吳　剛，劉　虹

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中國能源革命與煤炭的思考

吳剛，劉虹

摘要：煤炭無論過去還是未來一定時(shí)期都具有生命力。協(xié)同煤炭能源與其他清潔優(yōu)質(zhì)化石能源、可再生能源實(shí)現(xiàn)綠色低碳開發(fā)利用，是未來中國能源發(fā)展的必由之路。中國煤炭必須順勢(shì)而為，直面能源革命挑戰(zhàn)，尋找發(fā)展機(jī)遇，以實(shí)現(xiàn)煤炭清潔開發(fā)利用和近零排放為抓手的創(chuàng)新發(fā)展。

關(guān)鍵詞：能源革命；煤炭；能源結(jié)構(gòu)

一、世界與中國的能源與煤炭發(fā)展形勢(shì)

在上世紀(jì)前半葉，煤炭是世界能源的主體，被稱作“煤炭時(shí)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(jì)后50年，對(duì)于多數(shù)西方發(fā)達(dá)國家而言，“石油時(shí)代”已然到來；進(jìn)入21世紀(jì)以來，整個(gè)世界能源呈現(xiàn)多元化形式發(fā)展，油、氣、非化石等能源形式在整個(gè)世界能源體系中均占舉足輕重的地位?？梢灶A(yù)見，以天然氣和非化石等非常規(guī)能源形式為主的時(shí)代將在2020年左右出現(xiàn)，而以核能和太陽能等新型清潔能源為主時(shí)代將在2050年以后實(shí)現(xiàn)。

在世界能源發(fā)展的歷史舞臺(tái)上，煤炭保持了近60年的高速增長(zhǎng)期，煤炭的全球能源消費(fèi)占比曾經(jīng)達(dá)到48%。然而，過去100年里，先后發(fā)生了三次對(duì)煤炭產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響的能源革命，不同程度地撼動(dòng)了煤炭在世界能源舞臺(tái)的絕對(duì)主體地位。第一次是上世紀(jì)50年代-60年代石油催生的“石油革命”；第二次是上世紀(jì)70年代初期核能催生的“核能革命”；第三次是21世紀(jì)以來體現(xiàn)“潔凈低碳技術(shù)”概念而催生的“新型能源革命”。經(jīng)歷過三次能源革命后的煤炭在世界能源結(jié)構(gòu)中的比重，從最高時(shí)期的48%下降到目前的30%，下跌了近20個(gè)百分點(diǎn)。盡管全球煤炭結(jié)構(gòu)占比出現(xiàn)下降，但全球煤炭消費(fèi)總量依然保持了連續(xù)增長(zhǎng)的勢(shì)頭，未現(xiàn)峰值。1965年煤炭消費(fèi)總量的油當(dāng)量接近15億噸，而到2013年的油當(dāng)量則增加至38億噸，1965年至2013年的年平均增長(zhǎng)速率達(dá)2%左右。*英國BP集團(tuán)：《〈BP世界能源統(tǒng)計(jì)〉2013》，2016年2月13日，http:∥www.bp.com/zh_cn/china/reports-and-publications/bp_2013.html ，2016年4月13日。

一個(gè)世紀(jì)以來，煤炭在世界能源體系中的變化，概括起來有如下幾個(gè)特點(diǎn)。

第一，能源向潔凈化、綠色化、低碳化發(fā)展是世界能源革命的重要推手，且每次都是由于技術(shù)革命的成功帶來了能源革命的實(shí)現(xiàn)。煤炭雖然經(jīng)歷了數(shù)次能源革命，但并沒有徹底退出歷史舞臺(tái)，而是在一次次革命中浴火重生，每一次都推進(jìn)了煤炭清潔高效利用的前進(jìn)步伐。目前煤炭利用和排放技術(shù)已取得了卓越的成績(jī)，與當(dāng)初倫敦霧霾時(shí)期的煤炭利用水平完全不能同日而語，許多先進(jìn)的煤炭潔凈和低碳減排技術(shù)有待推廣和運(yùn)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(biāo)準(zhǔn)的，都是受市場(chǎng)歡迎的。

