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長期以來，中國最主要的能源一直依賴煤炭，時至今日，煤炭仍然占中國一次能源生產(chǎn)總量的72.6%、占消費總量的64.2%，是長期支撐中國經(jīng)濟社會發(fā)展最可靠的能源保障。

中國曾經(jīng)飽受能源短缺的煎熬，進入21世紀以來，煤炭工業(yè)大力發(fā)展煤炭高效安全開采技術、不斷擴大產(chǎn)能規(guī)模，為滿足能源需求做出了巨大貢獻。但近10年來，由于煤炭消費總量快速增長和消費區(qū)域和時段過度集中，以及低效、粗放和原始的不科學、不清潔、不負責任的消費方式，使部分地區(qū)大氣污染較為嚴重，引起了全社會的高度關注，特別是“霧霾”的出現(xiàn)嚴重影響了中國的能源和環(huán)境政策走向，一些未經(jīng)充分科學論證和示范驗證的“去煤化”政策倉促出臺，負面影響了中國經(jīng)濟的發(fā)展進程。

大量實踐證明，煤炭是可以清潔高效利用的，而且還在不斷發(fā)展和提高。在確保生態(tài)環(huán)境質量的前提下，通過清潔高效利用，在未來很長一段時期內，中國煤炭仍可以承擔主體能源的重任。

1、中國煤炭的主體能源地位在未來較長時期內難以改變

經(jīng)過長期的研究和評估，在未來20-30年或更長時間內，中國煤炭的主體能源地位也很難改變。

1）煤炭是中國優(yōu)勢能源礦產(chǎn)資源。

中國煤炭資源豐富，儲量大、分布廣、煤種齊全、煤質較好。據(jù)最新的全國煤田地質調查顯示，中國煤炭總資源量5.9萬億t，2000m以淺已查明資源量3.88萬億t，煤炭在中國化石能源資源總儲量中占94.2%。按照目前的開采強度和回收率測算，煤炭可以保障中國數(shù)百年以上的能源需求，這為中國未來的能源保障和清潔能源替代提供了較為寬松的時間和空間。

遺憾的是，中國的石油天然氣資源十分有限，兩者合計占中國化石能源總資源量的比例不足6%。經(jīng)過數(shù)十年的持續(xù)高強度開采，中國陸上優(yōu)勢油田已經(jīng)進入多次采油的后期，年產(chǎn)量維持在2億t左右也有6年，再繼續(xù)維持現(xiàn)有產(chǎn)量規(guī)模已經(jīng)非常吃力。海上油田和超深部石油、陸上重質原油（稠油）數(shù)量也有限，而且開發(fā)成本和技術瓶頸很高、開采困難、輕質高質量油品產(chǎn)率低。

中國天然氣發(fā)展較晚，但開發(fā)普遍困難。到2015年，中國天然氣產(chǎn)量1346億m3，但按同等熱值計算僅相當于1.64億t商品煤。到目前為止，中國勘探查明的整裝常規(guī)天然氣資源仍然很少，而且大部分已經(jīng)在高強度開發(fā)。在非常規(guī)天然氣（包括頁巖氣、煤層氣等）方面雖然普查資源量較大，但開采難度大，與美國頁巖氣的儲藏和開采地質條件不可比。

中國國土范圍內的油氣地質勘探程度已經(jīng)比較高，指望繼續(xù)發(fā)現(xiàn)新的大油田和大氣田可能性較小。

由于油氣品種短缺，自1993年開始中國不得不大量進口石油和天然氣，2015年凈進口石油達到3.28億t，成為全球最大的石油凈進口國。為了應對國內大氣污染防治“以氣代煤”的需要，中國陸續(xù)建設中亞一、二、三、四線管道、中緬、俄羅斯遠東天然氣管道等進口天然氣，并通過海上大量進口液化天然氣，才使得2015年中國天然氣進口總量達到624億m3，尚不足7600萬t標煤的熱值。

此外，油氣進口的國際運輸安全一直是揪心的問題，每天都有成百艘巨型油輪和液化氣船穿梭在海上（圖1），為此付出的經(jīng)濟、政治、外交和軍事代價都很大。出于對未來油氣產(chǎn)地和運輸節(jié)點地區(qū)政治、經(jīng)濟和軍事動蕩的考慮，進一步擴大油氣進口對中國的能源安全保障提出了很大的挑戰(zhàn)。

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2）在能源消費成本中煤炭占有絕對優(yōu)勢，是穩(wěn)定物價、提升中國產(chǎn)品競爭力的基礎。

在目前可獲得的所有能源品種中，各種能源的消費成本相差很大，直接關系到各種產(chǎn)品的生產(chǎn)成本和價格競爭力，也關系到人民生活用能消費的承受能力。在可獲得的化石能源中，煤炭相對于油氣，如果不考慮品種的使用差異，其消費成本相差很大。

按照天然氣降價0.7元/m3后全國平均價1.81元/m3及其他能源品種最新價格測算，按照同等熱值比較，天然氣消費成本是煤炭2.6倍、電能消費成本是煤炭的2.9倍，成品油料綜合價格的是煤炭的7-9倍（圖2）。所以強行要求“以氣代煤”、“以電代煤”，將意味著現(xiàn)有能源消費成本將成數(shù)倍增長，勢必推動物價上漲和通貨膨脹，這對中國能源消耗較高的大量實體經(jīng)濟和收入偏低的居民生活將是難以承受之重。

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3）中國能源消費體量巨大，其他所有能經(jīng)濟獲得的清潔能源總量太少，替代難度大。

中國是世界第一人口大國和第二大經(jīng)濟體，能源消費總量巨大。據(jù)統(tǒng)計，2015年中國全社會能源消費總量達43億t標煤，其中自產(chǎn)的原油和天然氣總量合計不足4.7億t標煤；水電、核電、風電、光電、光熱等清潔能源和可再生能源總產(chǎn)量折合5.2億t標煤，合計不足10億t標煤，僅占2015年中國能源消費總量的23%。

