杜祥琬谈中国能源可持续发展战略

杜祥琬谈中国能源可持续发展战略中国工程院院士 杜祥琬 2050年前的四十年，是我国能源体系的转型期。能源体系的转型指的是：从现在比较粗放、低效、污染、欠安全的能源体系，逐步转型为节约、高效、洁净、多元、安全的现代化能源体系，能源的结构、“颜色”、质量都将发生革命性的变革。2050年后，我国将拥有一个中国特色的能源新体系，进入比较自由的绿色、低碳能源发展阶段。 中国的科学、绿色、低碳能源战略可概括为：加快调控转型，强化节能优先，实行总量控制，保障合理需求，优化多元结构，实现绿色低碳，科技创新引领，系统经济高效。它由六个子战略构成。 绿色、低碳能源战略将确保我国已作出的主动承诺（2020年碳排放强度比2005年下降40%45%）的兑现，并力争使我国二氧化碳排放的总量在2030年前后达到峰值（估计峰值约90亿吨/年）。 预期到2030年前后我国能源发展将出现历史性转折点，煤炭年利用量越过峰值。2050年煤炭在我国总能耗中的比重可望减至40%（甚至35%）以下，其战略地位将从主力能源调整为重要的基础能源。 预期到2050年，我国将基本完成能源体系的变革，实现能源供需模式的科学平衡。能源结构中，洁净能源将占到一半以上，并呈继续增加势头，并为下半世纪的发展打下坚实而良好的基础。 对各级政府和企业，完善科学的考核指标体系，在GDP的增速上，强调又好又快，不以追求两位数的增长，注重发展的质量、效益，把节能、绿色、低碳的要求作为硬指标，列入考核体系。引进化石能源消费总量控制目标，以防止盲目扩大投资，避免单纯追求GDP增速。 一、能源形势与挑战 世界能源消费由发达国家主导，开始向发达国家与发展中国家共享市场、发展中国家的份额逐步上升的格局发展。但发达国家在优质能源（油、气、核电等）消费中，仍占主要份额，且人均能耗仍远高于发展中国家。世界化石能源的供需平衡，只能满足全球能源需求的低速增长，世界化石能源资源进一步趋紧。资源和环境制约、全球气候变化等因素，对传统的世界能源格局提出挑战，能源利用将进一步向节能、高效、清洁、低碳方向发展，在今后几十年内，世界能源结构将发生重大变化，进入油、气、煤、可再生能源、核能五方鼎立的格局。世界各主要国家纷纷调整战略，能源新技术成为竞相争占的新的战略制高点，以争取可持续发展的主动权。我国需要在世界能源环境中寻求最优的能源发展战略和路线。 改革开放三十年来，我国经济持续高速增长，成就举世瞩目。能源消费也随之增长，能源行业的一系列改革，使能源供应能力大幅提高。本世纪以来，能源供应紧跟需求拉动，出现超高速增长，我国会很快成为世界第一能源消费国。如果我国能源消费保持前几年平均8.9%的增速，则2020年我国能源消耗将达79亿吨标煤，占目前世界能源消耗总量的一半；即使能持续实现每五年GDP单耗下降20%，但继续保持9%的年经济增长，2020年我国能耗也将占目前世界能耗的三成。显然，这种经济增长方式将受到能源资源的严重制约，能源发展趋势必须进行重大调整。为支撑经济社会的科学发展，必须对化石能源消费提出必要的总量控制目标，统筹发展的速度、产业结构和消费模式。 我国能源效率偏低。我国GDP占世界生产总值的7%，却消耗了世界能源消费总量的17.7%。原因是目前增长的内容过多依靠固定资产投资和出口拉动使高能耗产业过快增长，产业结构不合理；同时用能装备能效低，煤炭比例高，能源系统效率低。 粗放的能源开采与利用导致了严重的环境问题。大气、水、土壤都为经济增长付出了环境代价，随着工业化、城市化进程，环境压力会更大，而随着生活的改善，人民的环境诉求不断提高，要求能源优质化、洁净化。