煤資源：環境責難下如何救贖

　　隨著霧霾天氣發生頻率增多，對霧霾的成因也出現多種解讀，有代表性觀點指出，以煤為主的能源結構是造成霧霾的主因之一。據英國石油公司2013年6月統計，2012年，中國煤炭産量為18250億立方米，佔世界煤 炭 産 量38453億 立 方 米 的47.5%，煤炭消費量為18733億立 方 米 ， 佔 世 界 煤 炭 消 費 量37301億立方米的50.2%。因此專家認為，減少煤炭消費，有效開發、合理利用煤資源是減輕霧霾的重要措施。

　　煤炭的使命還將延續

　　人類利用能源大致經歷了柴草、煤炭和石油三個時期。第一次技術革命和工業革命後，擴大了對煤炭的需求，到1830年，煤炭成為主要能源。1960年時，石油消耗量已佔世界能源消耗量的60%，超過了煤資源消耗量，成為世界主要能源，但是，煤炭仍扮演著重要能源角色。國際能源署執行幹事瑪麗亞·范德胡芬預測，經濟增長將繼續推高煤炭在全球能源結構中所佔份額。“如果當前的政策不變，煤炭將在10年內超過石油。”

　　工業化增加了對煤資源的需求，200多年來人類已消費大量煤資源，但迄今地下仍蘊藏豐富的煤資源。從17世紀到1830年，世界科學技術中心由義大利轉到英國，在那裏發生了人類歷史上前所未有的科學革命、技術革命和産業革命。工廠的機器運轉、商船和軍艦的海外擴張，主要以煤為燃料和動力。1870年，英國的採煤量佔世界採煤總量的51 .5%。20世紀60年代初，世界石油消費量超過煤消費量，但幾十年來煤仍是重要能源之一。據統計，2012年世界一次能源消費 中 ，石 油 佔3 3 .1 %、天 然 氣 佔23.9%、煤佔29.9%；其中中國三者佔比分別為17.7%、4.7%和68.5%；美國三者佔比分另類37.1%、29.6%和19 .8%；俄羅斯三者佔比分別為20%、51.1%和17.5%；日本三者佔比分別為45.6%、22%和26%；德國三者佔比分別為35 .8%、21 .7%和2 5 .4 %；英 國 三 者 佔 比 分 別 為33.6%、34.6%和19.2%。國際能源署預測，到2017年，世界石油消費量將達到44億噸，而煤炭消費量將相當於43 .2億噸石油。美國能源資訊署預測：“2030年前，隨著中國和俄羅斯等國家煤炭消費量增加以及經濟合作與發展組織國家石油需求減少，世界煤炭消費將再次超過石油消費。”

　　世 界 經 濟 年 均 增 長 率 從 公 元1000年到1820年為0.2%，19世紀為1%，20世紀為3%，僅20世紀世界已消費2650億噸煤。雖然經過200多年的大規模開採，地下仍蘊藏著大量煤資源。一些研究機構估計，煤資源儲量(折算標油)是石油儲量的3.76倍，煤資源儲採比是石油儲採比的5.62倍。據英國石油公司2011年發佈的世界能源報告統計，世界煤資源剩餘可採蘊藏量從1978年6364億噸增至2011年底的8690億噸。隨著技術勘探水準的提高，探明可採煤資源蘊藏量可能繼續增加。有專家估計，僅北極地區就蘊藏著一萬億噸煤資源。全球煤資源仍很豐富，在較長時期內煤仍將是重要能源之一。

　　煤化學工業的影響

　　1830年，英國産業革命達到高潮，德國還是個落後農業國。1871年德國統一，工業化比英國晚了一個半世紀。但是，通過煤化學工業技術革命，德國僅用40多年時間就實現了工業化，超過英國成為歐洲第一經濟大國。煤化學工業技術革命引領人類進入“化學合成時代”、人工製品的新世界。

　　20世紀30年代前的半個多世紀，德國主要依靠煤資源取得令人矚目的經濟發展。30年代後期，煤在美國能源消費中佔50%，而在德國這一比例仍高達90%。德國科研人員在第一次世界大戰前已開始研究從煤中提煉合成燃料。1913年，德國化學家弗裏德里克·伯吉尤斯以氫化法首次從煤中提煉出了一種高品質的液體燃料。10年之後，又有另一種提煉方法問世，其原理是用蒸汽將煤分子分解為氫原子和一氧化碳，經過化學反應生成人造燃料。伯吉尤斯的高溫高壓催化劑方法在兩者中居優，可用來生産高級航空汽油。1931年，伯吉尤斯與在發展高壓化學方面取得重要成就的法本公司董事長卡爾·博施共同獲得諾貝爾化學獎。

　　德國化學聯合企業J.G .法本公司在1926年購得伯吉尤斯的高溫高壓催化劑方法專利，並得到國家社會黨黨首希特勒的支援。1933年，希特勒擔任德國總理，迫不及待地推行被他稱作“德國汽車交通史的轉捩點”的汽車計劃，高速公路很快遍佈全國。1934年，德國開始研發一種新型汽車———“大眾”汽車。德國缺少石油資源，法本公司從事的人造汽油生産就顯得至關重要。

