煤非“霾”关键是如何清洁利用

添加时间：2014-03-26 11:12:06 来源：中国矿业报

       随着雾霾天气发生频率增多，对雾霾的成因也出现多种解读，有代表性观点指出，以煤为主的能源结构是造成雾霾的主因之一。据英国石油公司2013年6月统计，2012年，中国煤炭产量为18250亿立方米，占世界煤炭产量38453亿立方米的47.5%，煤炭消费量为18733亿立方米，占世界煤炭消费量37301亿立方米的50.2%。因此，专家认为，减少煤炭消费，有效开发、合理利用煤资源是减轻雾霾的重要措施。

　　煤炭的使命还将延续

　　人类利用能源大致经历了柴草、煤炭和石油三个时期。第一次技术革命和工业革命后，扩大了对煤炭的需求，到1830年，煤炭成为主要能源。1960年时，石油消耗量已占世界能源消耗量的60%，超过了煤资源消耗量，成为世界主要能源，但是，煤炭仍扮演着重要能源角色。国际能源署执行干事玛丽亚·范德胡芬预测，经济增长将继续推高煤炭在全球能源结构中所占份额。“如果当前的政策不变，煤炭将在10年内超过石油。”

　　工业化增加了对煤资源的需求，200多年来人类已消费大量煤资源，但迄今地下仍蕴藏丰富的煤资源。从17世纪到1830年，世界科学技术中心由意大利转到英国，在那里发生了人类历史上前所未有的科学革命、技术革命和产业革命。工厂的机器运转、商船和军舰的海外扩张，主要以煤为燃料和动力。1870年，英国的采煤量占世界采煤总量的51.5%。20世纪60年代初，世界石油消费量超过煤消费量，但几十年来煤仍是重要能源之一。据统计，2012年世界一次能源消费中，石油占33.1%、天然气占23.9%、煤占29.9%；其中中国三者占比分别为17.7%、4.7%和68.5%；美国三者占比分别为37.1%、29.6%和19.8%；俄罗斯三者占比分别为20%、51.1%和17.5%；日本三者占比分别为45.6%、22%和26%；德国三者占比分别为35.8%、21.7%和25.4%；英国三者占比分别为33.6%、34.6%和19.2%。国际能源署预测，到2017年，世界石油消费量将达到44亿吨，而煤炭消费量将相当于43.2亿吨石油。美国能源信息署预测：“2030年前，随着中国和俄罗斯等国家煤炭消费量增加以及经济合作与发展组织国家石油需求减少，世界煤炭消费将再次超过石油消费。”

　　世界经济年均增长率从公元1000年到1820年为0.2%，19世纪为1%，20世纪为3%，仅20世纪世界已消费2650亿吨煤。虽然经过200多年的大规模开采，地下仍蕴藏着大量煤资源。一些研究机构估计，煤资源储量（折算标油）是石油储量的3.76倍，煤资源储采比是石油储采比的5.62倍。据英国石油公司2011年发布的世界能源报告统计，世界煤资源剩余可采蕴藏量从1978年6364亿吨增至2011年年底的8690亿吨。随着勘探技术水平的提高，探明可采煤资源蕴藏量可能继续增加。有专家估计，仅北极地区就蕴藏着1万亿吨煤资源。全球煤资源仍很丰富，在较长时期内煤仍将是重要能源之一。

　　煤化学工业的影响

　　1830年，英国产业革命达到高潮，德国还是个落后的农业国。1871年德国统一，工业化比英国晚了一个半世纪。但是，通过煤化学工业技术革命，德国仅用40多年时间就实现了工业化，超过英国成为欧洲第一经济大国。煤化学工业技术革命引领人类进入“化学合成时代”、人工制品的新世界。

