全球碳減排進程及對策

1、全球碳減排進程及對策摘要：礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展是礦業(yè)高質量發(fā)展的本質要求。全球碳減排進程加速，氣候變化的適應與應對，已成為全球各政治體和經濟體共識。在新發(fā)展階段，國家“碳中和”目標的提出，將成為礦業(yè)綠色、低碳、循環(huán)發(fā)展的內生動力。優(yōu)化能源資源供給側結構性改革， 構建多維協(xié)同發(fā)展路徑，發(fā)揮礦業(yè)在碳減排中的“助推器”作用；積極推進礦業(yè)綠色發(fā)展， 實施礦業(yè)跡地生態(tài)修復重大工程，提升礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)固碳能力，有助于重塑礦業(yè)社會形象 和礦業(yè)產業(yè)結構轉型升級。0 引言我國是世界上最大的能源生產國和消費國，也是全球最大的碳排放國。 2020年 9 月，我國 向國際社會作出“碳達峰、碳中和”鄭重承諾，在氣候雄心峰會上提

2、出了更加具體的目標。2021 年 3 月召開的中央財經第九次會議指出，要把碳達峰、碳中和納入生態(tài)文明建設整體 布局；推動綠色低碳技術實現(xiàn)重大突破，抓緊部署低碳前沿技術研究，加快推廣應用減污 降碳技術。在此背景下，充分發(fā)揮礦業(yè)在國家能源資源結構調整中的重要作用，通過政策 引領和科技創(chuàng)新，加快礦業(yè)綠色發(fā)展轉型升級，協(xié)同推進礦業(yè)經濟高質量發(fā)展和生態(tài)環(huán)境 高水平保護，穩(wěn)步實現(xiàn)“十四五”期間單位國內生產總值能耗和二氧化碳排放分別降低 13.5%和 18%，非化石能源到 2030 年在一次能源消費中比重達到 25%左右的目標。1 主要國家和礦業(yè)企業(yè)的碳中和行動計劃1.1 “碳中和”已經成為全球共識，全球碳

3、減排進程加速推進21 世紀以來，全球溫度加速攀升，由此造成自然災害日益頻繁和環(huán)境惡化。2015 年 12 月，聯(lián)合國氣候變化公約近 200 個締約方在巴黎氣候變化大會上達成的巴黎協(xié)定，成 為繼京都議定書之后第二份有法律約束力的全球氣候協(xié)議，其核心目標就是要推動全 球盡早實現(xiàn)碳中和1.2 部分發(fā)達國家碳排放已經達峰，部分煤電大國作出“碳中和”承諾目前全球已經有 54 個國家的碳排放達到峰值，占全球碳排放總量的40%。1990 年、 2000年、 2010年和 2020 年碳排放達峰的國家數(shù)量分別為 18個、 31個、 50個和 54個，其中大 部分屬于發(fā)達國家。根據(jù) ECIU 數(shù)據(jù)，全球有 12

4、5 個國家或地區(qū)提出碳中和愿景，其中 6 個已實現(xiàn)立法， 5 個處于立法議案階段， 13個已有相關政策文件， 99 個處于政策文件制定 討論中。全球十大煤電國家中，中國、日本、韓國、南非、德國均已作出相應承諾，這五國煤電發(fā)電量在全球的占比超過 60%（表 1）1.3 國內外礦業(yè)企業(yè)積極行動，加快實施碳減排計劃措施隨著 2015 年巴黎協(xié)定設定 21世紀后半葉實現(xiàn)凈零排放的目標，國際上眾多能源資源 礦業(yè)巨頭企業(yè)，如力拓、必和必拓、嘉能可、淡水河谷、巴里克、紐蒙特等公司都提出減 少碳排放的目標，并針對控制碳排放制定了雄心勃勃的行動計劃。國內礦業(yè)企業(yè)也在切實 推進碳減排、碳中和工作，積極履行歷史使命

5、與行業(yè)責任，促進礦業(yè)綠色轉型、低碳發(fā)展。（ 參見表 2）盡管全球礦業(yè)公司碳減排行動計劃呈現(xiàn)出不同形式，內容也各有側重，但總的來說，還是 可以從中發(fā)現(xiàn)一些共同特點和規(guī)律。一是明確時間表和路線圖。圍繞既定的碳減排目標， 能源礦業(yè)公司明確了資金比例、投資數(shù)量、投資條件和程序等方面要求。為便于行動計劃 的實施，通常附有配套的政策。二是內容全面、與時俱進。整體上看碳減排行動的內涵越 來越豐富，逐漸從節(jié)能低碳環(huán)保新技術、新工藝、新設備、新材料的應用與研發(fā)，推進能 源結構清潔化、低碳化等到減少運營鏈與產業(yè)鏈的碳足跡，以及能源數(shù)字經濟平臺的打造 發(fā)展，包含科技創(chuàng)新、設備更新、數(shù)字平臺、權益保護等多個環(huán)節(jié)。三是