　　第二次世界大戰，德軍大批飛機、坦克和汽車主要是靠合成燃料驅動的。當時德國境內已有14座合成燃料廠開工，還有6個工廠在施工。到1940年，合成燃料産量達到日産7.2萬 桶 ，等 于 德 國 全 部 汽 油 供 應 的46%，合成燃料相當於德軍所需全部航空汽油的95%。到1942年，合成燃料工業在新的生産技術、高級催化劑、高質産品以及對多種煤的應用方面取得了重大進展，從1940年到1943年，德國的合成燃料産量從每天7 .2萬桶增至12.4萬桶。到1944年第1季度，合成燃料已佔德國油料供應的57%和航空汽油供應的92%。

　　1949年5月12日，由935架轟炸和護航戰鬥機組成的盟軍空軍聯隊轟炸了德國的合成燃料工廠。盟軍對德國合成燃料工廠連續不斷的轟炸，到9月德國合成燃料産量從平均每天9.2萬桶降至5000桶。同時，在盟軍的打擊下，德國從外部得到的石油也越來越少。到1945年2月，德國的航空汽油産量只有1000噸，相當於1944年1至4月産量的0.5%，2月以後，合成燃料生産全部停止。德國新發明的噴氣戰鬥機因無油而不能起飛。從某種意義上説，二戰時德國法西斯從瘋狂擴大侵略到再次失敗的原因之一，是汽油供不應求，德軍飛機、坦克和汽車難以運作。

　　改變煤資源回收窘境

　　中國煤資源蘊藏豐富，總量5.9萬億噸，預測垂深1000米以淺的遠景資源總量為28600億噸，其中：累計查明資源蘊藏量為10660億噸，預測未查明遠景資源為17940億噸，查明程度為37%。煤資源是非再生能源，越開發越減少，因此，必須有效開發和利用。

　　美國、澳大利亞、德國等國家的煤資源回收率高達80%以上，而中國煤資源回收率為30%左右，即開採一噸煤幾乎丟掉兩噸煤。

　　據統計，從1949年到2003年，中國累計採煤350億噸，而煤資源消耗量卻超過1000億噸，回收率不到30%，相當於50年間浪費了六個百億噸的大煤田。未被回收的70%煤資源中相當一部分因自燃而消失，還可能造成地質災害。

　　中國煤資源回收率低的主要原因是，大量小企業無序開發、開採方法落後和宏觀管理不到位《煤炭工業發展“十二五”規劃》提出，到2015年，中國煤資源開採能力為41億噸，産量控制在39億噸。2012年5月底，四川大學校長謝和平在接受媒體採訪時介紹，由中國工程院承擔的一項最新研究成果顯示，目前中國煤炭綜合考慮生産安全度、綠色開採度和機械化程度三類因素下的科學産能為11 .1億噸，僅佔全國煤産量的1/3。他呼籲，中國煤炭行業亟待提高開採品質，提高“科學産能”勢在必行。

　　2013年5月，新華社記者呂曉宇在報道仲介紹了中國煤資源儲量多、採煤大省山西的“黑色産業”之變。山西省“煤焦冶電”四大傳統産業增加值佔全省工業增加值的80%以上，生産過程中産生的大量殲石、煤泥等廢棄物對環境造成影響。同時，傳統産業副産品多、可利用價值高、産業關聯性強，僅每年採煤就排出五億多噸礦井水、一億多噸煤殲石和3000多萬噸粉煤灰等附産品。山西省是全國最大的焦炭生産基地，每煉一噸焦炭可産生400標準立方米焦爐煤氣，其中僅200標準立方米回爐，另外200標準立方米直接燃燒排空，俗稱“點天燈”。

　　據新華社記者呂夢琦2014年1月的報道，山西省焦爐煤氣的回收利用率已達100%，不僅大大減輕了空氣污染，而且取得了巨大的經濟效益。把煤及其附産品有效利用，實現煤電化、煤焦化、煤氣化和煤液化等“鏈條式”發展，潛力巨大。據山西省發改委主任王賦介紹，山西選擇了迴圈經濟路徑，讓過“重”的産業結構“輕”起來，讓偏“黑”的産業形態“綠”起來。煤資源的有效開發和利用對實現這些目標至關重要。為了改變“多小散亂”的煤炭産業格局，2009年山西率先掀起煤資源“整合風暴”，2011年5月，山西省關閉所有整合礦井，開始全面建設現代化礦井。兩年來，山西出臺六個新標準，率先建立了煤炭工業標準體系，在完成機械化建設的基礎上，進入了煤礦現代標準化發展新時期。到2015年底，全國還將關停2000處以上小煤礦，提高煤企生産經營水準，營造煤企良好發展環境。

　　研發煤清潔利用技術

　　煤層氣是可用於工業、汽車和居民生活等多領域的清潔能源。用煤層氣做燃料驅動汽車能夠使二氧化碳減少24%，二氧化硫減少90%，而且不含鉛苯等有毒物質。一直以來，煤層氣和焦爐煤氣大量浪費。據專家保守估算，2004年我國煤礦通風瓦斯排放量達140億立方米，超過“西氣東輸”一年120億立方米的輸氣量。我國煤焦每年産生的焦爐煤氣大量空排。據測算，我國每年浪費掉的燃氣氣體所含能量相當於八個“西氣東輸”的年輸氣量。

