作為18世紀(jì)以來人類能源的主力軍和重要的工業(yè)原料，煤炭素有“烏金”的美譽(yù)。然而，隨著能源的日益多元化，特別是煤炭開采利用中出現(xiàn)的環(huán)境污染和安全事故，“烏金”的魅力逐漸褪色。許多人甚至提出：為什么不用更清潔的天然氣和石油代替煤炭?

從我國的實(shí)際國情出發(fā)，在可預(yù)見的未來，煤炭依然是我國能源的主力軍，煤炭的清潔高效利用是一道繞不過去的坎兒。煤炭的開發(fā)利用能否實(shí)現(xiàn)清潔高效?靠什么來實(shí)現(xiàn)?圍繞這些問題，我們從今天開始推出“創(chuàng)新引領(lǐng)點(diǎn)煤成金”系列報(bào)道，敬請(qǐng)關(guān)注。

——編者

到2020年，煤炭科學(xué)開發(fā)模式基本形成，清潔高效的煤炭消費(fèi)模式初步建立，煤炭清潔高效開發(fā)利用水平明顯提高，與煤炭相關(guān)的環(huán)境污染問題得到明顯控制，煤礦礦區(qū)生態(tài)環(huán)境基本改善，煤炭清潔高效利用技術(shù)支撐體系得到明顯加強(qiáng)，初步形成煤炭可持續(xù)發(fā)展的局面;到2030年，全面形成煤炭科學(xué)開發(fā)模式和清潔高效的煤炭消費(fèi)模式，煤炭清潔高效利用技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平，形成我國特色的煤炭清潔高效利用體系，全面形成煤炭可持續(xù)發(fā)展的局面。

——摘自《中國煤炭清潔高效可持續(xù)開發(fā)利用戰(zhàn)略研究》報(bào)告

未來20年，我國仍將處于重化工業(yè)階段，作為支撐我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)能源，煤炭消費(fèi)量還將增長。

但是，作為天生的高碳能源，煤炭大規(guī)模開發(fā)利用與綠色低碳發(fā)展的國際潮流和我國建設(shè)生態(tài)文明的戰(zhàn)略存在尖銳矛盾。怎樣才能破解這一矛盾，實(shí)現(xiàn)煤炭開發(fā)利用的清潔化、高效化?

本報(bào)記者就此專訪了中國工程院院士、中國工程院重大咨詢項(xiàng)目《中國煤炭清潔高效可持續(xù)開發(fā)利用戰(zhàn)略研究》主持人、著名煤化工專家謝克昌。

未來20年，沒有其他能源可取代煤炭的基礎(chǔ)性地位

記者：我國是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國，煤炭開發(fā)利用面臨哪些挑戰(zhàn)?

謝克昌：煤炭是我國工業(yè)化進(jìn)程中的基礎(chǔ)性能源，長期以來，煤炭在我國一次能源生產(chǎn)與消費(fèi)結(jié)構(gòu)中占70%左右。2012年，煤炭提供了電力燃料的75%、鋼鐵用能的85%、建材用能的71%、化工用能的40%。從消費(fèi)結(jié)構(gòu)上看，電力用煤占52.9%，鋼鐵用煤占15.3%，建材用煤占16.1%，化工用煤占6.6%，其他用煤占9.1%。

煤炭長期大規(guī)模開發(fā)利用也帶來了一系列問題。一是煤炭資源開發(fā)條件變差。我國53%的煤炭資源埋深在1000米以下，褐煤和低變質(zhì)程度煙煤占55%，優(yōu)質(zhì)煤炭資源逐年減少，開發(fā)重心逐步向西部轉(zhuǎn)移;二是煤炭科學(xué)產(chǎn)能比重較低。滿足安全、高效、綠色開采條件的科學(xué)產(chǎn)能僅占1/3，這也是煤礦事故頻發(fā)的主要原因;三是煤炭輸配不合理，煤炭調(diào)運(yùn)形勢緊張。四是，煤炭利用效率低。發(fā)電及供熱平均綜合利用效率僅為40%左右，比發(fā)達(dá)國家低10個(gè)百分點(diǎn)。