即使中國未來經(jīng)濟能夠實現(xiàn)平穩(wěn)轉型，并努力強化節(jié)能和能效提高，可能會減少一些能源消費和減緩能源消費增長速度，但是中國人口基數(shù)大，在目前居民生活用能還處于比較低水平的情況下，單是生活水平改善用能需求的增量就可能吃掉甚至超過通過產(chǎn)業(yè)轉型和節(jié)能所減少的能源消費空間，這是剛性需求。比較當前對石油、天然氣、核電、風電、光電等清潔能源的投資和成本，即使不考慮資源的可獲得性，單是指望其全面替代煤炭在體量上就很不現(xiàn)實，而且經(jīng)濟代價十分高昂。

據(jù)相關研究，中國自產(chǎn)天然氣“天花板”在3000億m3/年左右，折合標煤3.64億t，水電可經(jīng)濟開發(fā)的總量約4億kW，折合年產(chǎn)電力3.2億t標煤，核電“天花板”預計不超過1億t標煤，如果能全部開發(fā)出來，合計7.84億t標煤，僅占未來中國能源總需求的13%-15%，剩余的全部依靠風電和光電不切實際。

此外，水電、風電、光電、光熱等穩(wěn)定性、可靠性、可控性都比較差，很難滿足電力消費的穩(wěn)定性要求，需要大量煤電予以保障。

4）煤炭完全能實現(xiàn)清潔高效利用，“以進口氣代煤”的綜合優(yōu)勢并不突出。

隨著技術的不斷發(fā)展和進步，煤炭完全可以潔凈高效利用，并已為大量實踐所證明。采用原煤洗選提質、分質梯級高效利用、超低排放發(fā)電、現(xiàn)代煤化工清潔轉化和散煤清潔化治理技術及新型的碳循環(huán)利用技術等進行綜合治理，從技術層面已經(jīng)實現(xiàn)了煤炭的清潔高效利用。按照超低排放發(fā)電和新型煤粉型工業(yè)鍋爐的示范實踐分析，其法定大氣污染物排放與天然氣相當（不含CO2排放），而單位生產(chǎn)成本只在現(xiàn)有基礎上增加10%-20%，在目前承受的范圍內。

目前煤炭消費引起的污染問題，主要是由于法規(guī)、制度和強制性標準不健全、監(jiān)管力度不足、政府監(jiān)管不到位，以及消費者百年不變、陳舊落后粗放、不負責任的消費方式所致，把煤炭消費應有的污染治理成本轉嫁給社會，長期放任不管，形成不科學、不負責任的消費理念和消費習慣并肆無忌憚所致。

天然氣的主要成分是甲烷，其碳氫比為1︰4，其燃燒產(chǎn)物中CO2排放比例確實比煤炭要少得多，但其他污染物同樣會產(chǎn)生，特別是顆粒物和NOx產(chǎn)生比燃煤超低排放后的濃度還大，也是需要凈化治理，否則天然氣也做不到完全清潔化。天然氣相較于煤是比較清潔的化石能源，如果資源富足，理應優(yōu)先開發(fā)和使用，但限于中國的天然氣資源缺乏、開發(fā)困難，如果依賴遠距離進口，需要多方面權衡，適度適量，量力而行，想當然地過分強調天然氣優(yōu)勢和偏好脫離中國國情。

中國如果不改變煤炭消費方式，強制實施煙氣凈化控制，一刀切“去煤化”，僅依靠高價、遠距離進口外國的優(yōu)勢資源，費效比并不高。甲烷是強烈的“溫室效應”氣體，其溫室氣體全球變暖潛能值（GWP）是CO2的21倍，天然氣開發(fā)、加工、運輸、儲存和使用過程中都會有大量的甲烷逃逸進入大氣環(huán)境中，無論責任是誰，未來進口天然氣通過碳足跡機制最終所有的溫室氣體排放都要傳遞給終端消費者，所以進口天然氣的綜合效益并不突出。

5）煤炭是中國不少地區(qū)經(jīng)濟賴以發(fā)展的支柱，這些地區(qū)鮮有其他發(fā)展機會，轉型十分困難。

憑借優(yōu)勢資源發(fā)展地方經(jīng)濟是起碼的訴求。中國山西、內蒙、寧夏、新疆和陜北老區(qū)的煤炭資源豐富，但資源、區(qū)位、人才、運輸?shù)茸匀粭l件比較差，經(jīng)濟發(fā)展一直比較落后，這些年所取得的發(fā)展進步主要依賴當?shù)孛禾抠Y源開發(fā)，如果舍棄煤炭產(chǎn)業(yè)，這些地區(qū)的經(jīng)濟社會發(fā)展將面臨停滯甚至倒退，必然造成新的區(qū)域發(fā)展不平衡，直接威脅到這些地區(qū)的經(jīng)濟增長和社會穩(wěn)定。內蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市和陜西榆林地區(qū)近幾年的發(fā)展就是鮮活的例證。

2、中國現(xiàn)行煤炭消費存在的核心問題

2.1煤炭消費方式與現(xiàn)狀

中國煤炭開采和使用的歷史非常悠久，但有史以來，中國煤炭的使用方式變化不大，一直是直接燃燒、敞開排放為主并延續(xù)至今。過去由于消費總量少，依靠大氣生態(tài)環(huán)境的自凈修復能力，沒有造成大的環(huán)境問題。但是近十年來，隨著煤炭消費總量快速增加，煤炭燃燒的煙氣排放凈化和治理措施沒有跟上，排放總量超過了環(huán)境容納和自凈修復能力，形成了部分高強度煤炭消費區(qū)域的大氣污染，引起了社會關注。

