如何理解煤炭能源低碳化发展

一、我国实现能源低碳化发展的重要意义
能源是保障社会经济发展的基石，同时也是制约生态文明发展的重要因素。在能源发展为社会经济发展做出巨大贡献的同时，我国以煤为主的高碳能源消费结构引发了多种问题。能源的低碳化对于我国解决环境问题、应对气候变化、优化能源结构、推进节能减排以及加快经济发展方式转变，都具有重要意义。
(一)能源低碳化有利于解决生态环境和气候变化问题
本世纪以来，我国能源消费增长过快，能源弹性系数出现反弹。与此同时，能源高碳化现象依然严重。从2001年到2009年，煤炭占一次能源消费总量的比重不降反增，由2001年的68.3％增长到2009年的70.4％；天然气与水电、核电、风电等低碳能源的比重略有上升，在一次能源消费总量中的比重仍然很低。
煤炭等高碳能源的生产和消费引起大量的烟尘、S02、NOx和C02排放，以及水资源破坏、地面塌陷、水土流失等生态问题。未来，我国生态环境和应对气候变化问题将成为制约我国能源发展的重要问题。作为温室气体排放大国，同时也是最大的发展中国家，我国已向国际社会庄严承诺，2020年单位GDP二氧化碳排放量比2005年降低40%－45％。这一承诺是大国责任的体现，必须确保完成。据国家发展改革委能源研究所的初步预测，2020年我国一次能源需求将超过40亿吨。如何满足日益增长的能源需求，同时优化能源结构，减少环境污染，是未来我国能源发展面临的重要挑战。
(二)能源低碳化有利于加快发展方式转变和落实国家能源战略
“十一五”时期，我国经济结构转型初见成效，但仍存在资源约束性强、投资和消费关系失衡、科技创新能力不强、产业结构不合理等问题。“十二五”时期政府要推动经济更快发展，就必须以“好”字优先，下更大力气发展清洁能源和高技术含量的低耗能产业，从而推动经济发展由主要依靠物质资源消耗向依靠科技进步、劳动生产率提高和管理创新转变。
“节约优先”一直是我国能源战略的重要内容，我国在《“十一五”国民经济和社会发展规划纲要》中明确提出，到2010年GDP能耗要比2005年降低20％左右的目标。“十二五”期间，国家仍将坚持GDP能耗下降目标。实现我国的节能减排目标，除加快经济结构和产品结构的调整，改变粗放式的经济发展模式外，需要增加优质能源的消费比例，优化能源消费结构，达到提高能效和改善环境的目的。
二、我国能源低碳化发展途径
能源低碳化就是在保障经济社会可持续发展的基础上，发展对环境、气候影响较小的低碳替代能源。在不涉及生产和消费模式转换的前提下，实现能源低碳化发展的技术措施可归结为四类：
(一)合理控制煤炭需求
控制煤炭需求总量是实现能源低碳化发展的重要手段。我国能源资源禀赋特点决定了能源生产和消费长期以煤为主，煤炭在一次能源消费中约占70％，电源装机结构中煤电的比例也长期高居70％以上，而世界平均一次能源消费中煤炭仅占29.2％。近5年来，我国一次能源消费增量中的70％左右来自煤炭，新增装机的70％左右来自煤电。因此，煤炭消费规模直接影响着我国的能源消费总量。
根据《中国温室气体清单研究》，在电力行业中，燃烧1吨煤炭，比消费同样热值的燃料油多排放二氧化碳23%—31％，比消费天然气高70%－80％。煤炭消费在能源消费结构中的比例越高，能源活动中的二氧化碳排放量就越大，降低煤炭比例对我国实现能源低碳化和可持续发展有特别重要的意义。
2010年，我国煤炭产量已经突破32亿吨，而研究表明，我国中长期满足安全生产和生态环境承载力条件的煤炭科学产能不能超过30亿吨。因此，“十二五”期间必须下大力气调整能源结构，严格控制煤炭消费总量。笔者建议，在2010－2015年期间，煤炭消费年均增长速度不超过2.5％，到2015年煤炭消费总量不超过36亿吨。
(二)大力发展低碳能源
1、石油和天然气
石油和天然气属于化石能源，燃烧过程中也会排放污染物，但相对煤炭，其污染物排放量大大减少，尤其是天然气，作为一种清洁高效的能源，具有热值高、燃烧效率高、碳排放量小等特点。lm3天然气与相应可替代的煤炭相比，可节约能源11%－73％，相应减少排放CO247 %－84％，NOx44%－95％，SO2和烟尘近100％(孙慧等，2009)。作为一种优质、高效的清洁能源，加大天然气的开发利用对实施节能环保战略是一种重要的选择。同时，天然气也具备大规模利用的资源基础、管网设施和市场需求。从中长期来看，天然气将成为我国能源消费结构中增长最快的能源品种，成为我国能源低碳化发展的重要力量。
2、水电
水能能源是我国技术最成熟、最具规模化开发条件的非化石能源资源。全国水力资源普查结果表明，我国水能蕴藏量为6.76亿kw，年电量可达5.92万亿kwh，其中可开发水能资源为3.78亿kw，相当于年发电1.92万亿kwh，占全世界可开发水能资源总量为16.7％。截止2009年底，全国水电装机容量达到1.97亿kw，水电占发电总装机比重达到22.5％。为实现2020年非化石能源15％的目标，预计水电装机规模届时将达3.4亿kw。
