题制约产业高质量发展059
2.3.4高额油品消费税严重影响产业生产经营效益060
2.4工业用煤发展存在的问题061
2.5散煤治理存在的问题062

第3章碳约束下的煤基能源发展与减排技术潜力067
3.1碳约束下的能源发展趋势068
3.1.1能源结构发展趋势069
3.1.2电力结构发展趋势070
3.1.3能源基础设施投资发展趋势073
3.2碳约束下CCUS技术的发展优势075
3.2.1煤基能源产业结合CCUS技术的必要性075
3.2.2煤基能源产业结合CCUS技术的潜在优势078
3.3全球CCUS技术发展现状080
3.3.1CCUS技术发展背景080
3.3.2CCUS技术应用现状082
3.4中国CCUS发展潜力预测086
3.4.1中国CCUS封存潜力086
3.4.2中国CCUS减排需求088

第4章煤炭清洁高效利用决策优化模型091
4.1可计算一般均衡模型简介092
4.2社会核算矩阵的编制097
4.2.1社会核算矩阵的框架097
4.2.2社会核算矩阵的编制098
4.2.3社会核算矩阵的平衡100
4.3煤基能源产业CCUS技术的刻画100
4.3.1CCUS成本的刻画100
4.3.2CCUS渗透率的刻画104
4.4C-CEUM模型宏观闭合的调整104
4.4.1模型的动态化104
4.4.2生产函数的改进105
4.5模拟碳约束情景106

第5章煤基能源产业结合CCUS技术的综合成本效益分析109
5.1煤基能源结合CCUS技术的研究边界110
5.2煤基能源结合CCUS技术的规模与成本110
5.3CCUS技术下的碳排放与能源结构转变112
5.3.1不同情景下的碳排放量变化趋势112
5.3.2不同情景下的能源结构变化114
5.3.3不同情景下的电力结构变化119
5.4CCUS技术下的煤基能源产业发展趋势124
5.4.1煤炭产业发展趋势124
5.4.2煤电产业发展趋势126
5.4.3煤化工产业发展趋势128
5.5CCUS技术下的经济社会福利变动130
5.5.1CCUS技术应用对经济总量的贡献130
5.5.2CCUS技术应用对就业的贡献131
5.5.3CCUS技术应用对价格、汇率和社会福利的影响132

第6章煤基能源产业优化发展策略137
6.1发达国家煤基能源产业发展经验及启示138
6.1.1主要发达国家煤炭退出经验总结138
6.1.2对我国煤基能源产业优化发展的启示143
6.1.3中国煤基能源产业的优化思路145
6.2煤炭行业优化发展策略151
6.2.1推动煤炭清洁化，支持相关技术发展和推广151
6.2.2延伸煤炭产品的产业链，发展循环经济152
6.2.3明晰资源型城市转型思路，摆脱“资源诅咒”153
6.2.4保障就业人口转移，实现产业升级和改造155
6.3煤电行业优化发展策略157
6.3.1推动煤电低碳利用技术研发及示范157
6.3.2加快建立发电容量成本回收机制158
6.3.3实现煤电转型与储能和电网灵活调配的协调发展159
6.3.4构建多层次电价市场推进煤电机组的角色改变160
6.4煤化工行业优化发展策略161
6.4.1明确现代煤化工产业战略意义，统筹产业发展布局161
6.4.2加快CCUS技术示范应用，推进产业碳减排进程162
6.4.3加大废水循环处理技术研发，实施环保税费优惠163
6.4.4调整煤化工行业的油品消费税，设置财政激励163
6.5工业用煤行业优化发展策略164
6.5.1积极推进钢铁行业超低排放改造164
6.5.2广泛采取市场化手段推动低碳发展165
6.5.3严格控制行业煤炭消费规模165
6.5.4大力推进建材行业能源要素替代166
6.6散煤治理对策建议167
6.6.1增强散煤治理可持续性167
6.6.2扩大清洁取暖覆盖范围，推广分散式取暖技术167
6.6.3加大节能建筑推广力度，促进建筑节能改造168
6.6.4优化财政政策及补贴退坡方案，发挥绿色金融撬动作用168
6.7煤基能源产业转型展望169

参考文献173