2015年中國原煤消費總量約38.5億t，從四大行業(yè)消費看，發(fā)電用煤18.39億t、煉焦用煤6.27億t、煤化工原料用煤2.53億t。全部工業(yè)鍋爐、窯爐耗煤預計7.5億t，生活民用散煤1.6億t。

各種使用方式所產(chǎn)生的污染和治理控制水平并不一樣。發(fā)電用煤占比大，但消費集中、污染物控制和減排力度大、治理水平高；現(xiàn)代煤化工起點高、裝備齊全、工藝要求高，其大氣污染物較好控制；煉焦和建材行業(yè)也進步到園區(qū)化、集中大工業(yè)化生產(chǎn)，燃煤污染物控制也在逐步向好；目前主要是大量分散的工業(yè)鍋爐和民用燃煤污染控制難操作、難監(jiān)管，是未來燃煤污染物控制和清潔化治理的重點。

2.2煤炭直接燃燒產(chǎn)生的污染物情況

煤炭是一種因古代植物遺骸經(jīng)過億萬年的深埋、炭化逐漸形成的一種固體可燃能源礦產(chǎn)，先天性品質不均勻，各種有害礦物（如硫、砷、汞、氟等）浸入其中，以及大量不可燃的其他礦物混入（統(tǒng)稱矸石或灰分），形成混合共生體礦產(chǎn)。所以原煤從地下被開采出來后燃燒使用，除生成物CO2外，還會產(chǎn)生大量的煙塵、SO2、NOx等大氣污染物，原煤如果不經(jīng)過洗選（純化）就直接燃燒會加大污染物的產(chǎn)生比例；如果不對其燃燒排放的煙氣進行有效治理和凈化，直接排入大氣中必然引起大氣污染。

根據(jù)中國商品煤質量情況測算，每完全燃燒1t標煤的商品煤，大約生成約2.46tCO2，產(chǎn)生約200-300kg灰渣、100-150kg水蒸氣、12-15kg的SO2、50-70kg粉塵、16-20kg的NOx和其他微量氣態(tài)產(chǎn)物。中國商品煤中汞、氟含量極少，只有少數(shù)礦區(qū)的少數(shù)煤層含量偏高一些。煤炭直接燃燒產(chǎn)生如此多的產(chǎn)物，基本上對大氣和生態(tài)環(huán)境有害無益，如果不進行高效凈化治理，必然造成大氣污染。

2.3中國煤炭消費區(qū)域和時段過度集中，局部燃煤污染嚴重

一個地區(qū)一旦煤炭消費數(shù)量過多、強度過大、過于集中，就會超過環(huán)境容納和自凈能力，形成大氣污染。

以2013年中國煤炭消費最高年份統(tǒng)計分析（表1），中國華東7省區(qū)煤炭消費總量過大，其國土面積僅80.8萬km2，僅占全國陸地面積的9.65%，但煤炭消費占29.23%。特別是上海市每平方公里國土面積消費煤炭達到8960t，天津市達到4670t；江蘇省超過全國平均值的5倍，山東省超過4倍，京津冀地區(qū)平均超過3倍，特別是河北省人口只占全國人口總數(shù)的5.42%，國土面積占全國的2.23%，但該區(qū)域煤炭消費量占全國煤炭消費總量的7.33%。煤炭消費過度集中并長期居高不下，并與油氣集中消費和其他高排放產(chǎn)業(yè)疊加在一起，形成高污染區(qū)域，與近幾年“霧霾”反復出現(xiàn)的區(qū)域基本重合。

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此外，中國黃河及以北地區(qū)冬季取暖基本全部依賴煤炭，冬季取暖范圍還有向南方擴展之勢。每年取暖期用煤超過3億t，集中在取暖期5個月，煤炭消費強度疊加更為嚴重，也是“霧霾”反復頻繁出現(xiàn)的時段。

2.4煤炭消費污染治理的成本情況

1）煤炭直接燃燒生成的污染物主要有上述幾種，其中大顆?；以鼣?shù)量最大，但它是固體物質，其影響主要是占壓土地和局部的景觀污染，不會大范圍擴散，而且灰渣已經(jīng)開展資源化綜合利用，生產(chǎn)利廢建材（如制磚、水泥摻混材、保溫材料等）、提取有益礦物（氧化鋁、鍺、鎵等）等已產(chǎn)業(yè)化，不少地區(qū)已做到電廠灰渣吃干榨凈，不存在過多的成本負擔。

2）采用燃煤超低排放發(fā)電技術，煙塵的除塵效率已達99.8%-99.9%，接近“零”排放；煙氣SO2脫硫效率達95%以上、NOx脫除效率達70%-80%，SO3排放濃度可≤5mg/Nm3、汞及其化合物可以降低到3μg以下。目前全國已經(jīng)改造建成投產(chǎn)的超低排放發(fā)電機組超過1億kW，大量工程實踐已經(jīng)驗證，實現(xiàn)燃煤超低排放發(fā)電，包括電廠污水“零排放”，所增加的發(fā)電成本不過2-3分人民幣/（kW˙h），新增成本不足10%，而大氣污染物排放的清潔化程度不亞于天然氣發(fā)電的清潔化程度（CO2除外）（圖3）。