尤為緊迫的是，煤炭屬于高碳能源，我國又以碳排放系數(shù)最高的煤炭為主，污染十分嚴(yán)重。有統(tǒng)計(jì)顯示，在主要污染物排放中，燃煤排放的二氧化硫占90%，碳氧化物占75%，總懸浮顆粒物占60%，二氧化碳占75%。同時(shí)，每年還要排放數(shù)噸渣塵，重金屬超過2萬噸，對(duì)人體危害很大。燃煤帶來的嚴(yán)重環(huán)境污染，必須引起重視。

記者：在未來20年，我國能源結(jié)構(gòu)會(huì)不會(huì)有大的變化?

謝克昌：對(duì)我國來說，現(xiàn)實(shí)的問題在于，什么能源替代煤炭?煤以外的其他能源，從長遠(yuǎn)看都可以用，但就近、中期看，難以擔(dān)當(dāng)起主體重任。石油和天然氣受儲(chǔ)量短缺和引進(jìn)的困擾，風(fēng)能、太陽能缺乏持續(xù)有效性和實(shí)用性，水能的地域和生態(tài)局限性明顯，核能面臨著原料供應(yīng)和廢料處理問題……因此，未來一段時(shí)間，甚至更長遠(yuǎn)看，煤炭仍將是我國主體和基礎(chǔ)能源，雖然比例會(huì)有所下降。

我們預(yù)計(jì)，未來20年，煤炭在我國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中仍將長期占據(jù)主體地位，在石油、天然氣、核電充分開發(fā)的情況下，2030年煤炭占一次能源消費(fèi)比重仍在50%以上，消費(fèi)量將達(dá)45億噸左右。

特別指出的是，現(xiàn)在我國60%—70%的能源消費(fèi)是生產(chǎn)性消費(fèi)，發(fā)達(dá)國家60%—70%用于非生產(chǎn)性消費(fèi)。因此，2009年哥本哈根會(huì)議提出的全球碳減排目標(biāo)，對(duì)于我國這樣一個(gè)以煤為主要能源并正處于工業(yè)化中期的國家來說是不公平的。但作為負(fù)責(zé)任的大國，我國提出了明確的減排目標(biāo)，任務(wù)之艱巨，壓力之巨大，顯而易見。

煤的清潔高效利用是唯一出路，應(yīng)加快推進(jìn)煤炭產(chǎn)業(yè)由資金和資源推動(dòng)轉(zhuǎn)向以技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)為主

記者：煤炭既是能源資源的主要提供者，又是環(huán)境生態(tài)的主要污染源，我們該如何應(yīng)對(duì)這一難題?

謝克昌：圍繞煤炭資源如何持續(xù)清潔利用，2011年，中國工程院將“我國煤炭清潔高效可持續(xù)開發(fā)利用戰(zhàn)略研究”列為重大咨詢項(xiàng)目，根據(jù)煤炭行業(yè)發(fā)展中的重大問題，設(shè)立了包括資源、開采、輸運(yùn)、燃燒、減排等10個(gè)課題。我們認(rèn)為，煤的清潔高效利用是唯一出路;必須加快推進(jìn)煤炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展由資金和資源推動(dòng)向以技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)為主的方式轉(zhuǎn)變。

煤炭的清潔高效開發(fā)利用既是支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的內(nèi)在要求，也是走低碳發(fā)展道路的必然選擇。我國不僅是最大的煤炭生產(chǎn)國，還是最大的煤炭消費(fèi)國和進(jìn)口國，煤炭在一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中占比高出世界平均水平40個(gè)百分點(diǎn)，2013年煤炭進(jìn)口3.3億噸。近幾年，全球氣候談判和圍繞低碳技術(shù)的競爭日趨激烈，美國、歐盟、日本憑借其油氣為主的能源結(jié)構(gòu)，以及領(lǐng)先的煤炭清潔高效利用技術(shù)，積極推行“低碳經(jīng)濟(jì)”。出于國家戰(zhàn)略利益和能源安全考慮，我國必須加快培育和發(fā)展具有核心自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的煤炭清潔高效開發(fā)利用技術(shù)和產(chǎn)業(yè)，贏得發(fā)展的主動(dòng)權(quán)。

記者：對(duì)于我國煤炭的高效清潔可持續(xù)開發(fā)利用，有沒有具體的戰(zhàn)略目標(biāo)?