3、核电
与传统煤电相比，核电在温室气体的排放方面以及其他废气、废物方面是最清洁的，因为核燃料发电过程中本身并不排放温室气体，核能源链中温室气体主要来自于各种材料的制造过程。
为了加大核电在能源电力中的作用，我国核电能源发展政策，先后经历了从“适度”到“积极”，再到“大力发展”的递进式过程。预计2020年我国核电装机规模可能突破8000万kw，核电将与天然气、水电成为推动我国能源低碳化发展的“三驾马车”。
4、非可再生能源
目前，我国已经初步建立促进可再生能源发展的政策体系，提出了中长期可再生能源发展规划，可再生能源产业的发展也呈现出了良好的发展势头，但是总体来看，除了水能、太阳能热利用、沼气等之外，大多数新兴技术的可再生能源产业仍处于发展的初期，发展水平相对薄弱，投入大，成本高，并网发电、远距离输电和储能技术等问题还有待突破。可见，从中长期来看，风能、太阳能、生物质能等可再生能源是改善能源结构、保障能源供应安全、减少环境污染和实现可持续发展的重要措施，但近期规模化发展还面临着一定的挑战。
(三)节能和提高能效
“节约资源”是我国的一项基本国策。“十一五”期间通过开展节能重大行动及重点节能工程、采用节能新机制和强有力的节能激励政策措施，我国节能取得了前所未有的辉煌成就。未来，节能和提高能效仍然是我国能源低碳化发展的主要抓手。我国节能工作要不断完善节能降耗长效机制，进一步挖掘淘汰高耗能行业的落后产能，并在工业、交通、居民、建筑、发电等重点行业内部，通过优化产业结构和技术改进来提高用能效率。
(四)碳捕集与封存技术
当前，包括IEA在内的全球主要能源研究机构和主要碳减排积极倡导组织和国家已经一致将碳捕集与封存(CCS)技术作为未来碳减排的主要技术手段。根据澳大利亚全球CCS研究所的统计，目前全世界实际运行的商业化项目不超过10个，主要集中在油气生产领域。然而，世界主要国家都在研究建设CCS示范项目。
目前，CCS技术难以应用的主要问题在于其能耗水平较高、成本高昂、缺乏统一示范项目、适合碳封存的地质构造有限等。短时期内，CCS发展存在着巨大的挑战与不确定性，不宜将CCS技术作为我国能源低碳化的主要措施来实施。但是我国应重视CCS的技术研发和国际合作，不断跟踪最新CCS技术进展，积极应对。
三、政策建议和保障措施
(一)合理发展清洁煤炭产业
认真研究，合理确定和调控未来煤炭消费规模，要坚决避免出现类似“十五”期间煤炭比例回升的现象。进一步发展大容量、高参数、高效率、低能耗、低排放的节能环保型燃煤发电机组。在继续推进电力行业“上大压小”实现节能减排的同时，加强管理创新，改变电力行业粗放型的节能减排方式，降低节能降耗成本。在科学有序、稳妥合理的基础上规划发展我国煤化工产业。
(二)大力发展低碳能源
加快国内油气资源的勘探开发的同时，加大常规天然气和煤层气、页岩气勘探开发力度，促进储量产量快速增长，稳步推进天然气水合物开采试验。及早制定资源进口战略，继续强化与非洲、中东、中亚、俄罗斯等国家的油气勘探开发合作，提高我国油气工程技术服务和装备的国际竞争力。
搞好核电发展规划，合理确定核电发展规模，明确建设重点，优化项目布局。建立具有国际竞争力的现代核电工业体系。合理开发国内资源，积极利用国外资源，建立稳定的核电燃料供给保障体系。
按照流域梯级滚动开发方式，建设大型水电基地。重点开发黄河上游、长江中上游及其干支流、澜沧江、红水河和乌江等流域。在水能资源丰富但地处偏远的地区，因地制宜开发中小型水电站。
加快风电发展步伐，科学发展生物质能发电，适度发展太阳能光伏发电，积极且稳妥地发展液体燃料技术，因地制宜地发展可再生能源供热和燃气技术，着力解决太阳能热利用与建筑结合问题，推广建设大中型沼气工程。重视支撑可再生能源规模化发展的电网等重大基础设施的建设和规划。尽早开展电网等基础设施方面的规划和建设，为可再生能源的大规模发展提供支撑。
(三)注重节能和提高能效
一是继续实施严格的目标责任制和考核制度，将能耗降低和污染减排完成情况纳入各地经济社会发展综合评价体系。二是实施更多的以市场为基础的激励政策，充分发挥市场资源配置，进一步挖掘节能潜力，提高能源效率。三是加快落实节能法中提出的节能降耗长效机制。四是继续抓好重点用能单位节能降耗工作，推动结构调整。五是强化节能管理，引导企业形成完善的节能管理制度和有效的激励措施。六是继续实施严格的建筑物节能设计标准，建立合理高效的交通服务系统，减缓建筑物、交通运输能源需求增长速度。
(四)增强科技创新能力
借第三次能源革命之机，把握好关键性重大能源技术问题的突破和研发、示范、商业化进程，提高煤炭工业技术和装备水平，突破以页岩气为代表的非常规油气资源勘探开发技术，发展超临界／超超临界燃煤发电机组技术的国产化，增强以智能电网为导向的电力系统整体效率和安全性，加快先进核电技术、可再生能源、燃料电池、碳捕集与封存的研发。在增强能源科技创新能力的同时，完善科技创新体制机制，建立健全我国能源科技创新体系。