抢抓机遇，推动我国煤炭消费转型
从传统粗放型、供给型消费向清洁化、低排放、高效消费转变——
■ 中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院 黄格省 师晓玉 郑丽君 魏寿祥
我国的资源禀赋特点是“富煤、缺油、少气”，煤炭资源总量5.9万亿吨，占一次能源资源总量的94%，而石油、天然气资源仅占6%，且其增产难度大，因此煤炭一直稳居我国主体能源的地位。作为煤炭生产大国和消费大国，我国2016年煤炭消费量37.78亿吨，占一次能源消费量的62%，远高于全球28.1%的平均水平。在我国经济结构和能源结构转型升级的过程中，煤炭消费面临诸多发展机遇。加快煤炭资源的科学合理消费，对于推动能源领域“四个革命”战略实施，促进能源消费清洁低碳发展，具有重大的现实意义。
1 我国煤炭消费现状
我国煤炭消费主要用于发电、炼钢、建材及化工等领域。2015年我国煤炭消费量37.5亿吨，其中发电用煤占52.32%，钢铁行业用煤占18.28%，建材用煤占15.13%，化工用煤占7.25%，其他用煤6.96%。近十几年来我国煤炭消费量逐年增长，2000年消费量只有13.57亿吨，2013年消费量达到42.44亿吨，年均增长9.5%；2014～2016年消费量连续3年下降，分别降至41.16亿吨、39.65亿吨、37.78亿吨。由于我国经济增长减速，环境保护政策趋严，国家能源消费政策中已将控制煤炭消费总量作为调整一次能源消费结构的主要措施，未来我国煤炭消费量上升的可能性比较小，预计2020年消费量40.8亿吨，2030年回落至36亿吨。
由于我国传统能源产能结构性过剩问题突出，尤其是煤炭产能过剩，供求关系失衡，因此“十三五”期间，我国把控制能源消费总量作为重要任务，其中煤炭作为控制总量的重点，在京津冀鲁、长三角和珠三角等区域继续实施减煤量替代，其他重点区域继续实施等煤量替代，同时继续推进钢铁、建材、化工等高耗煤行业节能减排及煤炭消耗量，到2020年煤炭占一次能源消费比重将降到58%以下。
2 煤炭消费面临的机遇
（1）我国电力消费需求旺盛，煤炭洁净发电仍居主导地位
煤炭洁净发电是最安全、经济、环保的利用方式。按照我国《能源发展“十三五”规划》，2015年我国电煤占煤炭消费比重为49%，2020年将达到55%，年均增长6%。从国内外能源发展趋势来看，电力消费比重扩大是必然趋势，电能是近20年消费增长最快的能源品种。2010~2020年、2020~2030年期间我国电力需求年均增速分别为4.9%、2.3%。从人均用电情况看，我国2014年人均用电量4047千瓦时/人，预计2030年人均用电量将达到约6200千瓦时/人，电力消费仍有较大提升空间。同时，与天然气发电、核电、风电等可再生能源发电相比，煤电更加安全和经济，而且通过近年来的持续技术创新，我国燃煤发电已能实现污染物近零排放。随着技术的不断进步，2020年我国煤电机组平均供电煤耗可控制在310克/千瓦时以下，其中新建机组控制在300克/千瓦时以下，二氧化硫、氮氧化物和烟尘排放浓度分别不高于35、50、10毫克/立方米。
（2）提高煤炭集中燃烧比例，减少燃煤污染物排放
目前，我国煤炭集中燃烧比例仅占全部耗煤量的48％，未配套建设污染物治理装置的散煤燃烧设施数量极其庞大，是造成大气污染的关键因素。据行业专家测算，通过全面实施电能替代，2017年、2020年我国东中部地区PM2.5排放可比2010年分别降低20％、28％左右。美国99％的煤炭用于发电，可实现对燃煤排放的污染物集中治理，美国的经验值得我国研究借鉴。未来我国需采取多项措施大幅提高煤炭集中燃烧比例，以减少燃煤造成的污染物排放，同时大力推行天然气、电力、洁净型煤及可再生能源等清洁能源替代民用散煤，实施工业燃煤锅炉和窑炉改造工程等，以降低煤炭消费量，提高燃煤利用效率。
