能源革命與煤炭的思考范文

本站小編為你精心準備了能源革命與煤炭的思考參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

《四川大學學報》2016年第S1期

摘要:

煤炭無論過去還是未來一定時期都具有生命力。協同煤炭能源與其他清潔優質化石能源、可再生能源實現綠色低碳開發利用，是未來中國能源發展的必由之路。中國煤炭必須順勢而為，直面能源革命挑戰，尋找發展機遇，以實現煤炭清潔開發利用和近零排放為抓手的創新發展。

關鍵詞:

能源革命;煤炭;能源結構

一、世界與中國的能源與煤炭發展形勢

在上世紀前半葉，煤炭是世界能源的主體，被稱作“煤炭時代”;隨后，大型油田的勘探挖掘以及石油利用快速崛起，到20世紀后50年，對于多數西方發達國家而言，“石油時代”已然到來;進入21世紀以來，整個世界能源呈現多元化形式發展，油、氣、非化石等能源形式在整個世界能源體系中均占舉足輕重的地位。可以預見，以天然氣和非化石等非常規能源形式為主的時代將在2020年左右出現，而以核能和太陽能等新型清潔能源為主時代將在2050年以后實現。在世界能源發展的歷史舞臺上，煤炭保持了近60年的高速增長期，煤炭的全球能源消費占比曾經達到48%。然而，過去100年里，先后發生了三次對煤炭產生深遠影響的能源革命，不同程度地撼動了煤炭在世界能源舞臺的絕對主體地位。第一次是上世紀50年代－60年代石油催生的“石油革命”;第二次是上世紀70年代初期核能催生的“核能革命”;第三次是21世紀以來體現“潔凈低碳技術”概念而催生的“新型能源革命”。經歷過三次能源革命后的煤炭在世界能源結構中的比重，從最高時期的48%下降到目前的30%，下跌了近20個百分點。盡管全球煤炭結構占比出現下降，但全球煤炭消費總量依然保持了連續增長的勢頭，未現峰值。1965年煤炭消費總量的油當量接近15億噸，而到2013年的油當量則增加至38億噸，1965年至2013年的年平均增長速率達2%左右。①

一個世紀以來，煤炭在世界能源體系中的變化，概括起來有如下幾個特點。第一，能源向潔凈化、綠色化、低碳化發展是世界能源革命的重要推手，且每次都是由于技術革命的成功帶來了能源革命的實現。煤炭雖然經歷了數次能源革命，但并沒有徹底退出歷史舞臺，而是在一次次革命中浴火重生，每一次都推進了煤炭清潔高效利用的前進步伐。目前煤炭利用和排放技術已取得了卓越的成績，與當初倫敦霧霾時期的煤炭利用水平完全不能同日而語，許多先進的煤炭潔凈和低碳減排技術有待推廣和運用。這也說明，不論什么能源，只要是成本效益的、滿足使用要求與標準的，都是受市場歡迎的。第二，西方發達國家充分利用了世界廉價石油歷史機遇，在極短的時間內實現了對煤炭的替換，后來的發展中國家很難再有這樣的歷史機遇。而幾次爆發的世界能源危機又或多或少地影響了全球能源革命和能源結構優化的進程。第三，西方發達國家經濟、技術、貿易的發達促成了新能源技術發展，使煤炭減量化、潔凈化成為可能，并且這些能源強度較低的國家更容易實現能源轉型以及能源結構的優化。而對于多數發展中國家來說，能源轉型的經濟、技術、貿易實力與西方發達國家相比仍然相去甚遠，難以企及，主要依賴本國的能源資源。第四，能源結構的優化主要出于潔凈、綠色、低碳的考慮。多數發達國家在能源革命之后，基于能源多元化發展和安全化發展兩個角度的考慮，在整個能源體系中煤炭仍然占有一定比例，例如:美國約占20%，日本約占27.1%，歐盟約占17%，德國約占25%，英國約占18.3%。從全球角度看，煤炭在一次能源消費結構中所占比例為30%，仍然是最重要的基礎能源之一。根據世界各能源研究機構對未來世界能源與煤炭的預測，可得出一個綜合的判斷:即2020年左右，世界煤炭峰值可能出現，總量緩慢下降后，到2035年，能源品種中煤炭、石油、天然氣的結構比重預計趨于均等，即各占26%的比例，煤炭石油比例的減低，而天然氣比例大幅上升表明世界能源進入天然氣時代。至此，全球將初步構筑成煤炭、石油、天然氣、核能、可再生能源五大能源體系，詳見圖1。①

