第08版:能源安全

中国能源报 2026年04月20日 Mon

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煤炭战略矿产属性逐渐提升

■本报记者 杨沐岩 《中国能源报》(2026年04月20日 第 08 版)

  2025年,我国全社会用电量同比增长5%,但作为耗煤主力的电力用煤却同比下降,电力装机结构绿色化趋势愈加明显。

  未来,在发挥能源兜底保障作用的同时,煤炭还有其他应用途径——煤炭开采的地下空间是“宝库”,可以封存二氧化碳,实现煤化工的减排。通过加热煤层,可将煤中资源取出、排放留在地下。煤炭的关键矿产资源属性也正凸显,不仅可以制成煤制油气,也可以提取关键金属,确保能源资源供应链稳定。

  ■■ 电煤需求是升还是降

  国际能源署预计,2025年全球煤炭需求同比增长0.5%,达到88.5亿吨。其中,美国煤炭消费量预计同比增长8%;欧盟新能源电力不足,煤炭消费降幅预计收窄到约2%;中国2025年煤炭消费量将与2024年水平大致持平。

  近期,中东冲突持续。由于煤炭价格上涨幅度小于油气、出口国家分散,吸引一批国家“松绑”煤电。例如在韩国,燃煤发电量控制在装机容量80%的限制被取消,意大利也将淘汰煤电的时限从2025年底推迟至2038年。

  中国工程院院士王双明指出,2025年我国水、核、风、光发电装机占比60.5%,发电占比43.6%。其中,风、光发电装机占比47.3%,发电占比23.7%。当前新能源规模虽大,但产出占比较低,短期内难以安全可靠替代化石能源。

  但也需看到,2025年我国煤炭消费总体偏弱,自2017年以来同比首次出现负增长。作为耗煤主力的电力行业用煤需求下降,全社会用电增速与煤耗增速“脱钩”趋势日益明显。国际能源署预计,到2030年,全球煤炭消费量预计比2025年下降3%,特别是电力行业的转型,将带动全球燃煤发电量降至2021年水平以下。

  中国煤炭运销协会统计显示,2025年我国电力、钢铁、建材用煤同比下降,四大耗煤行业中煤化工是唯一用煤同比增长的行业。煤化工企业效益相对较好、新增产能陆续释放、产品产量较快增长将带动化工用煤需求稳定增长。

  ■■ 化工如何用煤减排

  当前,煤炭已成为我国重要的化工用氢来源。2024年,煤制氢在我国氢源结构中的占比已达56%,大量新增产能被用于生产煤制油气。但以煤炭作为原料,也带来更高排放。业内估计,煤制氢1公斤会排放约11公斤的二氧化碳,排放远高于天然气制氢。也有分析指出,一座年产60万吨煤制烯烃的项目,1年大概消耗320万吨煤炭,二氧化碳排放量高达424万吨。

  高碳能源如何实现低碳利用?这是煤化工未来需要解决的问题。一方面,要优化煤化工生产流程,加快减排技术研发普及。另一方面,可利用煤炭开采形成的地下空间进行碳封存,并创新开采技术,通过取氢留碳、煤炭地下气化等方式将资源取出、把碳留在地下。

  “包括中国、美国在内的多个国家,都进行了煤层注入二氧化碳的相关实验,尽管注入量、埋深等数据差异比较大,但足以说明煤层中可以注入二氧化碳。”王双明提到,国内某煤矿曾抽放大量二氧化碳,煤样实测二氧化碳吸附量为33—36立方米/吨。“这说明当地煤层中天然封存了大量二氧化碳,只要把气体充入煤层中的化学条件、地质条件研究清楚,就可以形成一套二氧化碳封存的技术基础理论。通过与其他矿区对比,如果条件相似,未来有望把碳封存和煤炭生产结合起来,探索在煤层中封存大量二氧化碳的可能性。”

  王双明认为,可以利用煤炭开采形成采空区,充填条带之间填入粉煤灰、气化渣、镁渣等碱性固废,采用化学方法“以废固碳”。还可利用煤炭开采形成的碎涨空间、地下含水层封存二氧化碳。当前,还有部分地区进行深部煤层地下气化,通过加热煤层,将氢气、甲烷、一氧化碳等资源取出,并将二氧化碳注入封存。“我们也进行了富油煤原位热解实验,利用电、高温气体对煤层进行加热,1个月从煤层中提取超3000升液体,其中1000多升是轻油,热解后的空间也可以进行碳封存。”

  ■■ 成为关键资源的补充

  王双明表示,未来,随着新能源发展,煤炭的主体能源地位将逐渐弱化,战略矿产资源作用持续提升。战略矿产通常指在新兴产业及重要工业领域有重要应用,对经济发展和国家安全产生深远影响的矿产。这些矿产常位于脆弱供应链上,存在供应风险或外部依赖性较高。

  煤炭是开发潜力巨大的煤基油气和矿产资源,有望对我国的油气资源供应形成支撑。王双明指出,我国是煤制油气发展水平较好的国家之一,煤直接和间接液化项目运行平稳、产能稳步增加,截至去年,已建成煤制油产能1200万吨/年,煤制气产能150亿立方米/年。“煤制油品质量好,可被用于航空航天等高端领域。”

  从褐煤、烟煤到无烟煤,煤中元素呈现出“减氢富碳”的变化过程,中低煤化作用的烟煤中含有30%以上的挥发分,这种富氢组分是煤炭热解生产油气的关键。王双明告诉《中国能源报》记者:“煤化程度越高的煤,水分和挥发分越少,这些组分从煤中脱离,是天然油气资源形成的关键因素。煤制油气的原理就是利用水分和挥发分含量最高的富油煤,人工进行煤化作用,得到油气资源。”

  相关统计显示,我国富油煤总量约5000亿吨,分布在新疆、陕西、内蒙古等地,煤中潜在油、气资源分别约500亿吨、75万亿立方米。通过低温干馏可以生产油气资源,以及可替代无烟煤和部分焦炭的半焦。同时,和煤炭资源伴生的深部煤层气、煤系金属、稀有元素开发也前景可期。在煤系金属中,锗、镓、锂和铝等被广泛应用于工业领域。近年来,新能源产业发展让能源金属需求急剧增加,而在供给端,地缘形势紧张对矿产品贸易网络的稳定性造成冲击,加剧了关键矿产资源全球供应链风险。

  中国工程院院士武强表示,我国煤中战略性关键金属类型齐全,赋存于煤层、顶底板、煤矸石及粉煤灰中,在14个亿吨级大型煤炭基地中,有10个基地具备开发优势。与传统金属矿床相比,煤中战略性关键金属矿产具有资源规模大、基础条件好等优势。加快推进煤中战略性关键金属矿产资源勘探与综合开发利用,对于保障国家资源安全、提升供应链韧性具有重要意义。