无论对气候变化问题有多少争议，我国能源走向绿色、低碳都是必须的。 资源和环境代价过重、结构不良、效率偏低和能源安全是我国能源存在的主要问题，也是对可持续发展的挑战。同时，我国能源也面临着难得的历史机遇：多年的发展不仅打下了经济和科技的基础，也深化了人们对科学发展观的认识；党中央、国务院进一步强调加快发展方式的转变并采取一系列重要措施，国家成立了能源委员会；节能减排开始取得进展；可再生能源、核能和天然气等洁净能源发展潜力大。在科学发展观的指导下，制定可持续发展的能源战略，正当其时。 二、我国能源中长期发展战略的指导思想和原则 能源发展战略服务于国民经济和社会发展的宏观战略目标。本世纪中叶，我国将实现中央提出的第三步战略目标，建成中国特色的基本现代化社会主义国家。 为了实现这一战略目标，本世纪上半期中国经济将经历快速增长阶段、平缓增长阶段，然后过渡到中低速增长阶段。这个时期中国的能源如何发展，国内外不同的研究机构给出了各种情景和预测，反映了不同的发展观。按照粗放高速发展的惯性进行外推预测，是不科学的。中国特色的新型能源战略必须体现科学发展观。立足国情，总结历史经验，中国的发展模式必须进行重大创新，我国不可能重复发达国家走过的高消耗道路，只能用明显低于发达国家的人均能耗实现现代化；我国能源不可能长期维持前一阶段的增长速度，而必须把资源节约和环境保护作为经济发展的基本目标和约束条件，我国需要逐步降低单位GDP能源消费强度，长期支持经济健康发展；尽管我国能源消费总量还将增加，但是发展方式的转变，科学健康合理的消费方式的建立，能源技术的不断进步，将可以使我国用有限的能源消费增长，支撑经济和社会发展；我国必须明显提高能效和能源科技水平，并努力引领国际能效和科技水平，为今后长远的发展开创一条可持续的新型道路。 我国可持续发展的能源战略的确定要考虑六项指导原则：科学发展、可持续发展的原则；走中国特色发展道路的原则；节约优先、高效经济、合理调控供需的原则；环境和经济双赢的原则；有差别地确定不同发展阶段、不同地域的战略目标和重点，达到总体优化的原则；依靠科技创新支撑和经济手段调控、建设先进能源系统的原则。 三、2050年前我国能源发展阶段的战略定位 2050年前的四十年，是我国能源体系的转型期。能源体系的转型指的是：从现在比较粗放、低效、污染、欠安全的能源体系，逐步转型为节约、高效、洁净、多元、安全的现代化能源体系，能源的结构、“颜色”、质量都将发生革命性的变革。2050年后，我国将拥有一个中国特色的能源新体系，进入比较自由的绿色、低碳能源发展阶段。只要坚持科学发展，我国未来的能源是可持续发展的，这是一个重要的战略判断。 2030年前的20年，是上述转型期中的攻坚期（困难期）。其间，要花大力气形成节能提效机制、实现新型能源（包括核能、可再生能源等）的突破、化石能源的安全环保生产和清洁利用、大力控制污染排放和温室气体排放。还要解决石油安全供应和替代、优化发展电力系统、使农村能源形态显著进步等一系列重大能源发展问题。 2020年前的10年，特别是“十二五”，是上述攻坚任务能否完成的关键期，是全面转向科学发展轨道的关键期。经济转型应实现重大调整，能源消费增长速度和结构将有显著成效，从以粗放的供给满足增长过快需求的模式，尽快转变为以科学的供给保障合理需求的能源供需新模式，以能源发展模式的转变，支撑科学发展，推动发展方式的转变。 四、我国科学、绿色、低碳能源战略的基本内涵 我国可持续发展的能源发展战略，可概括为“科学、绿色、低碳能源战略”。