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3）中國現(xiàn)代煤化工技術在全球獨樹一幟。由于煤炭是作為煤化工的原料，其中的硫全部回收利用并作為無機化工原料銷售，其他大氣污染物因為化工工藝的需要也已經(jīng)完全凈化回收和無害化處置，煤化工的動力島部分也可以完全采用超低排放方式，技術上不存在困難。目前反映強烈的主要是煤化工污廢水問題，但是現(xiàn)在已經(jīng)有示范工程做到“零排放”或“近零排放”。作為如此巨大體量的工程而且全是世界首臺（套），既有設計經(jīng)驗不足、考慮不周全的原因，也有限于投資，因陋就簡、污水治理設施不匹配的原因；也有監(jiān)管不到位，沒有完全按照環(huán)保“三同時”的要求同步設計、同步施工、同步投產(chǎn)的原因；還有少數(shù)急功近利、片面追求經(jīng)濟效益、不負責任偷排亂排的原因，給現(xiàn)代煤化工行業(yè)抹了黑。其實達到“污廢水零排放”的工藝技術很多，所增加的投資和運行成本完全可以承受和消化。

4）中小型燃煤工業(yè)鍋爐和窯爐由于單爐容量小、使用地點分散，又多是經(jīng)濟效益不高、產(chǎn)品附加值偏低的中小型用戶，監(jiān)督管理工作量巨大，承受力有限。由于監(jiān)管不嚴，以致成片成災，成了頑疾。實際上中國已經(jīng)有不少高效高清潔化燃煤鍋爐，如水煤漿鍋爐、中小型煤粉型工業(yè)鍋爐，再配套高效凈化裝置，完全能達到清潔化排放水平，進行改造和運行所增加的成本折算成電功率也僅增加0.1-0.12元/（kW˙h），完全在可承受的范圍，而運行操作的便捷性和治理后的大氣污染物排放水平接近于天然氣。

兩相比較，煤炭清潔化治理成本比硬性改為天然氣便宜得多，就因為監(jiān)管不到位、違規(guī)超排處罰力度不足、違法違規(guī)成本過低，使這些煤炭清潔化技術長期得不到有力的推廣采用，降低了技術進步的動力和速度。

2.5煤炭高碳排放與低碳發(fā)展的矛盾

CO2不是法定大氣污染物，除了濃度過高會造成窒息外對人體無害，也與“霧霾”的形成沒有關系。燃煤生成的CO2，只是具有“溫室效應”作用的一種氣體。經(jīng)過大量的科學研究證明，CO2是溫室效應作用最小的“溫室”氣體。“溫室效應”是一個極其緩慢的過程，構成“溫室效應”的氣體種類很多。大氣生物圈中的CO2含量變化對“溫室效應”的貢獻份額究竟有多大，科學界爭議很大；而且即使真的因為“溫室效應”導致地球表面大氣氣溫有限升高，會上升到什么程度，會造成多大的損害，人類能否承受，都還沒有令人信服的結論，目前都是處于“寧可信其有”的階段。

地球大氣圈對碳排放容納能力極大。在地球生物圈內，CO2是普遍存在并離不開的一種物質，但含量只有0.03%，底層表面大氣中CO2含量只有2.8×10-4左右，而且本身在不斷碳循環(huán)之中，植被、土壤、海洋、水體、濕地、微生物在不斷吸收CO2，植物需要通過光合作用不斷吸收固碳生長，人們的食物、所使用的大量工程材料中都含有大量的碳。生物圈本身需要大氣中保持一定濃度的CO2，以維持植物和土壤的碳平衡。試想如果地球大氣圈CO2濃度下降，或許溫室效應減輕了，但是因為碳不平衡，可能植被和農(nóng)作物生長緩慢、矮化、減產(chǎn)，直接危及生態(tài)環(huán)境和糧食保障，可能帶來的問題比目前已知的“溫室效應”的危害要嚴重得多，這都還是未解之謎。

而2013年中國人為的CO2排放總量不足100億t，人均7.2t，和歐盟國家的人均排放水平基本持平，僅為美國人均碳排放16.5t的43.6%。

煤中的固定碳含量一般在60%-70%，其高碳性與生俱來不可改變，它的燃燒生成物是CO2，但中國的優(yōu)勢能源資源又恰恰是煤炭，成為中國能源資源經(jīng)濟發(fā)展和能源需求保障的制約因素，所以西方在當下提出低碳發(fā)展的新觀點，并以此為由向中國施壓，不得不讓人質疑其中有“圈套”之嫌。但是不管是否有“圈套”，人類進步到已經(jīng)認識到CO2確實對地球大氣圈有“溫室效應”的影響，必須正視并加以控制。作為一個負責任的發(fā)展中世界大國，無論如何，都應該適度有序控制碳排放。

減少碳排放有很多可選項。調整能源消費品種結構，提高非碳和低碳能源消費比例，減少高碳能源的消費只是一種選擇；發(fā)展森林植被碳匯等碳中和措施“抵銷碳排放量”更是一種簡便有效的選擇；發(fā)展碳固化和碳循環(huán)利用以減少向大氣環(huán)境排放也是一種選擇；提高應對“溫室效應”負面影響的能力也是一種選擇。不應聽信對溫室效應負面作用的超前過度渲染，偏聽那些過度夸大碳排放危害的言論，必須理性研究分析CO2導致“溫室效應”的程度和產(chǎn)生“溫室效應”的后果，明智應對碳排放問題，不應因此而過度影響當前中國的能源政策走向和經(jīng)濟發(fā)展。

中國石油對外依存度已超過60%、天然氣對外依存度已超過32%，繼續(xù)靠高價、遠距離進口油氣調節(jié)能源消費結構會過度降低中國的產(chǎn)品價格競爭力和增加人民的生活成本負擔。就中國的國情和經(jīng)濟社會長遠發(fā)展而言，發(fā)展“碳循環(huán)利用抵銷碳排放”的選擇更具有積極戰(zhàn)略意義，必須依靠科技創(chuàng)新，盡快加大碳減排、碳抵銷、碳循環(huán)利用的科技攻關力度，這對中國而言是一項獨特的歷史任務。

