全球碳減排進(jìn)程及對策

1、全球碳減排進(jìn)程及對策摘要：礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展是礦業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的本質(zhì)要求。全球碳減排進(jìn)程加速，氣候變化的適應(yīng)與應(yīng)對，已成為全球各政治體和經(jīng)濟(jì)體共識。在新發(fā)展階段，國家“碳中和”目標(biāo)的提出，將成為礦業(yè)綠色、低碳、循環(huán)發(fā)展的內(nèi)生動力。優(yōu)化能源資源供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革， 構(gòu)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(jìn)礦業(yè)綠色發(fā)展， 實(shí)施礦業(yè)跡地生態(tài)修復(fù)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(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級。0 引言我國是世界上最大的能源生產(chǎn)國和消費(fèi)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(dá)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(biāo)。2021 年 3 月召開的中央財經(jīng)第九次會議指出，要把碳達(dá)峰、碳中和納入生態(tài)文明建設(shè)整體 布局；推動綠色低碳技術(shù)實(shí)現(xiàn)重大突破，抓緊部署低碳前沿技術(shù)研究，加快推廣應(yīng)用減污 降碳技術(shù)。在此背景下，充分發(fā)揮礦業(yè)在國家能源資源結(jié)構(gòu)調(diào)整中的重要作用，通過政策 引領(lǐng)和科技創(chuàng)新，加快礦業(yè)綠色發(fā)展轉(zhuǎn)型升級，協(xié)同推進(jìn)礦業(yè)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展和生態(tài)環(huán)境 高水平保護(hù)，穩(wěn)步實(shí)現(xiàn)“十四五”期間單位國內(nèi)生產(chǎn)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(fèi)中比重達(dá)到 25%左右的目標(biāo)。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(jīng)成為全球共識，全球碳

3、減排進(jìn)程加速推進(jìn)21 世紀(jì)以來，全球溫度加速攀升，由此造成自然災(zāi)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(dá)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(biāo)就是要推動全 球盡早實(shí)現(xiàn)碳中和1.2 部分發(fā)達(dá)國家碳排放已經(jīng)達(dá)峰，部分煤電大國作出“碳中和”承諾目前全球已經(jīng)有 54 個國家的碳排放達(dá)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(dá)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(dá)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(shí)現(xiàn)立法， 5 個處于立法議案階段， 13個已有相關(guān)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(yīng)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(nèi)外礦業(yè)企業(yè)積極行動，加快實(shí)施碳減排計劃措施隨著 2015 年巴黎協(xié)定設(shè)定 21世紀(jì)后半葉實(shí)現(xiàn)凈零排放的目標(biāo)，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(biāo)，并針對控制碳排放制定了雄心勃勃的行動計劃。國內(nèi)礦業(yè)企業(yè)也在切實(shí) 推進(jìn)碳減排、碳中和工作，積極履行歷史使命

5、與行業(yè)責(zé)任，促進(jìn)礦業(yè)綠色轉(zhuǎn)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(nèi)容也各有側(cè)重，但總的來說，還是 可以從中發(fā)現(xiàn)一些共同特點(diǎn)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(biāo)， 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(shí)施，通常附有配套的政策。二是內(nèi)容全面、與時俱進(jìn)。整體上看碳減排行動的內(nèi)涵越 來越豐富，逐漸從節(jié)能低碳環(huán)保新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料的應(yīng)用與研發(fā)，推進(jìn)能 源結(jié)構(gòu)清潔化、低碳化等到減少運(yùn)營鏈與產(chǎn)業(yè)鏈的碳足跡，以及能源數(shù)字經(jīng)濟(jì)平臺的打造 發(fā)展，包含科技創(chuàng)新、設(shè)備更新、數(shù)字平臺、權(quán)益保護(hù)等多個環(huán)節(jié)。三是

6、重視長效機(jī)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(biāo)進(jìn)展相掛鉤，這些都在一定程度上彰 顯出應(yīng)對碳減排策略方案的多元化。2 礦業(yè)實(shí)現(xiàn)“碳中和”甚至“負(fù)碳”的多路徑方案2.1 降低資源開發(fā)過程的能源消耗強(qiáng)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(chǎn)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(qiáng)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(chǎn)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(guān)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(dá)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(chǎn)資源綜合利用水平，推進(jìn)礦業(yè)綠色低碳發(fā)展實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)不僅要優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、降低能源消耗強(qiáng)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(chǎn)的“三率”標(biāo) 準(zhǔn)。 2016年，關(guān)于推進(jìn)礦產(chǎn)資源全面節(jié)約和高效利用