6、重視長效機制的 建立。部分礦業(yè)公司甚至將高管薪酬與氣候變化目標進展相掛鉤，這些都在一定程度上彰 顯出應對碳減排策略方案的多元化。2 礦業(yè)實現(xiàn)“碳中和”甚至“負碳”的多路徑方案2.1 降低資源開發(fā)過程的能源消耗強度，減少礦業(yè)活動的直接碳排放歷史上，礦業(yè)作為傳統(tǒng)高能耗產業(yè)，消耗大量能源并排出溫室氣體。按19982013 年的平均能源消耗強度分類，非金屬礦采選業(yè)、黑色金屬礦采選業(yè)、煤炭開采和洗選業(yè)、有色 金屬礦采選業(yè)、石油和天然氣開采業(yè)均屬于高耗能產業(yè)，在38 個工業(yè)分行業(yè)中分別排名第 2 位、第 3 位、第 7 位、第 11 位和第 12 位據(jù) 2014 年的相關研究數(shù)據(jù)，我國礦業(yè)碳排放的行業(yè)分布

7、以煤炭開采和洗選業(yè)、石油和天然氣開采業(yè)為主，前者占比在 40%- 55%之間波動，后者在2001年、2002年達到峰值后占比在逐步減小。黑色金屬礦采選業(yè)碳排放比重逐步提高，但幅度較小。有色金屬礦采選業(yè) 和非金屬礦采選業(yè)碳排放比重較為穩(wěn)定2.2 不斷提高礦產資源綜合利用水平，推進礦業(yè)綠色低碳發(fā)展實現(xiàn)“碳中和”目標不僅要優(yōu)化能源結構、降低能源消耗強度，也要提高資源利用效率。 從資源開發(fā)環(huán)節(jié)看，就是要在采選環(huán)節(jié)提高“三率” （ 開采回收率、選礦回收率、綜合利 用率）水平。原國土資源部自 201 2年開始陸續(xù)制定并頒布了 46種重要礦產的“三率”標 準。 2016年，關于推進礦產資源全面節(jié)約和高效利用

8、的意見礦產資源開發(fā)利用水平 調查評估制度工作方案等文件印發(fā)，對礦產資源節(jié)約管理的基本原則、管理內涵、管理 思路，以及開發(fā)利用水平調查評價等問題做了詳盡部署。此外，系列批次的礦產資源節(jié) 約與綜合利用先進適用技術推廣目錄，也在倡導使用先進技術提高資源利用水平。“十三五”期間，自然資源部發(fā)布有色、冶金、化工等 9 項行業(yè)綠色礦山建設規(guī)范，公告 首批 18個綠色勘查示范項目，遴選 1251 家礦山企業(yè)進入全國綠色礦山名錄，確立 50 家 綠色礦業(yè)發(fā)展示范區(qū)2.3 推進礦業(yè)跡地生態(tài)修復，能有效提升礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)固碳能力歷史上，長期采礦導致礦區(qū)出現(xiàn)植被損毀、土地破壞和生物多樣性減少等嚴重生態(tài)問題， 使原生態(tài)

9、系統(tǒng)碳匯功能的急劇退化甚至完全喪失。據(jù)估算，19872020 年，我國煤礦開采破壞的土地面積達1.80 X 10“十三五”期間，國家開展了長江流域、京津冀和汾渭平原等重點區(qū)域歷史遺留礦山生態(tài) 修復，治理修復礦點近 9000 個，面積約 2.5 萬 hm2.4發(fā)揮碳捕獲與封存(CCS)技術作用，讓采掘過程中產生的二氧化碳重回地圈由于碳捕獲與封存項目在物理上杜絕了排放，通常被視為最有效的固碳手段，其效率遠遠 高于轉型新能源。碳捕獲和封存或者碳捕獲利用和封存技術是二氧化碳“凈零”排放的必 要手段3 礦業(yè)助力實現(xiàn)碳減排3.1 大力推動煤炭供給側結構性改革，推動煤炭高效清潔利用2 0 1 0 2 0 1

