“双碳”与空气质量改善双目标下的安阳市中长期控煤路径研究

2022.09 “双碳”与空气质量改善双目标下的安阳市中长期控煤路径研究 CAEP 中国煤炭消费总量控制方案和政策研究(煤控研究项目) 中国是世界煤炭生产和消费第一大国。以煤炭为主的能源结构支撑了中国经济的高速发展，但也对生态环境造成了严重的破坏。为了应对气候变化、保护环境和减少空气污染，国际环保组织自然资源保护协会(NRDC)作为课题协调单位，与政府智库、科研院所和行业协会等20多家有影响力的单位合作，于 2013年10月共同启动了“中国煤炭消费总量控制方案和政策研究”项目（即“煤控研究项目”），为设定全国煤炭消费总量控制目标、实施路线图和行动计划提供政策建议和可操作措施，助力中国实现资源节约、环境保护、气候变化与经济可持续发展的多重目标。请访问网站了解更多详情http://coalcap.nrdc.cn/ 自然资源保护协会（NRDC）是一家国际公益环保组织，成立于1970年。NRDC拥有700多名员工，以科学、法律、政策方面的专家为主力。NRDC自上个世纪九十年代中起在中国开展环保工作，中国项目现有成员40多名。NRDC主要通过开展政策研究，介绍和展示最佳实践，以及提供专业支持等方式，促进中国的绿色发展、循环发展和低碳发展。NRDC在北京市公安局注册并设立北京代表处，业务主管部门为国家林业和草原局。请访问网站了解更多详情http://www.nrdc.cn/ CAEP 生态环境部环境规划院（CAEP）成立于2001年，主要开展国家生态文明、绿色发展、环境经济等发展战略研究，承担国家和地方中长期环境战略规划与年度计划、污染防治和生态保护规划、流域区域和城市环境保护规划等理论方法研究、模拟预测分析、规划研究编制、实施评估考核等技术工作；承担中央财政专项资金项目技术咨询、技术服务和绩效评估等工作。规划院面向“双碳”的重大决策服务有扎实的研究基础与丰富的实践经验。依托于国家环境规划与政策模拟重点实验室与碳达峰碳中和研究中心，建有中国生态环境大数据共享平台，研发有中国高空间分辨率（1km）排放网格数据库（CHRED），中国城市二氧化碳排放数据集（长时间序列），碳排放-能源集成模型（iCEM）等成果，长期参与IPCC各类指南撰写工作，在国家和地方“双碳”决策中发挥重要作用。 煤控研究报告 《“双碳”与空气质量改善双目标下的安阳市中长期控煤路径研究》 《“双碳”背景下河南省电力行业中长期控煤路径研究报告》 《碳达峰与碳中和背景下山东电力行业低碳转型路径研》执行摘要 《内蒙古煤炭生产和消费绿色转型研究》摘要报告 《霍林郭勒产业园绿色低碳发展研究》（简本） 《内蒙古典型城市煤炭消费与大气质量的关联分析及政策建议》 《内蒙古采煤沉陷区生态修复与可再生能源利用研究》 《“十四五”山西省非煤经济发展研究》 《碳达峰碳中和背景下山西煤电行业转型发展研究》 《碳达峰碳中和背景下山西焦化行业转型发展研究》 《中国典型省份煤电转型优化潜力研究》 《碳达峰碳中和目标约束下重点行业的煤炭消费总量控制路线图研究》 《中国典型省份煤电转型优化潜力研究执行摘要》 《碳达峰碳中和目标约束下重点行业的煤炭消费总量控制路线图研究执行摘要》 《碳达峰碳中和目标约束下水泥行业的煤炭消费总量控制路线图研究》 《碳达峰碳中和目标约束下电力行业的煤炭消费总量控制路线图研究》 《碳达峰碳中和目标约束下钢铁行业的煤炭消费总量控制路线图研究》 《碳达峰碳中和目标约束下煤化工行业煤炭消费总量控制路线图研究》 《山西省“十四五”煤炭消费总量控制政策研究》 《“十四五”电力行业煤炭消费控制政策研究》 《新冠疫情后的中国电力战略路径抉择：煤电还是电力新基建》 《中国散煤综合治理研究报告2020》 《“十三五”时期重点部门煤控中期评估及后期展望》 《“十三五”电力煤控中期评估与后期展望》 《中国煤控项目“十三五”中期评估与后期展望研究报告》 《中国实现全球1.5℃目标下的能源排放情景研究》 