8、的意見礦產(chǎn)資源開發(fā)利用水平 調(diào)查評估制度工作方案等文件印發(fā)，對礦產(chǎn)資源節(jié)約管理的基本原則、管理內(nèi)涵、管理 思路，以及開發(fā)利用水平調(diào)查評價等問題做了詳盡部署。此外，系列批次的礦產(chǎn)資源節(jié) 約與綜合利用先進(jìn)適用技術(shù)推廣目錄，也在倡導(dǎo)使用先進(jìn)技術(shù)提高資源利用水平?！笆濉逼陂g，自然資源部發(fā)布有色、冶金、化工等 9 項(xiàng)行業(yè)綠色礦山建設(shè)規(guī)范，公告 首批 18個綠色勘查示范項(xiàng)目，遴選 1251 家礦山企業(yè)進(jìn)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(jìn)礦業(yè)跡地生態(tài)修復(fù)，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(dǎo)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(yán)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(dá)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(diǎn)區(qū)域歷史遺留礦山生態(tài) 修復(fù)，治理修復(fù)礦點(diǎn)近 9000 個，面積約 2.5 萬 hm2.4發(fā)揮碳捕獲與封存(CCS)技術(shù)作用，讓采掘過程中產(chǎn)生的二氧化碳重回地圈由于碳捕獲與封存項(xiàng)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(yuǎn)遠(yuǎn) 高于轉(zhuǎn)型新能源。碳捕獲和封存或者碳捕獲利用和封存技術(shù)是二氧化碳“凈零”排放的必 要手段3 礦業(yè)助力實(shí)現(xiàn)碳減排3.1 大力推動煤炭供給側(cè)結(jié)構(gòu)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(fèi)年均增長 1.7%左右支撐了國民經(jīng)濟(jì)年均 7%的增長，萬元 國內(nèi)生產(chǎn)總值煤炭消費(fèi)量由 2010 年的 0.85t 下降到 0.45t 。從國家能源消費(fèi)需求與能源結(jié) 構(gòu)優(yōu)化調(diào)整方向看，“十四五”時期，我國煤炭消費(fèi)總量將在40億t42億t的峰值區(qū)間波動。應(yīng)當(dāng)說，通過節(jié)能降低煤耗和控制煤炭消費(fèi)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(shí)施系列措施推進(jìn)煤炭供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，從 2016年到 2018年底，煤炭行業(yè)累計化解過剩產(chǎn)能 8.1 億 t ，提前完成去過剩產(chǎn)能目標(biāo)任 務(wù)。2019年煤炭由“總量性去產(chǎn)能”全面轉(zhuǎn)入“結(jié)構(gòu)性去產(chǎn)能、系統(tǒng)性優(yōu)產(chǎn)能”的新

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

12、態(tài)修復(fù)治理為標(biāo)準(zhǔn)，大力推進(jìn)煤炭行業(yè)的綠色化生 產(chǎn)水平，高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)綠色礦山。建立煤礦清潔生產(chǎn)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(shù)。加強(qiáng)煤礦生產(chǎn)的智能化改造，建設(shè)智能礦山體系。 做好傳統(tǒng)煤炭產(chǎn)業(yè)與新產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)換銜接，推進(jìn)采煤沉陷區(qū)治理利用，利用采煤沉陷區(qū)、關(guān) 閉退出煤礦工業(yè)場地發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代服務(wù)業(yè)等產(chǎn)業(yè)。3.2 保障清潔能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需關(guān)鍵資源，穩(wěn)步推進(jìn)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型可再生能源將會是實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)第一大貢獻(xiàn)力量，中國對可再生能源的投資已經(jīng)連 續(xù)五年超過 1000 億美元，穩(wěn)居全球第一。在較高強(qiáng)度的投入下，“十三五”時期，我國 可再生能源發(fā)電裝機(jī)容量年均增長約1

13、2%其中風(fēng)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(shù)中，對 11 種礦產(chǎn)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(shù)應(yīng)用變化，上述礦產(chǎn)的需求量將 相對增加。據(jù)世界銀行礦產(chǎn)品促氣候行動：清潔能源轉(zhuǎn)型的礦產(chǎn)消費(fèi)強(qiáng)度報告，為滿 足對清潔能源技術(shù)不斷提高的需求，到 2050 年與清潔能源產(chǎn)業(yè)密切相關(guān)的礦產(chǎn)品 （ 如石墨、 鋰和鉆等）產(chǎn)量可能增加近500%若為實(shí)現(xiàn)將全球升溫控制在 2C以內(nèi)的目標(biāo)部署所需要 的風(fēng)能、太陽能等，將需要超過 30 億 t 的礦產(chǎn)品和金屬產(chǎn)品 （表 4）。雖然清潔能源技術(shù)需 要更多礦產(chǎn)

14、品，但礦產(chǎn)品生產(chǎn)的碳足跡 （從開采到最終使用 ）只有化石燃料技術(shù)產(chǎn)生的溫室 氣體排放量的 6%3.3 通過能量存儲與轉(zhuǎn)化，提高可再生能源轉(zhuǎn)化能力能量存儲與轉(zhuǎn)化大概有三種形式：一是化學(xué)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(dǎo)，氧化還原液流電池是固定式儲能領(lǐng)域的新興技術(shù)。電池的陰陽極及 電解液需要多種礦產(chǎn)，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(shù)，包括使用由鉑或釕制成催化劑的子技術(shù)，電池的陽極、陰極和電解質(zhì)中使 用釔、鋯、鑭和釤等礦產(chǎn)。三是空間儲能。利用廢棄礦井進(jìn)行壓