第二，西方發(fā)達(dá)國家充分利用了世界廉價(jià)石油歷史機(jī)遇，在極短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)了對(duì)煤炭的替換，后來的發(fā)展中國家很難再有這樣的歷史機(jī)遇。而幾次爆發(fā)的世界能源危機(jī)又或多或少地影響了全球能源革命和能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化的進(jìn)程。

第三，西方發(fā)達(dá)國家經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、貿(mào)易的發(fā)達(dá)促成了新能源技術(shù)發(fā)展，使煤炭減量化、潔凈化成為可能，并且這些能源強(qiáng)度較低的國家更容易實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型以及能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。而對(duì)于多數(shù)發(fā)展中國家來說，能源轉(zhuǎn)型的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、貿(mào)易實(shí)力與西方發(fā)達(dá)國家相比仍然相去甚遠(yuǎn)，難以企及，主要依賴本國的能源資源。

第四，能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化主要出于潔凈、綠色、低碳的考慮。多數(shù)發(fā)達(dá)國家在能源革命之后，基于能源多元化發(fā)展和安全化發(fā)展兩個(gè)角度的考慮，在整個(gè)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(fèi)結(jié)構(gòu)中所占比例為30%，仍然是最重要的基礎(chǔ)能源之一。

根據(jù)世界各能源研究機(jī)構(gòu)對(duì)未來世界能源與煤炭的預(yù)測(cè)，可得出一個(gè)綜合的判斷：即2020年左右，世界煤炭峰值可能出現(xiàn)，總量緩慢下降后，到2035年，能源品種中煤炭、石油、天然氣的結(jié)構(gòu)比重預(yù)計(jì)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(jìn)入天然氣時(shí)代。至此，全球?qū)⒊醪綐?gòu)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。*英國BP集團(tuán)：《〈BP世界能源統(tǒng)計(jì)〉2013》，2016年2月13日，http:∥www.bp.com/zh_cn/china/reports-and-publications/bp_2013.html ，2016年4月13日。

圖1　世界能源結(jié)構(gòu)變化軌跡與展望

二、煤炭在世界能源革命過程中仍然具備生命力

對(duì)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(shí)現(xiàn)。

第一，煤炭依然是世界能源的主體。近一個(gè)世紀(jì)以來，雖然經(jīng)歷了三次全球性的能源革命，煤炭資源依然在整個(gè)能源結(jié)構(gòu)中占比長(zhǎng)期處于30%左右，穩(wěn)居全球最重要的基礎(chǔ)能源之位，其重要地位估計(jì)在未來較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)仍難以被替代。預(yù)計(jì)到2020年前后，煤炭占比水平仍將繼續(xù)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(fā)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(yīng)中從百分之幾達(dá)到百分之幾十的水平)，所需時(shí)間大致為50-70年，而短時(shí)間內(nèi)全球能源結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)跳躍式或者突變式的變化是不曾出現(xiàn)的。雖然現(xiàn)在能源技術(shù)革新加快，能源品種替代周期呈現(xiàn)逐漸縮短的趨勢(shì)，但是能源結(jié)構(gòu)的更替和基本能源技術(shù)的換代仍需經(jīng)歷較長(zhǎng)時(shí)間(一般有20年或者30年甚至更長(zhǎng)的時(shí)間)。*謝和平、劉虹：《煤炭革命不是“革煤炭的命”》，《中國科學(xué)報(bào)》2015年3月2日。2009年《自然》雜志發(fā)表的一篇“轉(zhuǎn)向低碳能源沒有捷徑”的文章提出，新能源技術(shù)部署的速度存在自然極限值，新技術(shù)全面部署的實(shí)現(xiàn)往往需要數(shù)十年的時(shí)間周期，至于一項(xiàng)新能源革命性或創(chuàng)新性技術(shù)從中試階段發(fā)展至1000倍市場(chǎng)增長(zhǎng)的實(shí)現(xiàn)通常需要30年。

第三，煤炭生產(chǎn)與消費(fèi)的潔凈化、綠色化和低碳化具有現(xiàn)實(shí)可行性。煤炭綠色生產(chǎn)技術(shù)、低碳環(huán)保技術(shù)以及資源綜合利用技術(shù)日漸趨于成熟，實(shí)現(xiàn)推廣和普及只是時(shí)間問題。