　　20世纪30年代前的半个多世纪，德国主要依靠煤资源取得令人瞩目的经济发展。30年代后期，煤在美国能源消费中占50%，而在德国这一比例仍高达90%。德国科研人员在第一次世界大战前已开始研究从煤中提炼合成燃料。1913年，德国化学家弗里德里克·伯吉尤斯以氢化法首次从煤中提炼出了一种高质量的液体燃料。10年之后，又有另一种提炼方法问世，其原理是用蒸汽将煤分子分解为氢原子和一氧化碳，经过化学反应生成人造燃料。伯吉尤斯的高温高压催化剂方法在两者中居优，可用来生产高级航空汽油。1931年，伯吉尤斯与在发展高压化学方面取得重要成就的法本公司董事长卡尔·博施共同获得诺贝尔化学奖。 
     德国化学联合企业J.G.法本公司在1926年购得伯吉尤斯的高温高压催化剂方法专利，并得到国家社会党党首希特勒的支持。1933年，希特勒担任德国总理，迫不及待地推行被他称作“德国汽车交通史的转折点”的汽车计划，高速公路很快遍布全国。1934年，德国开始研发一种新型汽车——“大众”汽车。德国缺少石油资源，法本公司从事的人造汽油生产就显得至关重要。

　　第二次世界大战中，德军大批飞机、坦克和汽车主要是靠合成燃料驱动的。当时德国境内已有14座合成燃料厂开工，还有6个工厂在施工。到1940年，合成燃料产量达到日产7.2万桶，等于德国全部汽油供应的46%，合成燃料相当于德军所需全部航空汽油的95%。到1942年，合成燃料工业在新的生产技术、高级催化剂、高质产品以及对多种煤的应用方面取得了重大进展，从1940年到1943年，德国的合成燃料产量从每天7.2万桶增至12.4万桶。到1944年第1季度，合成燃料已占德国油料供应的57%和航空汽油供应的92%。

　　1949年5月12日，由935架轰炸和护航战斗机组成的盟军空军联队轰炸了德国的合成燃料工厂。盟军对德国合成燃料工厂连续不断的轰炸，到9月德国合成燃料产量从平均每天9.2万桶降至5000桶。同时，在盟军的打击下，德国从外部得到的石油也越来越少。到1945年2月，德国的航空汽油产量只有1000吨，相当于1944年1至4月产量的0.5%，2月以后，合成燃料生产全部停止。德国新发明的喷气战斗机因无油而不能起飞。从某种意义上说，二战时德国法西斯从疯狂扩大侵略到再次失败的原因之一，是汽油供不应求，德军飞机、坦克和汽车难以运行。

　　改变煤资源回收窘境

　　中国煤资源蕴藏丰富，总量5.9万亿吨，预测垂深1000米以浅的远景资源总量为28600亿吨，其中：累计查明资源蕴藏量为10660亿吨，预测未查明远景资源为17940亿吨，查明程度为37%。煤资源是非再生能源，越开发越减少，因此，必须有效开发和利用。

　　美国、澳大利亚、德国等国家的煤资源回收率高达80%以上，而中国煤资源回收率为30%左右，即开采一吨煤几乎丢掉两吨煤。

　　据统计，从1949年到2003年，中国累计采煤350亿吨，而煤资源消耗量却超过1000亿吨，回收率不到30%，相当于50年间浪费了六个百亿吨的大煤田。未被回收的70%煤资源中相当一部分因自燃而消失，还可能造成地质灾害。

　　中国煤资源回收率低的主要原因是，大量小企业无序开发、开采方法落后和宏观管理不到位。《煤炭工业发展“十二五”规划》提出，到2015年，中国煤资源开采能力为41亿吨，产量控制在39亿吨。2012年5月底，四川大学校长谢和平在接受媒体采访时介绍，由中国工程院承担的一项最新研究成果显示，目前中国煤炭综合考虑生产安全度、绿色开采度和机械化程度三类因素下的科学产能为11.1亿吨，仅占全国煤产量的1/3。他呼吁，中国煤炭行业亟待提高开采质量，提高“科学产能”势在必行。

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