王 征，韓在霞

(1. 濟南社會科學院經(jīng)濟研究所，山東 濟南 250099；2. 濟南職業(yè)學院經(jīng)貿(mào)系，山東 濟南 250103)

論能源多元化格局下的煤炭利用發(fā)展空間

王 征1，韓在霞2

(1. 濟南社會科學院經(jīng)濟研究所，山東 濟南 250099；2. 濟南職業(yè)學院經(jīng)貿(mào)系，山東 濟南 250103)

煤炭一直是我國的主要能源。當前，煤炭在我國能源結構中的地位正面臨著其他能源形式的挑戰(zhàn)。今后，化石類能源向可再生能源和新能源轉變是能源利用發(fā)展的大趨勢，我國目前還處在化石類能源與非化石類能源并重、能源使用由傳統(tǒng)能源向新型能源轉變的轉型期，煤炭的利用在工業(yè)化過程中還有很大的發(fā)展空間。但也應當未雨綢繆，大力促進煤炭向工業(yè)原料和油氣替代品的轉化，積極推進煤炭行業(yè)的轉型升級。

資源稟賦；能源需求；化石類能源；非煤能源；油氣替代

我國是世界產(chǎn)煤大國，擁有著豐富的煤炭資源，僅就目前探明的保有儲量就在10 000億噸以上，“富煤缺油少氣”的資源稟賦很大程度上決定了煤炭在我國能源發(fā)展戰(zhàn)略中的地位。長期以來，我們一直講“煤炭是我國工業(yè)的糧食”。近年，隨著“調(diào)結構、轉方式”和節(jié)能減排的進行，引發(fā)了人們對煤炭使用前景的擔憂。在能源革命的情勢下，煤炭是否馬上就要退出歷史舞臺?筆者認為：雖然從長遠來看，煤炭以及其他化石類能源的使用將逐漸減少，進而被更為清潔環(huán)保、更便于再生利用的新能源所取代；但在相當長的一段時間里，我國的能源需求尤其是燃料，仍然要依靠煤炭。通過煤炭氣化和煤炭液化等油氣替代技術，我國煤炭工業(yè)仍然具有廣闊的前景[1]。著眼于能源發(fā)展戰(zhàn)略，煤炭工業(yè)的發(fā)展必須要依靠技術發(fā)展和技術創(chuàng)新，同時要以包容的心態(tài)，迎接能源多元化時代的到來。

一、煤炭在當前能源結構中的重要地位

回顧煤炭這種傳統(tǒng)能源的發(fā)展歷程，認清未來的發(fā)展趨勢，將有利于我們把握煤炭利用和能源發(fā)展的規(guī)律性走向。人類發(fā)現(xiàn)并學會使用煤炭已經(jīng)有很長時間了，但要說真正有意識地將煤炭當作一種主要能源，則還是蒸汽機的發(fā)明引發(fā)工業(yè)革命之后的事。蒸汽機的大規(guī)模使用，不僅大大促進了工業(yè)革命的發(fā)展，也催生了煤炭的大規(guī)模開采和使用。在第二次工業(yè)革命中，內(nèi)燃機的運用使得石油這一能源形式的使用得到了廣泛重視，但煤炭借助火力發(fā)電的優(yōu)勢依然備受重視。電力的運用使煤炭事業(yè)發(fā)展如虎添翼。至今，電力在二次能源的運用中仍然處于最重要的地位，其他能源形式仍難以匹敵，而煤電仍然是發(fā)電的主要形式，這是煤炭仍扮演著重要能源角色的主要原因。在19世紀中葉，煤炭在全球一次能源使用中，只占大約不到四分之一，而到20世紀20年代占比已超過“半壁江山”，之后隨著電氣化時代的到來和火電的大發(fā)展，煤炭的能源霸主地位一直持續(xù)到20世紀60年代[2]。從本質(zhì)上說，工業(yè)革命的發(fā)展很大程度上取決于能源利用的進步，每逢能源利用產(chǎn)生飛躍，都能給生產(chǎn)技術乃至于社會生產(chǎn)方式帶來革命性的變化。