3、揚長避短，發(fā)展中國煤炭清潔高效利用成效顯著

3.1煤炭清潔高效安全生產(chǎn)進步巨大

就生產(chǎn)側而言，煤炭作為固體礦產(chǎn)，開采過程中對生態(tài)環(huán)境的影響包括土地沉陷損壞、地表及地下水系改變、矸石（含洗矸、煤泥）固廢堆存、礦井水排放、通風瓦斯排放等幾個方面，其中選煤廢水已經(jīng)實現(xiàn)零排放，礦區(qū)生活污水已經(jīng)全部進行處理并達標排放，不做討論。煤礦開采對生態(tài)環(huán)境的污染主要是礦井局部的影響，沒有區(qū)域性、流域性的污染，而且煤礦基本沒有有毒有害物質的產(chǎn)生和排放。

煤炭開采引起的土地沉陷損壞和“三廢”排放難以避免。為了減少沉陷，煤炭企業(yè)大量采用“三下開采”技術，充填開采技術，旋噴注漿減沉技術，地表立體生態(tài)修復技術，矸石山、露天排土場植被復墾技術及沉陷土地二次功能性恢復開發(fā)技術，基本實現(xiàn)將煤礦開采引起的土地損壞降低到最小程度。此外，把過去單純的環(huán)保末端治理前移，大量開展煤矸石、礦井水、煤礦瓦斯、共伴生資源和沉陷土地的綜合利用，洗矸、煤泥的資源化再利用等。截止2015年，中國原煤入選率達到65.9%，入選總量超過24.7億t，選煤廢水零排放已經(jīng)普遍實現(xiàn)；當年排放的煤矸石（含洗矸、煤泥）的利用率達到64.2%、煤矸石綜合利用電廠裝機達到3500多萬kW、矸石磚產(chǎn)量超過150塊標磚、煤矸石粉煤灰水泥超過5000萬t；礦井水利用率達到67.5%，礦井水除凈化自用外，一些大水礦區(qū)礦井水已經(jīng)開始凈化飲用并接入市政供水管網(wǎng)；礦井瓦斯抽采利用率達到46.4%、高濃度瓦斯民用和發(fā)電、中低濃度瓦斯發(fā)電、超低濃度乏風瓦斯銷毀大量開展；當年沉陷土地復墾利用率達到48%；共伴生礦產(chǎn)資源產(chǎn)業(yè)化利用規(guī)模不斷擴大。“采煤不見煤、挖煤不燒煤、沉陷不廢棄”的花園式煤礦不斷出現(xiàn)，全國有上百處大型現(xiàn)代化煤礦已經(jīng)實現(xiàn)清潔生產(chǎn)。

中國的煤炭開采技術，已經(jīng)基本做到了清潔化、高效化、安全化，正在向遠程遙控和無人化開采方向發(fā)展，未來中國煤炭開采的效率只能是越來越高、安全越來越有保障、清潔化程度也來越好，而直接生產(chǎn)成本基本穩(wěn)定，不會出現(xiàn)剛性大幅度上漲，完全可以保證中國經(jīng)濟社會發(fā)展對能源的各種需求。

3.2煤炭消費側清潔高效利用成果輝煌

煤炭消費側是引起燃煤污染的核心領域，近幾年隨著中國大氣污染防治力度的加大，各種煤炭終端用戶都開展了大量燃煤清潔化的工作，技術和裝備進步很大，成效十分顯著。

1）燃煤超低排放，發(fā)電規(guī)模不斷擴大。

所謂的燃煤超低排放發(fā)電是指傳統(tǒng)燃煤電廠通過節(jié)能環(huán)保升級改造，其法定大氣污染物的排放達到或優(yōu)于國家規(guī)定的“天然氣發(fā)電”大氣污染物排放限值標準。

在神華集團國華電力公司和浙江能源集團商業(yè)化示范成功的基礎上，燃煤超低排放發(fā)電已經(jīng)大范圍推廣采用，并且已經(jīng)形成國家政策，要求到2020年中國所有燃煤電廠全部實現(xiàn)超低排放。在此基礎上，山西國金電力公司文水金地低熱值煤電廠更上一層樓，除達到上述超低排放標準外，更實現(xiàn)三氧化硫≤5mg/Nm3、汞及其化合物≤3μg/Nm3、電廠灰渣100%利用和廢水“零排放”，其發(fā)電成本較傳統(tǒng)燃煤電廠的發(fā)電成本增加2-3分人民幣/（kW˙h），使中國燃煤發(fā)電的清潔化程度進一步達到高清潔化水平（表2）。

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中國發(fā)電用煤占煤炭消費總量的50%以上，如果按計劃到2020年全部實現(xiàn)超低排放發(fā)電，這一措施將解決中國50%以上煤炭的清潔高效利用問題。

2）傳統(tǒng)煤化工綠色升級清潔化治理工作已經(jīng)取得成效。

傳統(tǒng)煤化工特指煉焦、電石、煤制合成氨（尿素）和固定床氣化聯(lián)產(chǎn)甲醇4個產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)中大量以甲醇為中間原料平臺，本文將煤制甲醇歸類于現(xiàn)代煤化工領域中一并說明。

（1）中國煉焦產(chǎn)能約6.5億t，年產(chǎn)焦炭4.5億t左右。過去污染大、能耗高、焦炭質量差的土法煉焦和小機焦已經(jīng)全部淘汰，現(xiàn)有焦爐均改造提高為大型機械化焦爐，并大量采用干熄焦工藝和焦化副產(chǎn)品的深加工綜合利用，使中國煉焦產(chǎn)業(yè)完全改變了過去的落后面貌。焦爐煤氣生產(chǎn)合成氨、甲醇、分離提氫、提取天然氣并網(wǎng)和生產(chǎn)液化氣（LNG）都已普遍實施；焦油深加工和加氫精制各種精細化學品已成為新興產(chǎn)業(yè)，目前還在進一步發(fā)展煉焦行業(yè)VOCs和消味治理，焦化產(chǎn)業(yè)綠色升級已經(jīng)成為共識，相關技術已經(jīng)成熟，期待不久的將來傳統(tǒng)煤焦化產(chǎn)業(yè)綠色化、清潔高效化和“三廢零排放”將全面實現(xiàn)。