15、縮空氣儲能可以削峰填谷、 消納棄光棄風(fēng)，為電網(wǎng)的穩(wěn)定和風(fēng)、光發(fā)電的健康發(fā)展提供關(guān)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(shè)壓縮空氣儲能機(jī)組，每對礦井可 利用地下 5 萬 m碳達(dá)峰、碳中和”必將加快推動風(fēng)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(diào)節(jié)能力將提出更高要求，給儲能技術(shù)發(fā)展帶來新機(jī)遇。由 于我國資源稟賦和用能負(fù)荷不均衡，加之新能源的時空不匹配，風(fēng)電、光電大規(guī)模接入電 網(wǎng)，其波動性和間歇性給電網(wǎng)帶來的影響也被日趨放大。儲能技術(shù)在發(fā)電時儲存電能，然 后根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)度，可為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定和高效運(yùn)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(yù)測， 2050 年對儲能的相對需求，特別是運(yùn)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(nèi)情景下，儲能需求將從 2025年的4108GWI上升到 2050 年的 22270GWh3.4 推廣“地?zé)崮?+”利用模式，多能互補(bǔ)助力能源結(jié)構(gòu)調(diào)整地?zé)豳Y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(diǎn)，是一種現(xiàn)實(shí)可行且具有競爭力的清潔能源我國地?zé)崮荛_發(fā)利用已走在世界前列，地?zé)崮昀寐?、直接利用量、淺層地?zé)崮芄┡娣e 等指標(biāo)連續(xù)多年位居全球第一。據(jù)調(diào)查，我國 336 個地級以上城市規(guī)劃

17、區(qū)淺層地?zé)崮苜Y源 年可開采量折合標(biāo)準(zhǔn)煤 7 億 t ，可實(shí)現(xiàn)建筑物供暖制冷面積 320 億 m4 碳中和導(dǎo)向下礦業(yè)轉(zhuǎn)型與政策行動方向4.1 構(gòu)建應(yīng)對氣候變化的統(tǒng)一理念，引領(lǐng)全球礦業(yè)“碳中和”行動應(yīng)對氣候變化正在從一個科學(xué)議題向一種價值觀演變4.2 分類制定清潔能源轉(zhuǎn)型所需關(guān)鍵礦產(chǎn)戰(zhàn)略，確保應(yīng)對氣候變化行動所需資源安全礦產(chǎn)特別是關(guān)鍵礦產(chǎn)將成為能源轉(zhuǎn)型的重要基礎(chǔ)之一。根據(jù)世界銀行測算，盡管清潔能源 技術(shù)各不相同，但其共同點(diǎn)是：與化石燃料發(fā)電相比，原材料耗用強(qiáng)度更大。要實(shí)現(xiàn)將全 球變暖控制在2C或以下，無論基于哪種技術(shù)緩解情景，可再生能源的快速和大規(guī)模部署 都將導(dǎo)致礦產(chǎn)需求顯著增加。對于能源轉(zhuǎn)型所需

18、關(guān)鍵礦產(chǎn)戰(zhàn)略應(yīng)分類開展研究，分別制定 戰(zhàn)略措施。開展關(guān)鍵礦產(chǎn)國際合作戰(zhàn)略的相關(guān)研究，依托國際平臺和國家戰(zhàn)略進(jìn)行學(xué)術(shù)合 作，探討國際礦產(chǎn)資源合作機(jī)制，防止突發(fā)事件導(dǎo)致資源短缺。依托上海期貨交易所，研 究中國關(guān)鍵礦產(chǎn)資源期貨定價和現(xiàn)貨定價機(jī)制。對關(guān)鍵礦產(chǎn)資源開發(fā)利用過程中造成的生 態(tài)環(huán)境影響進(jìn)行評估，并同步評估配套產(chǎn)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(shù)路徑依托國家工程技術(shù)研究中心、重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(chǎn)學(xué)研有機(jī)融合，大力研發(fā)先進(jìn)技術(shù)以適應(yīng)碳中和目標(biāo)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(guān)鍵技術(shù)。建立礦產(chǎn)資源節(jié)約和高效利用先進(jìn)適用技術(shù)推廣平臺，暢通礦山企業(yè)獲取先進(jìn)技術(shù)信息渠道，引導(dǎo)研發(fā)單位指導(dǎo)礦山企業(yè)應(yīng)用先進(jìn)適用技術(shù)，實(shí)施技術(shù)工藝和設(shè)備升級改造，提高機(jī)械化、信息化、智能化水平。把促進(jìn)清潔能源消納、推動綠色低碳發(fā)展作為市場建設(shè)的關(guān)鍵目標(biāo)，擴(kuò)大市場主體范圍，全面放開重點(diǎn)行業(yè)用