資源依賴城市如何碳中和轉型？

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計，各行業(yè)正摸索產業(yè)轉型路徑，科研院所也正積極尋求新發(fā)展的最優(yōu)解。

 

但本輪能源轉型的非自發(fā)性決定了碳中和目標面臨著前所未有的復雜性和艱巨性，本文以典型的煤炭資源依賴型城市鄂爾多斯市為例，探討基于當地資源稟賦的轉型嘗試與產業(yè)布局。

 

轉型成效初見

 

仲夏的內蒙古鄂爾多斯，煤制氣和煤制烯烴等煤基產業(yè)與光伏發(fā)電、電解水制氫的新產業(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業(yè)轉型成效現(xiàn)狀分析。

 

在煤制氣方面，內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)投資建設的煤制氣示范項目，也是已投產項目中唯一一家以水煤漿氣化為關鍵技術的民營企業(yè)，其經濟效益在國內已投產的四家煤制氣項目中屬較好。水煤漿氣化技術的碳轉化率較高，氣化過程中產生污染較少，后續(xù)排放物處理相對簡單，有一定的環(huán)保效益。

 

據了解，該煤制氣項目分兩期建設，煤制氣總能力年產達16億立方米，年液化天然氣能力達100萬噸。該煤制氣過程中產生的副產氣也轉化為具有高經濟價值的副產物，當前的生產規(guī)模每年可實現(xiàn)副產硫磺一萬噸、硫酸鈉兩萬噸以及氯化鈉九千噸。令人矚目的是，內蒙古匯能煤化工有限公司在水資源循環(huán)利用領域非常出色。

 

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)，給當地水環(huán)境造成了一定負擔，但匯能煤制氣項目生產水的來源是煤礦疏干水和配套建設的蓄水湖。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?？偟膩碚f，匯能集團建設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1000標方氫氣的堿性電解槽裝置，可實現(xiàn)年產氫氣和氧氣約1萬噸和8萬噸，產出氫氣可作為供給下游產業(yè)的氨生產原料。

 

該項目成功制取氫氣既為風力與光伏等可再生能源的大規(guī)模就地消納提供了可復制和借鑒的案例，同時也延伸并拓展了可再生能源產業(yè)鏈。光伏制氫一體化項目是內蒙古立足自身資源稟賦向“新”出發(fā)的關鍵一步，對當地的能源轉型和碳中和目標具有里程碑意義，也為我國全產業(yè)鏈綠電制氫提供了可參考并拓展的成功實踐經驗。

 

產業(yè)鏈的創(chuàng)新、延伸

 

內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業(yè)鏈、強化風電光伏和氫能產業(yè)鏈、補全碳捕集和利用等負碳產業(yè)鏈，是破局煤炭資源“偏科生”困局的關鍵。

 

從國家能源安全視角看，煤制氣是“國家能源戰(zhàn)略技術儲備和產能儲備”，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、“源、網、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先水平，但生產過程中產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地環(huán)境治理、碳中和宏大目標、地區(qū)能源轉型都將產生正向效應。

 

基于鄂爾多斯市當前的產業(yè)布局，以“雙碳”戰(zhàn)略目標和經濟發(fā)展為中心，立足當地能源資源稟賦，未來可重點發(fā)展煤化工產業(yè)鏈+光伏、風電等可再生能源產業(yè)鏈+氫能產業(yè)鏈+碳捕集與碳利用產業(yè)鏈。但未來產業(yè)鏈發(fā)展模式不再是單鏈粗獷延伸，而是多產業(yè)鏈匯集尋找合作節(jié)點，全面搭建低碳可持續(xù)發(fā)展的碳中和產業(yè)網。

 

以煤化工項目為例，生產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過程產生的高濃度二氧化碳對于CCUS等負碳技術而言屬于優(yōu)質碳源，捕集成本也相對較低。若企業(yè)在未來能夠對生產過程中高濃度的二氧化碳進行捕集，與可再生能源發(fā)電制氫產業(yè)結合，形成綠氫與二氧化碳制芳烴、甲醇等化工品的新產業(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的可再生能源就地消納問題，降低當地棄風、棄光率，同時發(fā)展了二氧化碳利用產業(yè)。

 

碳中和產業(yè)網既要覆蓋可再生能源、氫能等促進地區(qū)能源轉型的低碳產業(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業(yè)鏈，更要囊括應對“雙碳”目標的碳捕集、碳利用等負碳產業(yè)鏈。最關鍵的是多產業(yè)鏈相互交疊，融合發(fā)展，“編鏈成網”，共創(chuàng)產業(yè)賽道發(fā)展新優(yōu)勢，共同托舉碳中和目標下新興產業(yè)網的高質量發(fā)展。

 

困境與突圍

 

時下，煤炭產業(yè)仍是推動鄂爾多斯市經濟發(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)展碳中和產業(yè)網無法規(guī)避經濟發(fā)展的現(xiàn)實性問題。首先，目前的產業(yè)布局需要進行調整和轉型，以適應低碳可持續(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，多產業(yè)鏈的匯集和融合需要協(xié)調各產業(yè)之間的合作和協(xié)同發(fā)展。不同產業(yè)鏈之間存在著技術、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，碳中和產業(yè)網如何與現(xiàn)有產業(yè)形成協(xié)同效應，實現(xiàn)資源的共享和優(yōu)化利用是一個重要的問題。

 

另外，碳中和產業(yè)網的建設還面臨著技術和經濟上的挑戰(zhàn)，一方面，需要研發(fā)和應用先進的碳捕集、碳利用和碳儲存等負碳技術，以實現(xiàn)高效的碳減排和利用；另一方面，碳中和產業(yè)網的建設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業(yè)網的建設中來。

 

從傳統(tǒng)煤炭產業(yè)向碳中和產業(yè)網的轉型是一個長期過程，這可能對當地社會和就業(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，以確保轉型過程中的社會穩(wěn)定和就業(yè)機會。

 

在面對碳中和產業(yè)網建設過程中的問題和挑戰(zhàn)時，鄂爾多斯市也應該依托當地的煤炭和可再生能源產業(yè)鏈，積極探索碳中和產業(yè)網的發(fā)展路徑，推動低碳經濟的轉型和升級，實現(xiàn)經濟的可持續(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)展碳中和產業(yè)網，有如下幾點建議：

 

第一，制定全面的碳中和產業(yè)規(guī)劃，明確發(fā)展方向、重點產業(yè)鏈以及具體目標。該規(guī)劃應綜合考慮當地資源稟賦、產業(yè)基礎和市場需求，明確各產業(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，以促進各產業(yè)之間的合作和協(xié)同發(fā)展。政府發(fā)揮引導作用，搭建產業(yè)聯(lián)盟、技術創(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)加大對碳中和產業(yè)網的投資和參與。同時，建立健全的監(jiān)管機制，加強對碳中和產業(yè)網的監(jiān)測、評估和指導，確保其順利運行和發(fā)展。

 

第四，加大技術研發(fā)和創(chuàng)新投入，鄂爾多斯市應加大對碳捕集、碳利用和碳儲存等負碳技術的研發(fā)和創(chuàng)新投入，同時，鼓勵企業(yè)和科研機構合作，建立“產學研用”聯(lián)盟，推動技術成果轉化和應用落地。

 

總之，鄂爾多斯市發(fā)展碳中和產業(yè)網需要充分發(fā)揮政府引導和企業(yè)主體作用，同時注重產學研用的合作，加大技術研發(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，以推動碳中和產業(yè)網的高質量發(fā)展，實現(xiàn)經濟轉型和可持續(xù)發(fā)展的目標。