（2）中國煤制合成氨產(chǎn)能5700多萬t。傳統(tǒng)煤制合成氨（小化肥）限于當時氣化爐技術和裝備水平，污染較大、能耗較高、含酚廢水治理困難，一度成為污染的“重災戶”。隨著現(xiàn)代煤化工技術的發(fā)展，大型粉煤高溫氣化技術不斷涌現(xiàn)并得到快速推廣應用，大型粉煤高溫氣化爐替代過去原有的固定床氣化爐，已經(jīng)成為化肥行業(yè)的發(fā)展趨勢，將徹底解決塊煤固定床中溫氣化工藝焦油和酚水難處理的問題，使中國傳統(tǒng)的煤制合成氨產(chǎn)業(yè)迎來綠色、清潔生產(chǎn)的新時代。

（3）中國電石產(chǎn)能4000余萬t，2015年產(chǎn)量2400多萬t，主要以煤為碳源，目前電石爐尾氣綜合利用工作也在普遍開展，清潔化水平不斷提高。

3）現(xiàn)代煤化工煤炭清潔高效轉化發(fā)展迅速，進展喜人。

現(xiàn)代煤化工以大型高溫氣化技術為標志。中國經(jīng)過10余年的示范建設，已經(jīng)實現(xiàn)煤制油、煤制氣、煤制烯烴、煤制芳烴、煤制乙二醇、大型煤制甲醇二甲醚和大型煤制甲醇制汽油的產(chǎn)業(yè)化。截止目前，中國已經(jīng)建成各種煤制油總產(chǎn)能743萬t/年，其中直接制油108萬t，間接制油150萬t、煤油共煉45萬t、煤經(jīng)甲醇制汽油60萬t、焦油加氫制油380萬t。煤制氣31億m3/年、煤制烯烴474萬t/年、煤制乙二醇160萬t/年，百萬t級煤制芳烴示范工程和百萬t級低階煤分質分級利用示范工程正在建設中。此外，煤制甲醇蛋白、煤制醋酐以及甲醇、烯烴、油品深加工精細化、高端化、差異化也在快速發(fā)展。

現(xiàn)代煤化工所需的大型關鍵工藝、技術和裝備逐步國產(chǎn)化，不少工藝技術擁有自主知識產(chǎn)權。包括大型氣化爐、大型空分、變換、分離凈化、脫硫、合成、催化劑、煤化工污水處理和循環(huán)利用等都取得很大進步，使中國現(xiàn)代煤化工技術處于世界領先地位。目前示范項目已經(jīng)證明以煤為原料，可以生產(chǎn)出大多數(shù)油氣化工產(chǎn)品、清潔油品和天然氣，而且部分煤基化學品的品質和成本還比較有優(yōu)勢，為中國化工原料多元化和煤炭的清潔高效利用開辟了廣闊前景。

通過現(xiàn)代煤化工轉化，不單是實現(xiàn)煤炭產(chǎn)品的多元化，提高經(jīng)濟價值和應對煤炭市場波動風險的能力，也使中國的油品國家能源安全保障得到極大的提高。通過現(xiàn)代煤化工轉化，使煤炭得到清潔高效利用，傳統(tǒng)直接燃煤的含硫和高揮發(fā)分逃逸等問題得到了很好的解決，煤中的硫分全部得到回收并作為硫資源產(chǎn)品。此外現(xiàn)代煤化工所采用的煤源從一開始的優(yōu)質煤發(fā)展到褐煤、高硫煤煤化工，大大拓展了這些低品質煤資源的清潔高效利用。

4）鍋爐窯爐用煤清潔化技術已經(jīng)得到解決。

根據(jù)有關資料，中國各種中小型燃煤工業(yè)鍋爐保有量從最高時期的約55.3萬臺下降到目前約47萬臺，各種窯爐約13萬臺，年耗煤約7.5億t。長期以來，由于中小型燃煤工業(yè)鍋爐生產(chǎn)和使用門檻較低，單爐容量小，生產(chǎn)和使用隨意，導致中國中小型工業(yè)鍋爐技術進步不受重視、研發(fā)投入少，無論是主機還是輔機技術進步都很緩慢。鍋爐效率低、污染物控制設施簡陋，甚至大量小噸位鍋爐沒有排煙凈化設施，長期直排大氣中，少有的除塵設施效率低下，脫硫、脫硝設施幾乎為空白。

中國中小型燃煤工業(yè)鍋爐長期采用層燃型鏈條爐，由于技術落后、燃用煤質差、燃燒效率低、運行管理不規(guī)范、運行負荷不穩(wěn)定、維護保養(yǎng)不及時、工況監(jiān)測控制不齊全，而且大量供熱鍋爐因季節(jié)性因素負荷變化較大，實際燃燒效率、鍋爐熱效率平均比國際先進水平低15%-20%，導致目前煙塵排放超過全國排放總量的40%，二氧化硫排放量占全國排放總量的35%以上，成為嚴重的大氣污染物排放源，是當前中國大氣污染治理的首要問題。