第四，煤炭在能源體系中是最經(jīng)濟(jì)、最可持續(xù)支撐的能源?；谕葻嶂涤?jì)算，我國煤炭、石油、天然氣的比價(jià)為1∶9∶3，*《謝和平院士：煤炭科學(xué)開采勢(shì)在必行》，《中國科學(xué)報(bào)》2014年7月14日。即同等熱值的汽柴油價(jià)格是煤炭9倍，同等熱值的天然氣價(jià)格是煤炭的3倍。而對(duì)于那些有成本效益的商品，只要滿足消費(fèi)要求和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，市場(chǎng)總是會(huì)青睞的。例如，2013年世界煤炭能源占比就呈現(xiàn)明顯反彈現(xiàn)象，其占比水平達(dá)到30.1%，表明2013年能源格局又回到了20世紀(jì)70年代初世界石油危機(jī)與核能革命出現(xiàn)前的水平。

綜上，在全球能源革命過去百年進(jìn)程中，能源結(jié)構(gòu)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(shí)現(xiàn)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(jié)構(gòu)比重的變化趨勢(shì)參見圖2。*英國BP集團(tuán)：《BP 2035年世界能源展望-2014版》，2016年2月13日，http:∥www.bp.com/zh_cn/china/reports-and-publications/bp2035.html，2016年4月13日。

圖2　中國煤炭占一次能源消費(fèi)比例變化及國際比較

三、中國能源革命對(duì)煤炭發(fā)展的總體部署與要求

中國國家主席習(xí)近平針對(duì)如何推進(jìn)中國能源革命，2014年6月曾指示：“中國的基礎(chǔ)能源還是煤炭，并要用好煤炭，重點(diǎn)要做好煤炭的規(guī)劃、煤炭的發(fā)展、煤炭的清潔利用”，明確了未來中國煤炭行業(yè)發(fā)展的行動(dòng)綱領(lǐng)。世界能源結(jié)構(gòu)綠色、低碳、高效利用的轉(zhuǎn)變及發(fā)展是歷史的選擇和趨勢(shì)，中國煤炭必須堅(jiān)定不移朝著這個(gè)方向順勢(shì)而為并果斷革命。

未來中國煤炭的發(fā)展目標(biāo)，一是全面實(shí)現(xiàn)煤炭生產(chǎn)與消費(fèi)利用的“六項(xiàng)發(fā)展指標(biāo)”，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(yè)現(xiàn)代化水平，積極響應(yīng)并構(gòu)建國家乃至國際智能化、信息化、現(xiàn)代化生產(chǎn)體系；三是能夠?yàn)槲覈茉大w系的優(yōu)化發(fā)展、能源消費(fèi)的科學(xué)化提供重要支撐。具體主要體現(xiàn)在：(1)消費(fèi)革命的重點(diǎn)是大力開展清潔、高效、以及提質(zhì)工程；(2)生產(chǎn)革命的核心是科學(xué)建立煤炭清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)體系；(3)技術(shù)革命的核心是全面實(shí)現(xiàn)綠色低碳技術(shù)的創(chuàng)新，與其他行業(yè)高新技術(shù)實(shí)現(xiàn)科學(xué)融合與產(chǎn)業(yè)發(fā)展；(4)體制革命的核心是完善和轉(zhuǎn)變煤炭行業(yè)監(jiān)管機(jī)制，推進(jìn)和加強(qiáng)煤炭法律法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)，依法治煤。

四、煤炭在中國能源革命中面臨的挑戰(zhàn)與機(jī)遇

中國目前能源消費(fèi)總量巨大，煤炭依然是絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)資源，體量大、基數(shù)大的中國煤炭工業(yè)，行業(yè)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(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化，還有很長(zhǎng)的路要走。因此，與世界上任何一個(gè)國家相比，中國的煤炭革命更具艱巨性和挑戰(zhàn)性。

一是資源賦存條件、經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度及趨勢(shì)均決定了煤炭資源在中國國家發(fā)展中的主導(dǎo)地位，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展依然主要依賴于煤炭資源，剝離難度大?，F(xiàn)有能源設(shè)施和主要耗煤行業(yè)對(duì)煤炭資源也存在相當(dāng)大的依賴慣性，很難在短時(shí)間內(nèi)做到去煤化。