“科学”是指在科学发展观指导下，在科技进步的支撑下，实现节能提效基础上的科学的能源供需平衡；“绿色”（环保）是指实现环境友好的能源开发和利用；“低碳”是指明显降低温室气体排放强度并控制温室气体排放的增长。污染排放和温室气体排放是两个不同的概念，因而，绿色和低碳也是两个有差异的概念，但在中国能源的具体情况下，二者在工作方向上高度一致：走向绿色和走向低碳并行不悖。 中国的科学、绿色、低碳能源战略可概括为：加快调控转型，强化节能优先，实行总量控制，保障合理需求，优化多元结构，实现绿色低碳，科技创新引领，系统经济高效。它由以下六个子战略构成。 战略之一：强化“节能优先、总量控制”战略 节能、提效、合理控制能源需求是能源战略之首。对我们这个人口大国，人均资源小国，必须确立“人均能耗应控制在显著低于发达国家水平”的战略思想，实现有控制的健康发展。基于对我国经济结构调整必要性和可能性的分析，对我国单位GDP能耗的分析和结构节能、工业节能、建筑节能、交通节能及社会消费节能潜力深入分析的结论表明，我国的节能提效不仅必要，而且可能。这项战略旨在使实现国家第三步战略目标的总能耗（特别是煤炭石油消耗“天花板”）最小化，以较低的能源弹性系数（70%；(2) 安全度标准：百万吨死亡率0.10.01人；(3) 安全费用将在生产成本中占很大比重；(4) 环境友好、鼓励支持煤矿充填开采,同时土地复垦率75%；(5) 回采率45%；(6) 难动用储量(条件复杂、埋深1500m)应暂不列入可采储量。 二、我国煤炭科学产能规模分析 1、我国煤炭资源储量及分布特点 我国煤炭资源储量及分布有五大特点：一是资源比较丰富。截至2005年底，煤炭保有资源量共计10429.57亿吨，其中，已利用4035.98亿吨，占38%的比例，尚未利用资源量6393.59亿吨；二是资源区域分布不均，西多东少。北方地区查明资源量占90%，其中65%集中分布在晋陕蒙三省(区)；南方地区占查明资源量仅占全国的10%，且集中分布在贵州和云南省(占南方区的77%)，东部区带资源仅为全国总量的7%；三是产能提升空间有限。目前，全国国有煤矿共有矿井2651处，占有剩余可采储量785.50亿吨，按照目前的开采规律仅可持续开采70年；四是煤炭资源与水资源呈逆向分布，不益于煤炭开发开采；五是资源地域生态环境脆弱。我国北方中西部地区生态环境十分脆弱，但集中了近90%煤炭资源，东部地区人口密集，城市化水平高、可耕地少、土地资源紧缺；西南地区煤层硫分高，煤炭利用对环境产生严重影响等等，这些环境因素都不同程度地制约了我国煤炭的开采利用。 2、保有及潜在资源的产能规模 根据2005年的勘查数据，我国煤炭保有资源量共计10429.57亿吨，能形成约57亿吨资源产能，续供期63年，其中东部调入带区域煤炭产能为7.57亿吨左右；中部供给带区域煤炭产能为42亿吨左右；西部自给带区域煤炭产能为7.58亿吨左右。 全国潜在资源量共计16561亿吨，预测产能约41亿吨，续供期60年。其中东部调入带区域产能为0.74亿吨，中部供给带区域产能为17.21亿吨，西部自给带区域产能为23.09亿吨。 3、各种因素制约下的煤炭资源产能规模 (1) 水资源约束下的煤炭资源产能 我国晋陕蒙宁规划区煤炭开发规模大，但水资源短缺，在科技、经济投入有保障，管理水平进一步提高的前提下，煤炭资源产能控制在24亿吨为宜。其他地区水资源对煤炭产能影响不大，约14.5亿吨。因此，我国水资源约束下的煤炭产能预计为3438亿吨。 (2) 生态环境约束下的煤炭资源产能 由于晋陕蒙宁规划区生态环境脆弱，根据以往对典型矿区生态环境承载力的研究，认为该区域煤炭产能控制在2122亿吨为宜。西南规划区由于高硫煤利用受到制约，中低硫煤产能约为3亿吨。因此，我国生态环境约束下的煤炭资源产能预计为39.2亿吨(28亿吨标煤)。 (3) 地质条件约束下的煤炭资源产能 根据对煤炭资源赋存条件的综合评价，在我国煤炭的保有资源储量中，一等煤炭资源量为3471.95亿吨，这些资源适宜于大型特大型矿井综合机械化开采；二等煤炭资源量为3724.17亿吨，这些资源一般适宜于大型矿井综合机械化；三等煤炭资源量为2328.82亿吨，一般适宜于中型机械化开采；四等煤炭资源量为510.35亿吨，一般适宜于中小型矿井普采或炮采；五等煤炭资源量为18.24亿吨，一般只适宜于炮采和人工采掘。一等、二等和三等资源适宜于机械化开采，资源量为9524.94亿吨，按照35%的平均区域采出率，则适宜于机械化开采的产能为47.62亿吨，而安全高效开采的产能约为3538亿吨。 综合上述分析，维系我国煤炭工业可持续发展的产能规模，以不超过38亿吨(27.1亿吨标煤)为宜，产能分布详细数据参见表1。 表1 我国煤炭资源综合产能分析(单位：亿吨) 资源机械化开采安全开采生态环境水资源运输综合分析 保有预测总量 全 国.8634.1839.238.52838 东部调入带7.60.748.352.67.67.67.67.6 东北1.60.151.751.20.791.61.61.61.6 黄淮海4.860.485.343.581.644.864.864.864.86 华南1.120.121.240.20.181.121.121.121.12 中部供给带4217.259.235.626.82327.91923 晋陕蒙宁37.614.251.83226. 西南3.9436.943.610.6233.9433 西部自给带7.62330.65.14.787.6327.6 三、我国煤炭科学产能预测分析 1、科学产能现状 若依据目前安全高效矿井的评定标准来衡量当前的科学产能，那么我国生产的煤炭总量中，只有约1/3(910亿吨)能满足科学产能的要求。表2列出了历年我国年煤炭安全高效矿井的产量情况。以2007年为例，全国25.23亿吨煤炭年产量中，安全高效矿井产量为836.00，仅占33.14%。 表2 安全高效矿井产量(单位：M吨) 年 份 全国煤炭产量1151.42 安全高效矿井产量22.5694.12169.80198.21258.96476.44633.57836.00 其中: 露天矿产量22.5694.1225.3426.9632.7955.6188.72126.28 井工矿产量 144.46171.25226.17420.83544.85709.72 特级井工矿产量 29.0247.66102.06164.20 373.62 安全高效矿井产量占全国产量比重(%)1.957.3212.8118.9923.4127.5728.9933.14 2、现有矿井和新建矿井科学产能预测 对未来煤炭科学产能的预测思路是：保持已有，改造一批，以新建矿井为主。即对现有1/3属于安全高效开采能力继续保持；争取对另外1/3未达标的煤矿，从科技上进行攻关和技术改造，使其达到科学产能的要求；剩下1/3落后和不可改造的部分逐步予以淘汰。 