謝克昌：根據(jù)我們的研究，到2030年應(yīng)實(shí)現(xiàn)以下發(fā)展目標(biāo)：調(diào)控煤炭開發(fā)總量，優(yōu)化煤炭開發(fā)布局，實(shí)現(xiàn)煤炭開發(fā)戰(zhàn)略性西移，形成煤炭科學(xué)開發(fā)和清潔高效的煤炭消費(fèi)模式。具體講，國內(nèi)煤炭開采量要控制在45億噸以內(nèi)，煤炭系統(tǒng)整體效率達(dá)到52%，燃煤二氧化硫排放量控制在960萬噸以內(nèi)，燃煤氮氧化物排放量控制在760萬噸以內(nèi)。當(dāng)前最重要的，是要利用新技術(shù)解決煤炭清潔燃燒問題，提高熱效率、減少污染物排放，特別是燃煤發(fā)電的清潔高效問題。

實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，需要煤炭供應(yīng)質(zhì)量、煤炭發(fā)電水平、煤炭輸運(yùn)以及節(jié)能減排等諸多方面的共同努力。

設(shè)立煤炭科技重大專項(xiàng)，爭取在10至20年內(nèi)使我國煤炭科技自主創(chuàng)新能力和技術(shù)裝備達(dá)到世界先進(jìn)水平

記者：煤炭清潔利用包括哪些方面?現(xiàn)實(shí)中有哪些可行的途徑?

謝克昌：在國家能源局列出的低碳能源技術(shù)中，化石能源清潔高效利用技術(shù)排在第一位，這里主要指的就是煤炭的清潔高效利用，包括煤的安全、高效、綠色開采，煤利用前的預(yù)處理，煤利用中的污染控制與凈化，煤清潔高效發(fā)電和化學(xué)轉(zhuǎn)化等諸多環(huán)節(jié)。

從目前看，煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化離不開現(xiàn)代煤化工技術(shù)?，F(xiàn)代煤化工與傳統(tǒng)的煤化工路線不同，它是以煤熱解、氣化為基礎(chǔ)，以一碳化學(xué)為主線，合成各種替代液體燃料及化工產(chǎn)品，如天然氣、甲醇、二甲醚、合成油、烯烴、精細(xì)化學(xué)品等，替代問題如果解決得好，石油、天然氣對(duì)外依存度就不至于太高，這也是我國煤炭利用的重要方向。

世界煤化工的主戰(zhàn)場在中國。傳統(tǒng)的煤化工路線，包括煤炭焦化、煤氣化—合成氨—化肥等路線，布局分散、技術(shù)水平較低、能耗較高、產(chǎn)能過剩、污染較嚴(yán)重，轉(zhuǎn)型勢在必行。

記者：如何盡快提高煤炭清潔高效利用的科技支撐水平?

謝克昌：目前，我國已成功開發(fā)以煤制烯烴、煤制油、煤制甲烷、煤制乙二醇等為代表的現(xiàn)代煤化工先進(jìn)工藝技術(shù)，并進(jìn)行了工程示范。

但就整體而言，我國當(dāng)前的技術(shù)水平還不足以支撐煤炭的清潔高效利用。為此，我們認(rèn)為，應(yīng)盡快設(shè)立煤炭科技重大專項(xiàng)，大力提升煤炭科技創(chuàng)新能力。

具體包括：突破煤炭資源勘查、安全高效綠色開發(fā)、煤炭提質(zhì)、先進(jìn)煤炭燃燒和氣化、煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化、先進(jìn)輸電、煤炭污染控制、煤炭節(jié)能等一批核心技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)，著力突破一批重大成套裝備，建立煤炭清潔高效可持續(xù)發(fā)展支撐體系，引領(lǐng)世界煤炭清潔高效可持續(xù)開發(fā)利用技術(shù)發(fā)展。