10、 9年，我國以煤炭消費年均增長 1.7%左右支撐了國民經濟年均 7%的增長，萬元 國內生產總值煤炭消費量由 2010 年的 0.85t 下降到 0.45t 。從國家能源消費需求與能源結 構優(yōu)化調整方向看，“十四五”時期，我國煤炭消費總量將在40億t42億t的峰值區(qū)間波動。應當說，通過節(jié)能降低煤耗和控制煤炭消費總量，既具有較大潛力，也是碳減排 最重要的途徑之一?！笆濉逼陂g，國家實施系列措施推進煤炭供給側結構性改革，從 2016年到 2018年底，煤炭行業(yè)累計化解過剩產能 8.1 億 t ，提前完成去過剩產能目標任 務。2019年煤炭由“總量性去產能”全面轉入“結構性去產能、系統(tǒng)性優(yōu)產能”的新

11、階段“十四五”期間，強化煤炭減量替代是國家統(tǒng)籌應對能源安全保障、生態(tài)環(huán)境保護和溫室 氣體減排的關鍵舉措。煤炭領域供給側結構性改革的重點和政策著力點集中在兩個方面： 一是根據(jù)科學產能要求優(yōu)化煤炭產能規(guī)模和生產布局。完善煤炭“科學產能”評價方法， 有效指導區(qū)域煤炭開發(fā)規(guī)模與布局，不斷提升科學產能的比例。繼續(xù)關閉淘汰落后小煤礦， 以及與保護區(qū)等生態(tài)保護紅線沖突、安全事故多發(fā)的煤礦。以提高質量和效益為核心，發(fā) 展工藝先進、生產效率高、資源利用效率高、安全保障能力強、環(huán)境保護水平高的科學產 能，保障煤炭長期穩(wěn)定供應。二是推動煤炭綠色開發(fā)和智能化生產，持續(xù)推動綠色礦山建 設。嚴格以綠色化無害生產和煤礦區(qū)生

12、態(tài)修復治理為標準，大力推進煤炭行業(yè)的綠色化生 產水平，高標準建設綠色礦山。建立煤礦清潔生產評價體系，因地制宜推廣充填開采、保 水開采、煤與瓦斯共采等綠色開采技術。加強煤礦生產的智能化改造，建設智能礦山體系。 做好傳統(tǒng)煤炭產業(yè)與新產業(yè)的轉換銜接，推進采煤沉陷區(qū)治理利用，利用采煤沉陷區(qū)、關 閉退出煤礦工業(yè)場地發(fā)展現(xiàn)代農業(yè)、現(xiàn)代服務業(yè)等產業(yè)。3.2 保障清潔能源產業(yè)發(fā)展所需關鍵資源，穩(wěn)步推進能源結構轉型可再生能源將會是實現(xiàn)“碳中和”目標第一大貢獻力量，中國對可再生能源的投資已經連 續(xù)五年超過 1000 億美元，穩(wěn)居全球第一。在較高強度的投入下，“十三五”時期，我國 可再生能源發(fā)電裝機容量年均增長約1

13、2%其中風電年均新增約 3000萬kW光伏年均新增約5000萬kW（圖2）。在各種可再生能源利用技術中，對 11 種礦產的需求量總體上有所增加，其中鐵和鋁的絕 對增加值最高，其次是銅和鋅。隨著未來氣候政策和技術應用變化，上述礦產的需求量將 相對增加。據(jù)世界銀行礦產品促氣候行動：清潔能源轉型的礦產消費強度報告，為滿 足對清潔能源技術不斷提高的需求，到 2050 年與清潔能源產業(yè)密切相關的礦產品 （ 如石墨、 鋰和鉆等）產量可能增加近500%若為實現(xiàn)將全球升溫控制在 2C以內的目標部署所需要 的風能、太陽能等，將需要超過 30 億 t 的礦產品和金屬產品 （表 4）。雖然清潔能源技術需 要更多礦產

14、品，但礦產品生產的碳足跡 （從開采到最終使用 ）只有化石燃料技術產生的溫室 氣體排放量的 6%3.3 通過能量存儲與轉化，提高可再生能源轉化能力能量存儲與轉化大概有三種形式：一是化學電池儲能，可分為移動式和固定式。移動式儲 能主要為汽車提供動力，目前所用電池多為鉛酸電池和鋰離子電池。固定式儲能電池目前 以鋰離子電池為主導，氧化還原液流電池是固定式儲能領域的新興技術。電池的陰陽極及 電解液需要多種礦產，包括鋰、鈷、鋁、鉛、錳及石墨等。二是燃料電池儲能。燃料電池 分各種子技術，包括使用由鉑或釕制成催化劑的子技術，電池的陽極、陰極和電解質中使 用釔、鋯、鑭和釤等礦產。三是空間儲能。利用廢棄礦井進行壓