中國近幾年研發(fā)成功并快速推廣應用的中小型煤粉工業(yè)鍋爐，一改傳統(tǒng)長期沿用的鏈條爐排式層燃老舊爐型，給中小型燃煤工業(yè)鍋爐帶來了質的飛越。通過統(tǒng)一制粉、統(tǒng)一配送、密閉運輸和儲存、噴粉燃燒和鍋爐自動控制無人值守、完善的的煙氣凈化控制配套，實現(xiàn)了燃煤工業(yè)鍋爐的高效清潔化。新型煤粉型工業(yè)鍋爐系統(tǒng)燃燒效率達到98%以上，熱效率達到90%以上，與傳統(tǒng)的鏈條爐排鍋爐相比較，其平均效率由65%提高至90%以上，綜合節(jié)煤率超過30%；粉塵減少90%以上、SO2、NOx減少70%-80%，是中國中小型燃煤工業(yè)鍋爐的理想換代設備。粗略估算，如果47萬臺中小型燃煤工業(yè)鍋爐全部更換為新型鍋爐，每年可減排二氧化碳約5億t、二氧化硫約300萬t、粉塵約30萬t、廢渣約3000萬t，可節(jié)約燃煤1.5億t以上，完全可以解決目前存在的工業(yè)鍋爐能效低和大氣污染嚴重問題。

對窯爐的燃煤污染治理相對復雜。目前大量發(fā)展的煙氣凈化一體化設備，較好地解決了窯爐煙氣污染問題。對與物料混合燃燒型用戶（石灰、水泥、磚瓦）只能采用煙氣高效凈化方式；對玻璃、陶瓷、軋鋼加熱一類的窯爐用戶，治理方式眾多，既有對煙氣總排放口進行直接凈化，有條件的也有改燒天然氣，也有大量通過建設產(chǎn)業(yè)園區(qū)將用戶集中，由產(chǎn)業(yè)園區(qū)集中進行煤制氣，集中供應、集中凈化加以治理，效果顯著。

5）民用散煤污染治理正在積極推進，潔凈型煤、消煙蘭炭、生物質成型等清潔燃料逐步普及，新型爐具灶具不斷出現(xiàn)，以液化氣、太陽能、電能、生物質氣代煤工作在大力發(fā)展。

中國城鄉(xiāng)居民散煤消費總量1.6億t左右，雖然占比很小，但是爐灶低端原始、煙氣低空直排、不具備治理凈化條件，而且用戶數(shù)量龐大、單戶用量小，使用非常分散，經(jīng)濟承受力較差，監(jiān)督管理十分困難，是中國煤炭清潔高效利用最難啃的一塊硬骨頭，需要因地制宜、多策多方式并舉。

隨著中國東部省區(qū)民用散煤治理力度加大，政府財政補貼的支持，近2年來，民用散煤清潔化治理逐步得到重視，新型節(jié)能減排爐灶、固硫潔凈型煤、消煙型蘭炭、優(yōu)質無煙煤、生物質成型燃料等正在推廣使用，特別是河北、山東等省區(qū)進展較大。具備條件的地區(qū)大力推廣小風電、太陽能、液化氣、電力、生物質氣（沼氣）等清潔優(yōu)質可再生能源代煤工作。

目前中國沼氣用戶4200多萬，各類沼氣工程10萬余處，年產(chǎn)沼氣158億m3以上，替代2500多萬t標煤，減排CO2達6000多萬t，潔凈型煤（含蘭炭）產(chǎn)銷量3000余萬t。“煤改電”、“煤改氣”工作在大力發(fā)展。中國民用散煤治理的根本出路是實施清潔能源品種替代。

4、適應煤炭供給側結構性改革的清潔高效利用發(fā)展思路

中國經(jīng)濟發(fā)展進入“新常態(tài)”。隨著產(chǎn)業(yè)轉型、結構調整的逐步推進，生態(tài)環(huán)境保護和污染治理標準逐步提高，能源供應品種多元化的發(fā)展、能源消費方式的變革，都將促使中國煤炭直接消費快速接近“峰值”，煤炭產(chǎn)能過剩的局面或將經(jīng)常反復出現(xiàn)，倒逼煤炭供給側結構性改革加速發(fā)展，“做好存量、提高質量、增加品種、增加清潔性、減少碳輸出”，將是煤炭、煤電、煤化工行業(yè)未來發(fā)展的主旋律。煤炭的“高碳”秉性不可更改，集約化生產(chǎn)、集中使用、集中轉化、集中治理是未來煤炭清潔高效利用的主要方向。

目前，中國煤炭清潔高效利用的技術路線和途徑已經(jīng)明確，并為大量推廣應用所驗證，只要認真實施，不要假打，從技術層面就已經(jīng)基本能夠解決煤炭消費的污染問題。但是，科學追求無止境，隨著技術的不斷進步，還會出現(xiàn)更高效、更清潔的煤炭消費利用方式和途徑，未來中國煤炭清潔高效利用繼續(xù)發(fā)展的方向主要有如下幾個方面。

1）繼續(xù)開展超潔凈排放燃煤發(fā)電技術的研發(fā)和推廣應用。

發(fā)電是中國未來煤炭消費的最主要方向，未來電煤占比可能提高到80%以上，所以燃煤超潔凈發(fā)電是未來首選的發(fā)展方向。目前推廣的超低排放發(fā)電技術，粉塵和污廢水已經(jīng)趨于“零排放”，未來要力爭SO2、SO3、NOx、汞及其化合物和其他有害污染物也趨于“零排放”，實現(xiàn)法定污染物完全“零排放”的超潔凈燃煤發(fā)電，徹底解決燃煤發(fā)電的大氣、水污染問題。

2）加大富氧和純氧燃煤發(fā)電技術的研發(fā)。

為了消除NOx產(chǎn)生和減輕煙氣凈化負擔，提高發(fā)電能效，為碳捕捉創(chuàng)造條件，隨著大型空分技術和裝備的不斷進步，高富氧或純氧燃煤發(fā)電技術已經(jīng)具備基礎條件，需要加大新型鍋爐及材料等的研究開發(fā)。