　　“十一五”期間，我國施工各類煤層氣井4700余口，建設産能31億立方米。2011年煤層氣産達到106.11億立方米，形成我國煤層氣産業商業化、規模化的初期階段。國家發改委印發的《煤層氣(煤礦瓦斯)開發利用“十二五”規劃》提出，到2015年實現煤層氣(煤礦瓦斯)産量300億立方米。“十三五”期間，煤層氣年産量有望達到500億至600億立方米。

　　1996年3月，國務院批復成立中聯煤層氣有限責任公司，2003年起與美國格瑞克能源公司合作開發山西沁水盆地南部的柿莊南項目，合同區面積455.286平方公里，已探明煤層氣地質儲量137.87億立方米。中聯煤層氣公司與美國薩摩亞—美中能源公司合作開發的潘莊項目面積150.8平方公里。2006年，美中公司採用國際上先進的多分支水準鑽井技術，獲得三萬立方米的日産量。2009年4月7日，國資委發文批准將中聯煤層氣公司部分區塊和資産有償轉讓給中石油，從實質操作層面打破了中聯煤層氣公司獨家煤層氣對外專營權，中石油、中石化和一些地方煤層氣公司也介入煤層氣領域。據《中國石油石化》雜誌2010年12月報道，中石油可供煤層氣開發的面積已達16.1萬平方千米，擁有煤層氣資源約16.48萬億立方米，佔全國登記區塊資源總量的69.6%。

　　迄今中國和美國等煤資源儲量較多的國家仍主要是燃煤發電，造成大量二氧化碳排放。早在20世紀初，德國已成功開發出煤制油技術，1943年德國煤制油産量達到約600萬噸。第二次世界大戰結束後，隨著石油和天然氣産量不斷增加和油氣價格低廉，只有南非仍有年産800萬噸的煤制油企業。自20世紀70年代起，油氣價格大幅度上漲“塵封了數十年的煤制油業又被一些國家和企業提上議事日程”。美國、法國和義大利都開始研發煤清潔利用技術。

　　中國煤制油熱始於2004年，主要産煤區除內蒙古、雲南、黑龍江、陜西列入國家“十五”計劃外，山西、山東、甘肅、貴州、安徽、河南和新疆以及一些大型煤企集團都在謀劃開工“煤制油”項目。國家發改委于2006年7月、9月和2008年10月下發“通知”叫停煤制油項目。但是，一些大型煤企集團的煤制油仍在發展。

　　自1958年起，我國開始進行自然條件下煤炭地下氣化試驗，1980年後初步實現了地下氣化從試驗到應用的突破。在山西，煤層氣、天然氣、焦爐煤氣、煤制天然氣簡稱“四氣”。山西省煤層氣行業協會2008年數據顯示，山西僅廢棄礦井煤資源多達近400億噸，並以每年六億噸繼續增加。如果進行地下氣化每噸煤資源可産生燃煤氣4000立方米，按地下氣化每年一億噸計，山西廢棄煤資源至少可氣化500年。

　　無論煤制油還是煤制氣，均要有宏觀規劃和長期發展戰略。2013年11月《中國石油石化》雜誌刊登能源專家馮躍威題為《去煤炭化不是救命稻草》的文章介紹：在煤制氣中，一噸煤僅能生産1110立方米天然氣，卻要耗六噸水，排放的二氧化碳是傳統天然氣工廠的七倍；在煤制油中，轉化一噸燃油需耗四噸煤10噸水，而每三噸煤就排放一噸污水，排放二氧化碳量是原油精煉的7─10倍。因此，要加強研發煤清潔利用技術，無論煤制油還是煤制氣，都要綜合權衡利弊，有序進行。

　　持之以恒地厲行節約

　　2012年，中國G D P佔世界G D P的1 1 .5 %， 能 源 消 費 佔20%，鋼鐵消費佔43%。中國萬元G D P能耗為0.697噸標煤，相當於世界平均水準的1 .8倍、美國的2 .2倍、歐盟的3 .1倍和日本的3.8倍。

　　2012年10月，中國能源研究會常務副理事長周大地接受媒體採訪時指出，按照能源需求年均增長7%計算，2020年中國需要56億噸標煤，2025年需要近90億噸標煤。國土資源部總工程師鐘自然2013年5月指出，按年均4 .5%增速計算，未來20年中國需要煤炭826億噸，石油120億噸，天然氣5.8萬億立方米。

　　按照這樣的能源需求增速持續下去，中國有多少資源？能不能確保能源安全？怎樣保護我們的 大 氣 環 境 持 續 綠 色 ？ … … 因此，我們必須採取有效措施，一方面，加快調整産業結構和轉變發展方式；另一方面，要採取有效措施和鼓勵全民節約能源，有效 開 發 利 用 能 源 ， 實 現 人 與 資源、人與環境協調，從而實現綠色可持續發展。