15、縮空氣儲能可以削峰填谷、 消納棄光棄風，為電網的穩(wěn)定和風、光發(fā)電的健康發(fā)展提供關鍵支撐。據(jù)估計，截至2019年，若能利用全國已退役的 30%廢棄礦井的地下空間建設壓縮空氣儲能機組，每對礦井可 利用地下 5 萬 m碳達峰、碳中和”必將加快推動風電、太陽能發(fā)電等新能源的跨越式發(fā)展。同時，高比例可再生能源對電力系統(tǒng)靈活調節(jié)能力將提出更高要求，給儲能技術發(fā)展帶來新機遇。由 于我國資源稟賦和用能負荷不均衡，加之新能源的時空不匹配，風電、光電大規(guī)模接入電 網，其波動性和間歇性給電網帶來的影響也被日趨放大。儲能技術在發(fā)電時儲存電能，然 后根據(jù)需要進行調度，可為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定和高效運行提供支撐，同時移動儲

16、能可為 電動汽車提供動力。根據(jù) IEA 預測， 2050 年對儲能的相對需求，特別是運輸部門儲能的相 對需求將大幅上升。例如，在將全球升溫控制在2C以內情景下，儲能需求將從 2025年的4108GWI上升到 2050 年的 22270GWh3.4 推廣“地熱能 +”利用模式，多能互補助力能源結構調整地熱資源集水、礦、熱于一身，是一種綠色低碳、可循環(huán)利用的可再生資源，具有儲量大、 分布廣、清潔環(huán)保、穩(wěn)定可靠等特點，是一種現(xiàn)實可行且具有競爭力的清潔能源我國地熱能開發(fā)利用已走在世界前列，地熱年利用率、直接利用量、淺層地熱能供暖面積 等指標連續(xù)多年位居全球第一。據(jù)調查，我國 336 個地級以上城市規(guī)劃

17、區(qū)淺層地熱能資源 年可開采量折合標準煤 7 億 t ，可實現(xiàn)建筑物供暖制冷面積 320 億 m4 碳中和導向下礦業(yè)轉型與政策行動方向4.1 構建應對氣候變化的統(tǒng)一理念，引領全球礦業(yè)“碳中和”行動應對氣候變化正在從一個科學議題向一種價值觀演變4.2 分類制定清潔能源轉型所需關鍵礦產戰(zhàn)略，確保應對氣候變化行動所需資源安全礦產特別是關鍵礦產將成為能源轉型的重要基礎之一。根據(jù)世界銀行測算，盡管清潔能源 技術各不相同，但其共同點是：與化石燃料發(fā)電相比，原材料耗用強度更大。要實現(xiàn)將全 球變暖控制在2C或以下，無論基于哪種技術緩解情景，可再生能源的快速和大規(guī)模部署 都將導致礦產需求顯著增加。對于能源轉型所需

18、關鍵礦產戰(zhàn)略應分類開展研究，分別制定 戰(zhàn)略措施。開展關鍵礦產國際合作戰(zhàn)略的相關研究，依托國際平臺和國家戰(zhàn)略進行學術合 作，探討國際礦產資源合作機制，防止突發(fā)事件導致資源短缺。依托上海期貨交易所，研 究中國關鍵礦產資源期貨定價和現(xiàn)貨定價機制。對關鍵礦產資源開發(fā)利用過程中造成的生 態(tài)環(huán)境影響進行評估，并同步評估配套產業(yè)和環(huán)保政策。4.3 加大綠色礦業(yè)開發(fā)科技創(chuàng)新，拓展低碳技術路徑依托國家工程技術研究中心、重點實驗室及各級科技創(chuàng)新平臺，支持和鼓勵礦山企業(yè)、科 研院所、高校等產學研有機融合，大力研發(fā)先進技術以適應碳中和目標的需要。在煤炭資 源綠色開發(fā)、天然氣水合物探采、油氣與非常規(guī)油氣資源開發(fā)、金屬資源清潔開發(fā)等方面， 突破并掌握一批核心關鍵技術。建立礦產資源節(jié)約和高效利用先進適用技術推廣平臺，暢通礦山企業(yè)獲取先進技術信息渠道，引導研發(fā)單位指導礦山企業(yè)應用先進適用技術，實施技術工藝和設備升級改造，提高機械化、信息化、智能化水平。把促進清潔能源消納、推動綠色低碳發(fā)展作為市場建設的關鍵目標，擴大市場主體范圍，全面放開重點行業(yè)用