《持续推进电力改革提高可再生能源消纳执行报告》 《2012煤炭的真实成本》 请访问网站了解更多详情http://www.nrdc.cn/ 封面图片：StephanHöslfromPixabay 煤控研究项目系列报告 “双碳”与空气质量改善双目标下的安阳市中长期控煤路径研究 报告编写人员 项目负责人： 张伟副研究员生态环境部环境规划院 课题负责人： 李勃助理研究员生态环境部环境规划院 课题研究人员： 曹东 研究员 生态环境部环境规划院 卢亚灵 副研究员 生态环境部环境规划院 陈鸣 项目官员 自然资源保护协会 赵静 助理研究员 生态环境部环境规划院 张静 副研究员 生态环境部环境规划院 张鸿宇 助理研究员 生态环境部环境规划院 王琰玮 实习研究员 生态环境部环境规划院 生态环境部环境规划院自然资源保护协会 2022年9月 目录 执行摘要v 1.安阳社会经济发展、煤耗及碳排放现状1 1.1社会经济发展现状 1.2煤耗和碳排放现状 1.3大气环境质量现状 1.4未来控煤面临的挑战 2.技术路线6 3.“双碳”与空气质量双目标下控煤情景分析8 3.1碳达峰碳中和约束下的控制目标 3.2空气质量改善约束下的控制目标 3.3情景设置 3.4情景优选 4.“双碳”与空气质量双目标下控煤路径17 4.1“十四五”阶段 4.2“十五五”阶段 4.3面向2035年空气质量达标 4.4面向2060年碳中和展望 5.政策建议25 5.1优化产业结构，稳步推动传统产业绿色化转型 5.2调整能源结构，做大做强“豫北新能源高地”品牌 5.3制订行动计划，明确“美丽安阳”建设路线图 5.4创新工作机制，推动向控煤减污降碳协同增效转变 5.5强化技术攻关，推动先进技术研究试点与产业转化 参考文献29 图表目录 图1-12020年安阳分行业煤炭消费量2 图1-22020年安阳重点行业污染物排放量占比分布4 图2-1技术路线7 图3-1“双碳”目标下能源消耗10 图3-2“双碳”目标下分部门二氧化碳排放10 图3-3“双碳”目标下分行业二氧化碳排放11 图3-4空气质量目标下能源消耗12 图3-5空气质量目标下分部门二氧化碳排放12 图3-6空气质量目标下分行业二氧化碳排放13 表3-1情景设置14 图3-7不同情景下煤炭消费总量控制目标16 图3-8不同情景下二氧化碳排放量16 图4-1“双碳”与空气质量双目标下安阳市中长期控煤路径18 图4-2“十四五”阶段煤炭消费总量控制路线19 图4-3“十五五”阶段煤炭消费总量控制路线21 执行摘要 安阳是一个“煤为主、产业重、转型慢、改善难”的典型北方传统工业城市。2020年安阳煤炭消费总量约2100万吨，占河南省煤炭消费总量10%以上。其中，焦化、钢 铁、煤电、合成氨和水泥五大重点行业煤炭消费占全市煤炭消费总量97%左右。焦化行业煤炭消费占比最高，达40.8%，其次是钢铁、煤电、合成氨和水泥行业，占比分别为28.7%、15.9%、7.0%和5.1%。煤炭消费总量控制是安阳调整能源结构和产业结构、推动空气质量持续改善向好、实现全市经济高质量发展的关键所在。其中长期控煤减污降碳路径对我国典型工业城市转型具有重要参考意义与示范作用。 本研究在“双碳”目标和空气质量改善约束下探讨安阳市煤炭消费总量控制的目标，考虑不同力度控煤降碳措施，依次设置基准、控煤和强化三个情景，面向“十四五”、“十五五”、“2035年美丽安阳建设”、“2060年碳中和”等重要战略节点与城市发展阶段提出“双碳”与空气质量改善双目标下的安阳中长期控煤路径。 一、主要发现和结论 经过“十三五”期间多项政策的实施，安阳煤炭消费总量下降趋势明显，全市用煤结构进一步优化，煤炭消费占比下降至70%左右。但进入到“十四五”阶段，过往易操作、代价小、效果好的控煤措施边际效用递减，煤控工作进入深水区，面向国家“双碳”战略目标和空气质量改善目标的控煤工作面临诸多挑战。