總體上看，發(fā)展中國家與發(fā)達國家相比，在煤炭消費結構方面有很大不同，后者對于煤炭的使用大多都用于發(fā)電。在進入后工業(yè)化時代之后，高能耗產(chǎn)業(yè)都已經(jīng)不再唱主角，新興產(chǎn)業(yè)和現(xiàn)代服務業(yè)對傳統(tǒng)能源需求相對較少，能源消費日漸飽和，歐美國家對煤炭的利用都在不同程度地減少，煤炭需求量總體上趨于下降；而對發(fā)展中國家來說，工業(yè)化和城市化的進程都離不開重工業(yè)，離不開大量傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，即不但離不開對煤炭的間接消耗，也離不開對煤炭的直接消耗。歷史上的煤炭消費重點區(qū)域和重要產(chǎn)區(qū)是亞洲和歐美，隨著歐美地區(qū)用煤的衰減，下一個用煤大戶將會是經(jīng)濟發(fā)展強勁的亞洲地區(qū)。新世紀以來，亞洲煤炭需求的增量明顯高于世界平均水平，僅亞洲新興經(jīng)濟體的龍頭——中國和印度煤炭需求凈增量就占全球的95%，而僅我國就占84%?？焖僭鲩L的經(jīng)濟和蓬勃發(fā)展的工業(yè)化，使對能源的需求還會保持在較高的水平上，以新興國家的產(chǎn)業(yè)結構和技術水平來看，仍然離不開對煤炭的大量需求[3]。

二、經(jīng)濟發(fā)展新形勢下的煤炭需求變動

從長遠發(fā)展的大趨勢來看，影響煤炭需求的因素主要有以下幾個方面：首先是經(jīng)濟增長速度以及增長模式；其次是其他能源的使用對煤炭的替代所造成的競爭；再者是煤炭取代其他能源形式的步伐；四是以煤炭為原料的化工行業(yè)的技術改進情況[4]。

經(jīng)濟增長的速度變化和經(jīng)濟結構的調(diào)整步伐能夠影響煤炭的需求變動。發(fā)達國家經(jīng)濟發(fā)展的歷程顯示：伴隨著經(jīng)濟發(fā)展的重點由第一產(chǎn)業(yè)轉向第二產(chǎn)業(yè)，能耗程度將加大；而當發(fā)展重點由第二產(chǎn)業(yè)轉向第三產(chǎn)業(yè)，能耗程度又將減小。當處在工業(yè)化的時期，對經(jīng)濟增長貢獻程度最大的當屬工業(yè)，自然工業(yè)所占能耗比例也最大。然而參照國外的發(fā)展經(jīng)驗，目前我國工業(yè)產(chǎn)值在國民經(jīng)濟中所占的比重已經(jīng)接近峰值，難以繼續(xù)提高。既有態(tài)勢也許還能持續(xù)相當長的一個時期，但隨著“調(diào)結構、轉方式”的進行，工業(yè)在經(jīng)濟總量中所占比重必將降低，也就是隨著產(chǎn)業(yè)結構的高度化，能耗大的工業(yè)所占比例反會減少。工業(yè)能耗需求減少首先影響到的就是煤炭需求，原因在于煤炭不僅為工業(yè)生產(chǎn)提供燃料，也是火力發(fā)電的主要原料。根據(jù)我國目前的發(fā)展勢頭來看，這一拐點或許會在十年左右之后出現(xiàn)，倘若經(jīng)濟增速放緩，這一拐點或許會延緩到二十年左右后到來。再者，工業(yè)生產(chǎn)效益的提高也在某種程度上降低了能源需求，煤炭作為傳統(tǒng)能源的代表自然更是如此[5]。

三、其他能源形式對煤炭的替代

當前，國內(nèi)外能源發(fā)展正處于一個重要的轉型期，目前的基本狀況是化石類能源與非化石類能源并重。下一個最具開發(fā)價值的能源當屬天然氣，在化石類能源中，它舉足輕重，具有著廣闊的發(fā)展前景。在能源需求方面，天然氣的需求大戶除了工業(yè)本身，便是發(fā)電所用。在西方國家，天然氣除了廣泛地應用于居民生活外，也在工業(yè)生產(chǎn)尤其是火力發(fā)電方面大量地取代著石油、煤炭等傳統(tǒng)的化石類能源。天然氣發(fā)電強勁地沖擊著傳統(tǒng)的煤炭發(fā)電。在美國，2012年4月，天然氣發(fā)電的單月發(fā)電量第一次與煤炭發(fā)電量平分秋色。在天然氣的應用方面，還需要考慮特殊的國際背景。由于開發(fā)技術的突破性進展，美國的頁巖氣產(chǎn)量呈現(xiàn)出了井噴式的猛增，供給增加過快，在供求規(guī)律的作用下，美國及其周邊地區(qū)天然氣的價格過低。天然氣與煤炭相比，既是清潔能源，性價比又高，這引發(fā)了2012年美國天然氣發(fā)電的超常增長。但可以斷定，外在技術沖擊對價格的影響難以持久，在美國能源市場上天然氣價格回歸理性之后，煤炭發(fā)電在火力發(fā)電方面的地位在相當一段時間內(nèi)不會動搖。而在美國之外的其他地區(qū)，天然氣目前只主要作為燃料，若要全面開發(fā)尚為時過早，而從技術條件等方面來看，美國大規(guī)模使用頁巖氣的先例一時也難以被其他國家所效仿。