二是整體性的煤炭開發(fā)和利用技術(shù)相對(duì)落后，關(guān)鍵技術(shù)受制于人。中國煤炭科學(xué)開采能力水平相對(duì)較低(參見表1)。*謝和平、王金華等：《中國煤炭科學(xué)產(chǎn)能》，北京：煤炭工業(yè)出版社， 2014年。洗煤提質(zhì)水平不很高、資源浪費(fèi)嚴(yán)重，據(jù)統(tǒng)計(jì)，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(fā)電的能量轉(zhuǎn)化效率平均為40%，國際上煤炭發(fā)電效率約為50%。此外，中國煤炭終端消費(fèi)比例過高，達(dá)到35%，而全球的整體比例不到5%，英國低于3%、德國低于4%。

表1　世界主要先進(jìn)采煤國家煤炭科學(xué)產(chǎn)能情況對(duì)比(2014年)

三是煤炭消費(fèi)已經(jīng)嚴(yán)重影響環(huán)境，超過了極限承載力。全球接近50%的煤炭消費(fèi)量以及大部分的新增消費(fèi)量都在中國產(chǎn)生。煤炭消費(fèi)所導(dǎo)致的大氣污染、水體污染等生態(tài)破壞現(xiàn)象、地質(zhì)災(zāi)害問題社會(huì)影響廣泛且強(qiáng)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(jí)原煤開采能平均導(dǎo)致4畝的土地塌陷，破壞土地面積每年高達(dá)128萬畝。另外，我國煤炭消費(fèi)產(chǎn)生的溫室氣體排放量約占整個(gè)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(qū)的霧霾成因報(bào)告顯示，燃煤貢獻(xiàn)率達(dá)到22%～28%。

因此，中國煤炭生產(chǎn)與消費(fèi)的革命必定是一個(gè)持久而艱辛的過程，絕不是一蹴而就的事情。

與此同時(shí)，新的發(fā)展契機(jī)和歷史機(jī)遇也存在于中國煤炭發(fā)展進(jìn)程中。首先，在全球能源技術(shù)變革的不斷推進(jìn)和清潔煤技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展下，中國煤炭行業(yè)至少擁有煤炭革命的技術(shù)支撐和選擇權(quán)，具有進(jìn)行全面改良升級(jí)的先決條件，能夠?qū)崿F(xiàn)煤炭清潔生產(chǎn)、低碳甚至近零排放消費(fèi)利用模式；其次，隨著中國“一帶一路”戰(zhàn)略的實(shí)施，為開拓煤炭國際市場(chǎng)提供了絕好的歷史機(jī)遇，市場(chǎng)潛力有待開發(fā)；另外，能源革命在國家層面已經(jīng)予以高度重視，為推進(jìn)煤炭革命中央政府推出了一系列十分有利的政策環(huán)境，目標(biāo)明確、規(guī)劃清晰、決心堅(jiān)定。例如：國家能源局、環(huán)保部、工信部于2014年底聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于促進(jìn)煤炭安全綠色開發(fā)和清潔高效利用的意見》(國能煤炭【2014】571號(hào))，明確提出并強(qiáng)調(diào)了進(jìn)一步提升煤炭科學(xué)開發(fā)利用水平的多項(xiàng)嚴(yán)格定量化的規(guī)劃目標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)。

五、煤炭在中國能源革命中的使命與擔(dān)當(dāng)

實(shí)施煤炭生產(chǎn)革命，要按照國家能源戰(zhàn)略的統(tǒng)一規(guī)劃，建立革命性的綠色開發(fā)、高效生產(chǎn)、低碳利用等標(biāo)準(zhǔn)體系，通過三個(gè)發(fā)展階段(2013—2020年、2020—2030年、2030—2050年)實(shí)踐科學(xué)開采，全面實(shí)行科學(xué)化開采，最終形成科學(xué)產(chǎn)能45億噸的目標(biāo)(詳見圖3)，*謝和平、王金華等：《中國煤炭科學(xué)產(chǎn)能》。使煤炭行業(yè)成為集聚高技術(shù)和優(yōu)秀人才、綠色安全開發(fā)、受全社會(huì)尊重的現(xiàn)代化行業(yè)。