经研究判断，2035年是全市中长期控煤路径最重要的时间节点，安阳控煤路径可分为2035年以前和2035年以后两个阶段。 安阳市控煤路线图 2025年 2030年 2035年 2060年 煤炭消费量，万吨 2100 1400 1000 900 200-300 碳排放量，万吨 6223 4922 4082 3449 1000 空气质量，微克/立方米 62 45 39 35 20 路径措施 根据市场、供生铁产能控制在生铁产能控制在生铁产能控制在需等合理规划 1400万吨以内1000万吨以内800万吨以内生铁产能 产业 压减产能 结构 以钢定焦 焦钢比0.4左右严格达到0.4焦钢比<0.4钢铁企业去焦炭， 焦钢比不作为参考 殷都区焦化行业氢能综合开推动建设氢能与储能技绿氢制取、储运和应用 调整 大力发展氢能产业 发利用项目殷都区焦化行业术研发和应用试验区技术成熟，形成规模 氢能综合开发利用项目 能效 焦化 52%产能达到标杆水平60%产能达到标杆水平65%产能达到标杆水平80%产能达到标杆水平 钢铁 40%产能达到标杆水平45%产能达到标杆水平50%产能达到标杆水平70%产能达到标杆水平 水平 合成氨 保持100%产能达到标杆水平 40%产能达到标杆水平50%产能达到标杆水平60%产能达到标杆水平70%产能达到标杆水平 提升 水泥煤电 煤电企业达到并稳定在全省平均水平煤电企业稳定在全省平均水平以上 焦炭年均产量稳定焦炭年均产量稳定焦炭年均产量稳定转型为现代煤化工企业， 优化生 焦化 在760万吨以内在600万吨以内在500万吨以内焦炭不再作为主要产品 产计划 合成氨 年均产量稳定在40万吨左右，积极推动原料用煤不纳入煤炭消费总量控制考核 湖波、中联两家孰料企业40%产能实现燃料替代50%产能实现燃料替代100%产能采用燃30%产能实现燃料替代料替代技术 燃料原 水泥 料替代 合成氨 探索安化集团6台燃煤锅炉形成安化集团6台燃煤锅炉推动安化集团6台燃煤优化原料结构，淘汰与退出可行性淘汰与退出方案锅炉淘汰与退出增加绿氢比例 先进技 涉煤重点行业 富氢冶炼、熔融还高效煤气化炉、烟气循环利用、水泥窑协同处置、二氧化碳气提原、氢冶炼等前沿尿素工艺、全封闭型电炉、短流程铜锌冶炼等成熟先进适用技术低碳技术成熟广泛 逐步得到大面积推广与普及运用在各领域 术推广 末端补集封存利用 涉煤重点行业 推动国内首套CO2加氢制甲推广CO2加氢制甲醇联产LNG项目，并探索CCUS等技术消纳约 醇联产LNG项目落地推广CCUS、BECCS、DACCS等技术可行性500万吨碳排放 安阳“双碳”与空气质量双目标下的中长期控煤路径 1、在“双碳”与空气质量双目标下，2035年前全市控煤路径以结构调整和压减产能为主 2035年以前，即“十四五”、“十五五”和“十六五”阶段，需要实现煤炭消费总量快速下降、落后产能快速淘汰、空气质量大幅度改善等目标，需要产业结构调整、能效水平提升、优化生产计划和燃煤燃料替代等路径措施共同发力。其中，主要贡献来自于焦化和钢铁行业落后产能淘汰和产业结构调整。 “十四五”阶段以完成河南省下达的煤控目标为主，将煤炭消费总量控制在1400万吨左右。产能压减是产业结构调整的重要手段之一，其中焦化行业需推动5.5m焦炉在2023年底前全部淘汰，可贡献控煤潜力约170万吨；钢铁行业需通过控制“焦钢比1”等指标，推动全市钢铁企业尽快完成优化整合，预计可贡献煤控潜力约206万吨。另外，优化生产计划、能效水平提升和燃煤燃料替代也是“十四五”阶段控煤的重要补充，三者相加可贡献约45%的煤控潜力。但需要考虑的是以上三个路径措施需要时间、政策、技术和资金的累积投入，在“十四五”阶段并不作为最主要的控煤路径。 2100 195 681 520 776 16%27% 2% 55% 2000 煤炭消费/万吨 1500 1000 500 0 201520162017201820192020202120222023202420252026 基准情景控煤情景强化情景