二、煤炭在世界能源革命過程中仍然具備生命力

對于以煤炭為重要能源的國家而言，無論能源政策如何變化，徹底去煤化都難以實現。第一，煤炭依然是世界能源的主體。近一個世紀以來，雖然經歷了三次全球性的能源革命，煤炭資源依然在整個能源結構中占比長期處于30%左右，穩居全球最重要的基礎能源之位，其重要地位估計在未來較長時間內仍難以被替代。預計到2020年前后，煤炭占比水平仍將繼續維持在30%左右，即使到2035年仍將有26%的占比水平。第二，從能源發展的世界歷史來看，一種新的能源形式要占有重要地位(在能源供應中從百分之幾達到百分之幾十的水平)，所需時間大致為50－70年，而短時間內全球能源結構呈現跳躍式或者突變式的變化是不曾出現的。雖然現在能源技術革新加快，能源品種替代周期呈現逐漸縮短的趨勢，但是能源結構的更替和基本能源技術的換代仍需經歷較長時間(一般有20年或者30年甚至更長的時間)。②2009年《自然》雜志發表的一篇“轉向低碳能源沒有捷徑”的文章提出，新能源技術部署的速度存在自然極限值，新技術全面部署的實現往往需要數十年的時間周期，至于一項新能源革命性或創新性技術從中試階段發展至1000倍市場增長的實現通常需要30年。第三，煤炭生產與消費的潔凈化、綠色化和低碳化具有現實可行性。煤炭綠色生產技術、低碳環保技術以及資源綜合利用技術日漸趨于成熟，實現推廣和普及只是時間問題。第四，煤炭在能源體系中是最經濟、最可持續支撐的能源。基于同等熱值計算，我國煤炭、石油、天然氣的比價為1∶9∶3，①即同等熱值的汽柴油價格是煤炭9倍，同等熱值的天然氣價格是煤炭的3倍。而對于那些有成本效益的商品，只要滿足消費要求和標準規定，市場總是會青睞的。例如，2013年世界煤炭能源占比就呈現明顯反彈現象，其占比水平達到30.1%，表明2013年能源格局又回到了20世紀70年代初世界石油危機與核能革命出現前的水平。綜上，在全球能源革命過去百年進程中，能源結構體系根本無法做到去煤炭化;即使在將來的50年甚至100年，要實現完全的去煤炭化也幾乎不可能。中國的國情決定了中國更是如此!中國未來煤炭結構比重的變化趨勢參見圖2。②

三、中國能源革命對煤炭發展的總體部署與要求

中國國家主席針對如何推進中國能源革命，2014年6月曾指示:“中國的基礎能源還是煤炭，并要用好煤炭，重點要做好煤炭的規劃、煤炭的發展、煤炭的清潔利用”，明確了未來中國煤炭行業發展的行動綱領。世界能源結構綠色、低碳、高效利用的轉變及發展是歷史的選擇和趨勢，中國煤炭必須堅定不移朝著這個方向順勢而為并果斷革命。未來中國煤炭的發展目標，一是全面實現煤炭生產與消費利用的“六項發展指標”，即安全化、高效化、綠色化、清潔化、低碳化以及集約化;二是全面提升煤炭行業現代化水平，積極響應并構建國家乃至國際智能化、信息化、現代化生產體系;三是能夠為我國能源體系的優化發展、能源消費的科學化提供重要支撐。具體主要體現在:(1)消費革命的重點是大力開展清潔、高效、以及提質工程;(2)生產革命的核心是科學建立煤炭清潔生產標準體系;(3)技術革命的核心是全面實現綠色低碳技術的創新，與其他行業高新技術實現科學融合與產業發展;(4)體制革命的核心是完善和轉變煤炭行業監管機制，推進和加強煤炭法律法規及標準的建設，依法治煤。