圖3　中國實(shí)現(xiàn)“煤炭夢(mèng)”發(fā)展路線圖

在煤炭消費(fèi)利用領(lǐng)域，應(yīng)積極推進(jìn)三項(xiàng)工作。一是重點(diǎn)開展煤炭分質(zhì)利用工程，嚴(yán)格把控將煤炭作為終端能源分散并直接燃燒使用的關(guān)口；二是全面推廣煤炭高效利用技術(shù)，大力提高煤炭集中高效使用的比例水平、煤炭質(zhì)量以及資源利用標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格把控燃煤電廠的能效水平和排放標(biāo)準(zhǔn)；三是充分利用“一帶一路”戰(zhàn)略機(jī)遇，打通煤炭國際合作通道，實(shí)現(xiàn)煤炭產(chǎn)品和煤機(jī)設(shè)備的國際化流通與貿(mào)易。

煤炭技術(shù)革命重點(diǎn)攻克深部煤礦基于四場(chǎng)(應(yīng)力場(chǎng)，裂隙場(chǎng)，滲流場(chǎng)，溫度場(chǎng))融合的地質(zhì)保障、深部大型礦井建設(shè)、深部工作面智能化無人開采、極復(fù)雜難采煤層提高煤炭回采率、深部礦井降溫與地?zé)崂玫摹懊簾峁膊伞薄⑸畈看笮偷V井提升運(yùn)輸、煤與瓦斯共采、清潔高效煤轉(zhuǎn)化、污染物和二氧化碳控制、大型煤炭等離子熱解制精細(xì)化工產(chǎn)品、煤炭轉(zhuǎn)化微反應(yīng)、CO2捕獲、封存和利用(CCSCCUS)、燃煤電廠和現(xiàn)代煤化工CO2減排技術(shù)等。

煤炭體制改革中，充分發(fā)揮市場(chǎng)的關(guān)鍵性作用，在煤炭流通中建立公平公正的煤炭交易平臺(tái)，促進(jìn)煤炭資源的保護(hù)和高效利用，使煤炭資源屬性真正商品化；改進(jìn)財(cái)稅制度，使煤炭?jī)r(jià)格能實(shí)際反映煤炭資源的完全成本；完善相關(guān)立法，與時(shí)俱進(jìn)，從而加速煤炭行業(yè)的法制化管理進(jìn)程。

在煤炭的社會(huì)影響方面，要重塑中國煤炭形象。加強(qiáng)政府及行業(yè)部門、行業(yè)協(xié)會(huì)的引導(dǎo)、監(jiān)督、激勵(lì)和宣傳作用。搭建煤炭高水平智庫體系，引領(lǐng)中國煤炭實(shí)現(xiàn)高標(biāo)準(zhǔn)、高層次發(fā)展，構(gòu)建行業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究體系，最終形成并實(shí)施行業(yè)科學(xué)開采領(lǐng)跑者計(jì)劃和制度。

(責(zé)任編輯:曹玉華)

Some Thoughts on China's Energy Revolution and the Coal Industry

Wu Gang, Liu Hong

Abstract:Coal has played a crucial role in the past, and it will continue to do so in the future. As it is inevitable for global energy structure to develop towards a clean, environmental-friendly and low-carbon one, the only path for China is to accomplish green low-carbon development and utilization by unifying coal with other forms of high-quality fossil energy and renewable energy. Therefore, coal industry in China must follow such a trend, face the challenges of energy revolution, and seek new opportunities to realize innovative development in clean coal exploration and utilization and near-zero emissions as the breakthrough point.

Key words:energy revolution, coal, energy structure

作者簡(jiǎn)介：吳剛，四川大學(xué)商學(xué)院博士研究生(成都610065 )；劉虹，國家發(fā)展和改革委員會(huì)能源研究所副研究員(北京100038)

中圖分類號(hào)：F407.21

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1006-0766(2016)03-0089-05

§經(jīng)濟(jì)與工商管理研究§