我国现有5个产煤区，各区现有矿井和新建矿井的科学产能预测如下： (1) 晋陕蒙宁甘区域：2007年该区域的煤炭产量为1255.15M吨，占全国煤炭产量的50.3%，其中的安全高效矿井产量为392.28M吨，占本区域煤炭总产量的29.78%。预计2030年科学开采产能可提高到10.6011.30亿吨。该区也是我国新建矿井增加科学开采能力的主要区域，其煤炭保有资源量占全国的65%，13个煤炭基地中有7个分布在该区域，因此，是我国新建矿井科学产能增量的主要地域，预计新建科学开采能力可达813亿吨。 (2) 华东区域：2007年该区域的煤炭产量为543.59M吨，占全国煤炭产量的21.8%，其中安全高效矿井产量为249.41M吨，占本区域煤炭总产量的45.88%。预计2030年科学开采产能可提高到33.5亿吨。华东地区有2个煤炭基地(两淮、鲁西)，该地区具有良好的区位发展优势，但资源有限，面临深部和建筑物下开采的技术难题，新建矿井和在建矿井形成的科学产能，主要用于补充因资源枯竭关闭矿井原有的开采能力，进一步提高科学产能实属不易。因此，不考虑在该区域新建矿井来增加科学开采能力。 (3) 东北区域：2007年该区域的煤炭产量为195.86M吨，占全国煤炭产量的7.8%，其中的安全高效矿井产量为53.78M吨，占本区域煤炭总产量的27.46%。预计2030年科学开采产能可提高到0.91亿吨。因煤炭资源有限，该区域靠新建矿井未来增加科学产能的空间很小，因此，维持现有矿井技术改造后的科学开采能力即可。 (4) 华南区域2007年的产量达到4.43亿吨，占全国的17.8%，其中安全高效产量339万吨，占该区的0.76%。预计2030年科学开采产能可提高到0.30.5亿吨。该区拥有我国云贵煤炭基地，但因地质构造破坏严重，高瓦斯等安全生产条件差，经过科技攻关等工作，有可能新建80110M吨的科学开采能力。 (5) 新青区域：2007年该区域的煤炭产量为57.28M吨，占全国煤炭产量的2.3%，其中的安全高效矿井产量为8.91M吨，占本区域煤炭总产量的15.56%。预计2030年科学开采产能可提高到0.20.3亿吨。该区域有丰富的资源量，是形成新的科学开采能力的重要区域，但受到环境和远离用户等问题的限制，如这些问题能得到妥善解决，预计新增安全科学开采能力可达到58亿吨。 综合以上预测，预计2030年，全国现有矿区的煤炭科学产能可达14.9516.30亿吨；可新增煤炭科学开采产能，保守估计为15.8018.90亿吨、乐观估计可达19.0021.10亿吨。2030年的煤炭科学开采预测产能总量达3035亿吨，基本能满足届时煤炭需求。2030年以后，由于我国煤炭年需求不会有大的变化，因此2050年的煤炭科学产能总量也将维持在3035亿吨的水平。 四、促进我国煤炭向科学产能发展的战略部署和措施建议 1、战略部署 煤炭的安全、高效、环境友好开采以及科学、高效和洁净利用将是煤炭工业可持续发展的主题。针对中国国民经济发展对煤炭的强劲需求和中国煤炭资源赋存地质条件复杂、开采难度大的现实，为培育和促进我国煤炭科学产能的发展，要不断改革和创新我国煤炭生产管理体制，形成完善的煤炭行业生产和消费的法律法规框架，建立健全煤炭行业的市场监督体系，加强煤炭企业的集约化、机械化程度，加强科学技术的研究开发，严格规范企业管理。到2030年基本实现煤炭的科学安全开采。在安全方面，要求百万吨死亡率由2009年的0.86人降到0.1人以下，即由2009年死亡2631人，降到300人以下；在高效开采方面，要全面淘汰、关闭615万吨以下小煤矿；煤矿数由1万多处降到2000处以下；机械化开采率由40%上升到80%以上；少部分5%煤矿实现自动化开采，科学开采的产能达2637亿吨。