四、煤炭在中國能源革命中面臨的挑戰與機遇

中國目前能源消費總量巨大，煤炭依然是絕對的優勢資源，體量大、基數大的中國煤炭工業，行業水平提升難度大、能源利用方式仍比較落后，中國煤炭要真正實現現代化，還有很長的路要走。因此，與世界上任何一個國家相比，中國的煤炭革命更具艱巨性和挑戰性。一是資源賦存條件、經濟發展程度及趨勢均決定了煤炭資源在中國國家發展中的主導地位，社會經濟發展依然主要依賴于煤炭資源，剝離難度大。現有能源設施和主要耗煤行業對煤炭資源也存在相當大的依賴慣性，很難在短時間內做到去煤化。二是整體性的煤炭開發和利用技術相對落后，關鍵技術受制于人。中國煤炭科學開采能力水平相對較低(參見表1)。①洗煤提質水平不很高、資源浪費嚴重，據統計，從“開挖到爐前”的煤炭總資源利用率約10%。利用效率水平不高，中國煤炭發電的能量轉化效率平均為40%，國際上煤炭發電效率約為50%。此外，中國煤炭終端消費比例過高，達到35%，而全球的整體比例不到5%，英國低于3%、德國低于4%。三是煤炭消費已經嚴重影響環境，超過了極限承載力。全球接近50%的煤炭消費量以及大部分的新增消費量都在中國產生。煤炭消費所導致的大氣污染、水體污染等生態破壞現象、地質災害問題社會影響廣泛且強烈。而在煤炭開采過程中，地下水排放(每年約60億立方米)的利用率僅25%，萬噸級原煤開采能平均導致4畝的土地塌陷，破壞土地面積每年高達128萬畝。另外，我國煤炭消費產生的溫室氣體排放量約占整個化石能源排放總量的80%左右，占全部溫室氣體排放的50%左右。京津冀地區的霧霾成因報告顯示，燃煤貢獻率達到22%～28%。因此，中國煤炭生產與消費的革命必定是一個持久而艱辛的過程，絕不是一蹴而就的事情。與此同時，新的發展契機和歷史機遇也存在于中國煤炭發展進程中。首先，在全球能源技術變革的不斷推進和清潔煤技術的創新發展下，中國煤炭行業至少擁有煤炭革命的技術支撐和選擇權，具有進行全面改良升級的先決條件，能夠實現煤炭清潔生產、低碳甚至近零排放消費利用模式;其次，隨著中國“一帶一路”戰略的實施，為開拓煤炭國際市場提供了絕好的歷史機遇，市場潛力有待開發;另外，能源革命在國家層面已經予以高度重視，為推進煤炭革命中央政府推出了一系列十分有利的政策環境，目標明確、規劃清晰、決心堅定。例如:國家能源局、環保部、工信部于2014年底聯合的《關于促進煤炭安全綠色開發和清潔高效利用的意見》(國能煤炭【2014】571號)，明確提出并強調了進一步提升煤炭科學開發利用水平的多項嚴格定量化的規劃目標和標準。

五、煤炭在中國能源革命中的使命與擔當

實施煤炭生產革命，要按照國家能源戰略的統一規劃，建立革命性的綠色開發、高效生產、低碳利用等標準體系，通過三個發展階段(2013—2020年、2020—2030年、2030—2050年)實踐科學開采，全面實行科學化開采，最終形成科學產能45億噸的目標(詳見圖3)，②使煤炭行業成為集聚高技術和優秀人才、綠色安全開發、受全社會尊重的現代化行業。在煤炭消費利用領域，應積極推進三項工作。一是重點開展煤炭分質利用工程，嚴格把控將煤炭作為終端能源分散并直接燃燒使用的關口;二是全面推廣煤炭高效利用技術，大力提高煤炭集中高效使用的比例水平、煤炭質量以及資源利用標準，嚴格把控燃煤電廠的能效水平和排放標準;三是充分利用“一帶一路”戰略機遇，打通煤炭國際合作通道，實現煤炭產品和煤機設備的國際化流通與貿易。煤炭技術革命重點攻克深部煤礦基于四場(應力場，裂隙場，滲流場，溫度場)融合的地質保障、深部大型礦井建設、深部工作面智能化無人開采、極復雜難采煤層提高煤炭回采率、深部礦井降溫與地熱利用的“煤熱共采”、深部大型礦井提升運輸、煤與瓦斯共采、清潔高效煤轉化、污染物和二氧化碳控制、大型煤炭等離子熱解制精細化工產品、煤炭轉化微反應、CO2捕獲、封存和利用(CCS\CCUS)、燃煤電廠和現代煤化工CO2減排技術等。煤炭體制改革中，充分發揮市場的關鍵性作用，在煤炭流通中建立公平公正的煤炭交易平臺，促進煤炭資源的保護和高效利用，使煤炭資源屬性真正商品化;改進財稅制度，使煤炭價格能實際反映煤炭資源的完全成本;完善相關立法，與時俱進，從而加速煤炭行業的法制化管理進程。在煤炭的社會影響方面，要重塑中國煤炭形象。加強政府及行業部門、行業協會的引導、監督、激勵和宣傳作用。搭建煤炭高水平智庫體系，引領中國煤炭實現高標準、高層次發展，構建行業發展戰略研究體系，最終形成并實施行業科學開采領跑者計劃和制度。

作者：吳剛 劉虹 單位：國家發展和改革委員會能源研究所