在廣大的發(fā)展中國家，“以氣代煤”的替代效應恐怕一時難以顯現(xiàn)。這是由于能源問題一直是發(fā)展中國家經(jīng)濟發(fā)展的短板，各種形式的能源都供不應求。一般情況下，當天然氣成為一種稀缺的便利能源時，其排序往往都是先民用，再商用，然后才是工業(yè)用。因此，天然氣作為發(fā)電的原料，只怕要敬陪末座了。目前，我國天然氣的供求缺口相當大，還需大量進口，而進口價格又頗高，渠道也單一，這就決定了天然氣還屬于一種稀缺資源。因此，除了一些實驗性的樣板之外，天然氣發(fā)電恐怕一時難以推廣。非化石類能源中的大部分可再生能源族類在未來能源消費增量中有望占據(jù)半壁江山，其價值實現(xiàn)的路徑主要是通過發(fā)電來實現(xiàn)，這一趨勢在未來還有望實現(xiàn)持續(xù)的增長。最初可再生能源的熱心倡導者乃是歐盟國家，后知后覺的其他發(fā)達國家自然不甘居后，其后發(fā)展中國家也開始大力發(fā)展可再生能源發(fā)電。

水電事業(yè)一直受到各國的青睞。但就目前發(fā)展態(tài)勢看來，水電開發(fā)潛力正日益趨于窮盡，歐美發(fā)達國家的開發(fā)利用程度已經(jīng)達到七成，未來發(fā)展的空間已經(jīng)不大。中國水力發(fā)電能力一直比較強，十年之內(nèi)其開發(fā)利用程度有望超過發(fā)達國家，但超過這一臨界點，水力發(fā)電的邊際成本將開始增高，不再具有規(guī)模經(jīng)濟效益，屆時我國的水力發(fā)電潛力將趨近極限。這意味著我國作為首屈一指的水電資源大國，這方面的優(yōu)勢將風光不再[6]。

近年來，核能發(fā)電也獲得了較大發(fā)展。雖然日本福島核電站的事故曾一度使核能發(fā)電受阻，但之后核電又再度獲得發(fā)展。中俄印等國都有進一步發(fā)展核能發(fā)電的打算，預計今后二十年內(nèi)核能發(fā)電量將會有一個大的增長，至少在近十年內(nèi)可望回升至福島事件之前的程度，而之后核能發(fā)電的發(fā)展步伐將逐步放緩。因為歸根結底核能發(fā)電還受制于原料的稀缺以及放射性廢物的處置等問題。在“蹺蹺板”效應的作用下，核能發(fā)電、水力發(fā)電開發(fā)潛力臨近極限，相關可替代之的非化石類能源在下一個十年間的作用將會顯著增加，預計在這期間里，將會有越來越多的發(fā)電原料由非化石類能源充當，而煤炭消費增加的比例會占比較小。

非化石類能源的開發(fā)還有賴于政府的政策支持，這將是推動可再生能源使用的必備要素，然而可再生能源的推廣更有賴于相關技術的突破。可以預料，今后十年里，在世界范圍內(nèi)，天然氣都將是煤炭的競爭對手，然而在亞洲太平洋地區(qū)，鑒于相較于發(fā)達國家在能源開發(fā)和利用方面的后發(fā)性，以及經(jīng)濟快速增長對能源的強勁需求和該地區(qū)的能源結構，煤炭仍然舉足輕重。十年之后，當我國“調(diào)結構、轉方式”的任務基本完成到位時，煤炭需求曲線將會下拐，天然氣等能源的使用將減少煤炭的使用，但減少的程度一時將不會像當今的其他發(fā)達國家那樣顯著[7]。

在核能發(fā)電與水力發(fā)電前景有限的情況下，風能、太陽能等可再生能源將成為能源新寵，然而較高的使用技術條件抬高了它們的使用門檻?；诖?，煤炭在相當長的一段時間內(nèi)仍然將是主流能源。