在洁净开采方面，高瓦斯煤层要全部实现抽采利用，80%矿井水实现处理复用，基本消灭矸石山，塌陷土地复垦率达到80%。到2050年全面，科学开采整体水平达到世界领先地位，安全指标达到世界先进水平的前列；全部机械化开采；30%自动化开采；开采能耗再下降5%；杜绝开采过程中对环境的污染；全面实现绿色开采。为实施煤炭高效于“绿化”战略行动，需要按每5年为阶段，制定明确的规划指标，推进行动计划，并滚动发展，持续开展20-30年，最终实现我国由煤炭能源大国向煤炭能源强国发展的战略目标。 2、措施建议 要实现上述战略部署和目标，必须具有强有力的政策保障和科技创新体系支撑。 (1) 消除发展瓶颈，提高煤炭安全高效产能供给能力 按照目前的煤炭开发技术发展水平，我国煤炭产量中只有8.3亿吨可界定为科学产能，仅占全国煤炭产量的30%。有近1718亿吨的煤炭是在不具备安全生产条件状态下生产出来的，因而成为了我国煤炭工业健康发展最大的“瓶颈”。按照煤炭工业“清洁发展、节约发展、安全发展，实现可持续发展”的方针，建议： l 严格将科学产能标准作为煤炭行业的门槛来进行关停并转，真正使市场供给的煤炭产量进入科学产能的健康发展轨道。 l 加大煤矿安全投入，即：继续实行安全国债基金，对具有一定资源和生产能力的矿井，进行安全系统改造和弥补安全欠账，由国家出资对不具备安全生产条件又为保障能源需求而保持生产的煤矿安全达标费用进行补偿；落实煤矿企业根据实际需要提取安全费用的政策，鼓励煤炭企业加大安全技改投入，消除安全隐患，切实做到不安全不生产。 l 建立成立煤矿科技基金。鼓励企业引进新技术、新设备和开展自主创新，提高采掘机械化水平，提高生产效率；鼓励中小煤矿加大技改，提高科技生产水平。 开征15万吨/年以下小煤矿特别采矿金，加快小煤矿的关停并转，促进大煤矿兼并小煤矿变被动为主动。特别采矿金由各省根据不同情况制订方案报国家发改委批复后收取，用于解决本省小煤矿关停并转中的一些问题。 (2) 推进煤炭大基地大集团建设，建立煤炭能源保障供给体系 煤炭大集团、大基地是我国煤炭能源的根本保障，建议加快煤炭大集团、大基地建设，按照“一个矿区由一个主体、一个主体可以开发多个矿区”的原则，在大型煤炭基地内以建设大型煤矿为主，优先建设特大型露天煤矿和安全高效现代化矿井，严格控制小型煤矿建设；推进煤炭行业兼并重组意见的实施，制订切实可行的经济政策，鼓励煤炭企业联合重组，鼓励大煤矿兼并、收购、彻底改造小煤矿，继续依法关闭布局不合理、不具备安全生产条件、破坏资源和破坏环境的煤矿。国家可出台相应的扶持政策，给予适当的资金补助和税费政策，重点支持大型煤炭企业兼并整合中小型煤矿。产煤省区地方政府应积极支持煤炭企业兼并重组，打破地方局限，加大改革力度，积极筹措资金，制定工作方案，抓紧组织实施，积极支持煤炭企业的兼并重组工作。 (3) 加大煤炭能源科技投入，组织重大关键技术攻关 当前，煤炭基础理论研究薄弱，自主创新能力不强，以企业为核心的技术创新体系尚在建设初期，重大技术装备、科技发展共性关键技术主要依赖引进，成为煤炭行业科学发展急需解决的瓶颈。为了实现煤炭工业的可持续发展，建议： l 加大煤炭科技发展关键技术攻关。煤炭工业要实现“清洁发展、节约发展、安全发展，实现可持续发展”，必须加快研究开发煤炭资源快速精细勘探技术、深部矿井建设技术、高效集约化生产技术与装备、煤矿安全生产关键技术、煤炭转化和新型煤化工技术、煤矿信息化技术等行业共性关键性技术，形