3）繼續(xù)有序推進現(xiàn)代煤化工清潔高效轉化的發(fā)展。

現(xiàn)代煤化工技術是對煤炭進行徹底清潔化的又一好辦法。通過現(xiàn)代煤化工技術，傳統(tǒng)認為的煤中有毒有害雜質都可以得到很好地資源化利用，同時煤炭被化工轉化為各種高品質、優(yōu)質能源品種和化工原材料產(chǎn)品，實現(xiàn)了產(chǎn)品多元化和經(jīng)濟價值的大幅度提高，既彌補了市場緊缺油氣產(chǎn)品，又使煤炭得到充分、清潔化、高質高效利用?，F(xiàn)代煤化工排放的是高濃度CO2，節(jié)省了碳捕捉環(huán)節(jié)，使碳循環(huán)利用和碳無害化封存等減碳行動成本大大降低。

中國現(xiàn)代煤化工技術雖然進展很快，但成長時間還很短，前期首臺（套）示范項目暴露的問題還需要盡快解決和完善提高，煤化工能效提高、水耗降低、污染物尤其是污廢水減排等還有大量的工作要做，需要進一步加大科技攻關力度，早日為中國煤炭清潔高效利用闖出一條全新的更加完美的道路。

4）抓緊開展CO2高效低成本分離捕捉、固化和循環(huán)利用技術研究。

對以煤炭作為優(yōu)勢能源礦產(chǎn)和主要能源的國家，開展CO2增量的消減工作是一項長期的任務。雖然目前人類還沒有尋找到經(jīng)濟可行、一勞永逸的碳封存技術方向和碳循環(huán)使用途徑，但是無論未來CO2如何循環(huán)利用或碳封存，CO2捕捉都是前置環(huán)節(jié)，無論是改變使用方式（純氧燃燒）或對現(xiàn)有空氣助燃方式的分離提純，都是必須抓緊開展攻關研究的內容。

煤炭本身源于古代植物，是很好的碳固化方式，今天人類把煤炭開采出來并加以利用，是把已經(jīng)固化的碳再次釋放到大氣環(huán)境中，必然產(chǎn)生碳增量和冗余，需要加大力度開展碳固化技術的研發(fā)攻關，以實現(xiàn)碳平衡。其中大興植樹造林是很好的天然碳固化（碳匯）措施，還有利于生態(tài)改善。碳埋藏也是未來發(fā)展的一個方向，當然最好方式是直接進行碳的循環(huán)利用，既有經(jīng)濟效益也有生態(tài)環(huán)境效益，但是由于利用總量有限，需要拓展新的利用領域。礦化發(fā)電、化工轉化、微藻制油、植被碳濃相促生長等都是已經(jīng)出現(xiàn)的新方向，只要堅持不懈，依靠科技創(chuàng)新，人類一定能找到可承受的碳固化途徑，徹底解決碳排放冗余加重“溫室效應”的隱憂。

5、結論

能源是人類社會賴以生存和發(fā)展的基礎條件。隨著經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展，還需要大量的能源，預計中國能源需求的“峰值”在60億t標煤左右。通過提高能效和產(chǎn)業(yè)結構轉型可以減緩能源消費強度和增速，但畢竟是有限度的，而且不宜以降低人類生活舒適水平為代價，生產(chǎn)和生活對能源的需求是剛性需求，必須得到保障。

在目前所能獲得的所有能源品種中，無論是傳統(tǒng)的化石能源還是現(xiàn)有的清潔能源和可再生能源，都存在各自的問題，大規(guī)模的太陽能光伏發(fā)電和風力發(fā)電，效率低、占地大、投資巨大、穩(wěn)定性差，將給中國土地、生態(tài)帶來嚴重的負擔和損害，并不只是碳排放少就一好百好?；茉吹馁Y源保障能力和經(jīng)濟性、可控性、穩(wěn)定性無疑最高，化石能源的其他污染物治理從技術層面已經(jīng)基本可以做到“近零排放”。

CO2并不是人類的大敵。地球大氣生物圈的CO2處于動態(tài)平衡的過程中，只有打破平衡的那部分增量才需要額外的控制。“溫室效應”是一個極其緩慢的過程，其真實的不利效應可能要數(shù)十年或者上百年以后才會有所顯現(xiàn)，相信人類未來的智慧完全有能力應對“溫室效應”危害問題，這不是“急之火燎、立竿見影”的事。

煤炭是中國優(yōu)勢資源，儲量最豐富、性價比最高、生產(chǎn)能力最大、可以實現(xiàn)清潔高效利用，這已毋庸置疑，不可輕言放棄，徒增大量的能源消費成本，降低國家能源安全保障能力，削弱中國產(chǎn)品的價格優(yōu)勢和競爭力。在中國人均碳排放還很低的情況下，煤炭消費所產(chǎn)生的碳排放增量部分，可以通過提高能效以減少消費，通過碳中和、碳置換、碳循環(huán)利用等綜合措施加以抵消。

煤炭工業(yè)為了自身的穩(wěn)定和可持續(xù)發(fā)展，必須強力介入煤炭消費側的清潔高效利用工作，逐步將單一的煤炭開采企業(yè)轉變?yōu)?#8220;優(yōu)質商品煤+高品質油氣+精細化學品+清潔電力+廉價熱力+利廢建材”為一體的現(xiàn)代清潔能源綜合體。否則由于消費側的不清潔、不科學的煤炭消費利用方式引起的污染而總會讓煤炭生產(chǎn)企業(yè)“背黑鍋”，制約煤炭行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。對煤炭“妖魔化”，故意夸大其詞、牽強附會、以訛傳訛，不切實際、不科學、不理智的宣傳誤導，會害民誤國。腳踏實地認真做好煤炭清潔高效利用這篇大文章，才是切合中國國情的明智選擇。

來源： 2017-02-23 五六選煤 作者：張紹強

編 輯：徐悉