四、非煤能源的發(fā)展

煤炭在未來仍是火力發(fā)電的主要原料，而電力的革命有可能對煤炭產(chǎn)生一種“煮豆燃箕”的效應。電力行業(yè)引起能源變革的領域最可能是智能電網(wǎng)。智能電網(wǎng)將會改變現(xiàn)有電力產(chǎn)生和儲存的方式，其更易于接納新型的發(fā)電形式，更能包容非化石類能源，因而就會對火力發(fā)電特別是以煤炭為原料的火力發(fā)電產(chǎn)生顯著的“擠出效應”。智能電網(wǎng)的運用將會大大改變現(xiàn)有的能源利用方式，提高能源使用的效率，而可再生能源的廣泛應用也會驅動智能電網(wǎng)的發(fā)展。利用風能、太陽能、地熱能、生物能等可再生能源發(fā)電與傳統(tǒng)的一次性能源發(fā)電的方式不同，與傳統(tǒng)的火力發(fā)電等發(fā)電形式比較起來，其發(fā)電量波動較大，缺少穩(wěn)定性。而智能電網(wǎng)恰好在這些方面大有用武之地，它能夠將這些空間方面分布散、時間方面波動大的欠穩(wěn)定電力加以智能化的集成利用與合理調(diào)配。利用網(wǎng)絡的共享性，人們可以互動式地通過智能電網(wǎng)分享能源或者提供能源消費需求。智能電網(wǎng)的發(fā)展也會反過來促進可再生能源的開發(fā)與利用。目前，歐洲電廠新裝機容量半數(shù)以上產(chǎn)能來自可再生能源，電力運營商也正在把新能源投資比例提高到四分之三以上。

智能電網(wǎng)正處于試驗階段，目前許多國家和地區(qū)都在小規(guī)模地試行這類項目，北歐的丹麥已經(jīng)完整地試運行了一個智能電網(wǎng)。智能電網(wǎng)可以自動調(diào)節(jié)人們的生活用電，使電能的利用得到最合理的安排，還可以自行調(diào)劑電能余缺，并且能集發(fā)、輸、用電為一體?？梢韵胂螅悄茈娋W(wǎng)的成功運用，將大大有利于新能源的發(fā)展，因為它有利于解決新能源發(fā)電不穩(wěn)定的問題和電能的儲存問題。煤電等傳統(tǒng)發(fā)電形式因此將會受到極大的挑戰(zhàn)。

此外，還應當關注一些能源開發(fā)前沿動態(tài)，比如可燃冰就可能是一種很有前景的能源形式，一旦它能夠被開采利用，不僅能夠取代現(xiàn)有的化石類能源，儲量可用千年，而且比傳統(tǒng)能源更加符合環(huán)保的要求。下一個可選的能源就是太陽能，從理論上推算，只需合理利用全球接受的萬分之一的太陽能，便能夠使全世界的能源需求得以滿足。再就是風能，它其實就是轉換的太陽能，地表接受的陽光照射約有五分之一變成了風能。就目前而言，倘若地球上的風能有百分之一拿來發(fā)電，則能滿足全世界的能源需求。還有個不可忽視的候選對象，那就是我們腳下的地熱。目前探明的全球蘊含的地熱能約是煤炭所含熱能或石油所含熱能的幾億倍到幾十億倍，幾近用之不竭，而且地熱比其他新能源的獲得成本都要低，開發(fā)潛力巨大。接下來就是海洋能，包括太陽、月亮引力作用所產(chǎn)生的潮汐能和波浪能以及溫差能甚至鹽度差能。還有一種最理想的燃料就是氫，其燃燒后產(chǎn)生的熱能為油的三倍，并且它燃燒后的產(chǎn)物是水，不但不會污染環(huán)境，還能為人所用，繼續(xù)造福于人類。氫的安全性以及可移動性也很好，液態(tài)氫已經(jīng)被廣泛地應用于航天事業(yè)。此外，像垃圾發(fā)電、污水發(fā)電以及生物發(fā)電等一些兼具節(jié)能和環(huán)保雙重效應的能源利用形式也有良好的發(fā)展前景。但是，可再生能源和新能源等能源形式由于受發(fā)展條件的限制，一時還難以占據(jù)我國能源發(fā)展的主流地位，傳統(tǒng)能源尤其是煤炭還具有很大的發(fā)展空間。因此，我們應當抓住時機，有所作為，在積極創(chuàng)造條件發(fā)展可再生能源與新能源的同時，主動開拓空間，采用先進技術，搞好煤炭工業(yè)的轉型[8]。

五、煤炭代替其他能源的前景

從總體上看，中國能源結構是油氣短缺而煤炭富裕，所以以煤代油或者以煤代氣將是一條可行的能源發(fā)展路徑。另外，我國油氣能源的對外依存度居高不下，就目前形勢而言，煤炭資源的可用時間仍將長于油氣。無論從目前還是從長遠的需求來看，中國發(fā)展以煤代油或者以煤代氣都是可行的。目前，石油和天然氣淺層開發(fā)潛力漸小，深層開發(fā)難度增大，成本上升，而同時煤轉油、煤轉氣的技術水平日漸提高，煤炭儲量雄厚、市場廣闊，轉化前景還是非?？捎^的[9]。

