2023年 第25卷 第5期
《中国工程科学》 >> 2023年 第25卷 第5期 doi: 10.15302/J-SSCAE-2023.05.011
煤基能源动态碳中和模式及其保供降碳效益评估
1. 中国矿业大学（北京）机械与电气工程学院，北京 100083；
2. 中国矿业大学（北京）能源与矿业学院，北京 100083
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摘要
减煤增气、发展可再生能源的常规能源转型路径不能满足新形势下我国能源发展的安全需求，煤基能源动态碳中和模式的构建是破解煤炭能源高碳排放困境和保障国家能源安全的前瞻性发展方向。本文结合国际能源转型模式的经验，针对我国煤炭能源保供降碳现状及面临的挑战，分析了保供降碳需求下低碳化煤基能源开发的紧迫性和重要性；阐述了煤基能源动态碳中和模式的科学内涵，构建了煤基能源动态碳中和模式的体系架构，揭示了煤基能源动态碳中和模式的保供降碳机理；建立了基于系统动力学的效益评估模型，评估了煤基能源动态碳中和模式在能源安全、减排降碳、社会发展等方面的效益。结果表明：相比煤炭能源开发利用，2060 年不同情景下煤基能源开发利用可实现46%⁓55%的减排潜力，油气对外依存度降低到20%以内，考虑到煤基碳捕集与封存（CCS）技术固碳能力，煤基能源动态碳中和模式的降碳潜力可达84%，进一步实现降碳目标需依赖于碳捕获、利用与封存（CCUS）技术的全流程应用和矿区碳汇；煤基能源开发利用可作为油气储备技术，有助于显著提升能源安全保障能力，但2030 年之前我国依然面临较大的油气缺口，煤基能源发展刻不容缓。研究建议，建设以煤基能源动态碳中和技术体系为支撑的新型能源体系，实现能源自主可控，并兼顾“双碳”目标，近中期发展煤炭地下气化技术、富油煤开发技术、煤层气开发技术，远期发展煤炭流态化开采技术。
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