從國際經(jīng)驗看，石油這種能源之所以能夠成為各國首選，是由于內(nèi)燃機被當成了工業(yè)時代最重要的動力機械。當前，中國正處于工業(yè)化的重要時期，尤其是交通運輸業(yè)對生產(chǎn)發(fā)展而言尤為重要，其對石油仍有很大的需求，根據(jù)目前的供求關系，估計相當一段時間內(nèi)國內(nèi)石油價格還會在高位運行；同理，我國對天然氣也有很大需求，存在供求缺口，從價格上看也會氣隨油漲；而煤炭的價格基于儲量及經(jīng)濟轉型的因素，估計今后不會大幅度上漲。因此從成本角度比較，將煤炭資源向油氣資源轉化，從理論上講也將是今后一個可行的方式。

西方國家在經(jīng)濟快速發(fā)展的階段，石化工業(yè)都是一個重要的經(jīng)濟增長點。目前從生產(chǎn)到生活，發(fā)達國家化學工業(yè)占該行業(yè)世界總量的六成以上，而發(fā)展中國家尚不足四成，中國占比也較小，隨著“調(diào)結構、轉方式”的進行，中國高附加值的化工業(yè)前景會非常好。鑒于國內(nèi)外石油價格居高不下，今后新發(fā)展的煤基化工產(chǎn)業(yè)可能會生產(chǎn)出更多的石油替代品，又由于煤富氧，也便于制造含氧化合物，可借此填補含氧石化產(chǎn)品的短缺。此外，煤化工產(chǎn)品較之于油、氣還有一種難以比擬的優(yōu)勢，這就是煤具有獨特的芳香結構，譬如，對煤炭進行深度加工之后，便可以獲得碳纖維，作為一種高強度的新型材料，其在包括許多新興尖端領域在內(nèi)的行業(yè)中具有廣泛的適用性。煤還可以提煉出諸多化工產(chǎn)品，隨著煤基化工業(yè)的發(fā)展，化工行業(yè)也將成為煤炭的消費大戶，煤炭將會由一種主要的燃料向工業(yè)原料轉型[10]。

過去，我們對“節(jié)流”抓得很緊，對“開源”做得卻很不夠。在改革開放以前，有關部門總是從節(jié)約的角度告訴群眾，地球上的這種能源面臨枯竭，那種能源還只能開采幾十年，卻極少聽到開發(fā)新能源和可再生能源。實際上，我們前面談到的任何一項技術突破，都足以改變整個世界現(xiàn)有的能源格局。從長遠來看，煤炭等化石類能源遲早要退出歷史舞臺，我們應當未雨綢繆，積極開發(fā)新能源，而使煤炭等石化類產(chǎn)品及早向化工原料轉化，積極推進煤炭行業(yè)的轉型升級，這也符合環(huán)境保護和儲備生產(chǎn)原料的要求。技術創(chuàng)新永遠是生產(chǎn)發(fā)展的推動力，它被生產(chǎn)需求所推動，反過來又會大大地提高生產(chǎn)效率和水平。因此，我們目前一方面要有效利用煤炭等傳統(tǒng)能源，另一方面也要積極開發(fā)新能源和可再生能源，從而實現(xiàn)環(huán)境不斷改善和經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的“雙贏”。

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OntheDevelopmentSpaceofCoalUtilizationundertheEnergyDiversifiedStructure

WANG Zheng1，HAN Zai-xia2

(1. Jinan Academy of Social Sciences， Jinan 250099， China；2. Jinan Vocational College， Jinan 250103， China)

In China coal has always been the main energy. At present， the status of coal in energy structure in our country is facing the challenge from the other forms of energy. The transformation of fossil fuels to renewable energy and new energy is the trend of energy development in the future， while we are in the transition period during which fossil and non-fossil energy， the traditional energy and new energy are used in both. The use of coal in the process of industrialization still has the very big development space. But we should also be prepared in advance， vigorously promote the conversion of coal into industrial raw materials and oil and gas substitutes， and actively promote the transformation and upgrading of coal industry.

resources endowment； energy demand； fossil energy； non-coal energy； oil and gas substitutes

2014-11-13

王征(1962-)，男，山東濟南人，研究員，博士，主要從事產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟學、區(qū)域經(jīng)濟學以及資源經(jīng)濟學研究。

F407.21；TK-9

A

1673-131X(2014)04-0024-05

唐銀輝)