（3）现代煤化工将成为主要突破口之一
与传统煤化工比较，以煤制油，煤制烯烃、芳烃，煤制乙二醇，煤制天然气为代表的现代煤化工发展十分迅速，现代煤化工加工过程要比传统煤化工更加科学、环保，其产品的品质及附加值更高。从现代煤化工产品的市场需求分析，我国石油进口对外依存度已经达到65%，煤制油是对石油基油品的重要补充；目前我国乙烯及其主要衍生物进口依存度在45%左右，丙烯及其主要衍生物进口依存度在30%左右，发展煤制烯烃具有很大市场潜力；我国天然气对外依存度已达到约35%，在煤炭资源丰富但运输不便的地区，适当发展煤制天然气是必要的；我国乙二醇进口依存度在70%左右，发展煤制乙二醇符合市场需求。值得指出的是，当前国际油价持续低位徘徊，使得现代煤化工的盈利空间大幅收缩（煤制烯烃除外），特别是煤制油和煤制天然气企业普遍面临巨大的经营压力。随着国际油价逐渐上行及我国政府对煤制油税收政策的落实到位，煤制油企业经营状况将得到显著改善。总之，现代煤化工是实现煤炭消费由单一燃料向原料+燃料方向转变、推动煤企转型升级的一个重要突破口，行业发展面临重要机遇，但在低油价形势下也面临严峻的挑战。
3 煤炭消费路径探讨
（1）做强煤炭—电力—电动车产业链
目前较为成熟的煤炭清洁高效利用方式有煤炭发电、煤制油品、煤制天然气，三种路线都可以用来为交通运输工具提供动力，但三种路线的竞争力有所不同。从能效比较看，“煤炭—电力—电动车”路线的总能效（28.6%）高于“煤炭—油品—燃油车”（19.2%）和“煤炭—天然气—燃气车”（13.3%）路线。从不同车辆运营成本对比看，油品售价按7.72元/升、天然气按3.1元/立方米、电价按0.68元/千瓦时分别测算，燃油大巴运营成本最高（52.41万元/年），压缩天然气（CNG）大巴运营成本次之（35.56万元/年），电动大巴运营成本最低（35.2万元/年）。尽管我国天然气市场化步伐逐渐加快，但天然气价格依然偏高，而煤炭价格一直较低，尤其是坑口煤价格低廉，因此“煤炭—电力—电动车”路线具有原料成本优势。从安全性方面比较，油品、天然气在存储、运输、使用等环节存在较大的安全隐患，而电力的生产、输配和使用都相对安全。因此，“煤炭—电力—电动车”方式安全性最高。由此分析可知，煤转化为电能进而用于交通领域是最安全、经济、环保的利用方式，因此，应持续做强煤炭—电力—电动车产业链，大力发展城市内电动公交车、电动小汽车等新能源汽车。
（2）持续推进煤炭清洁高效发电和热电联产
推动能源消费革命，促进能源发展方式转变，应坚持以煤炭为基础、以电力为中心，大力推动煤炭清洁高效转化利用战略和电能替代战略。煤炭清洁发电是推动煤炭消费的重要引擎。“十三五”期间，我国将加快推进煤电大基地大通道建设，重点建设亿吨级大型煤炭基地和千万千瓦级大型煤电基地，发展远距离大容量输电技术，扩大西电东送规模，实施北电南送工程；在符合超低排放的环保要求前提下，允许企业在京津冀、长三角、珠三角等负荷中心建设一定规模的大型清洁燃煤发电机组。同时，大力发展热电（冷）联供机组，尤其是在城镇集中供热区、工业园区等热（冷）负荷区大力发展热电（冷）联供机组。热电（冷）联供机组既可以实现能源的高效梯级利用，大幅提高煤炭利用效率和热电机组经济性，又可大量替代单纯用于供热的小型燃煤锅炉，对于降低污染排放具有积极意义。
（3）有序发展现代煤化工
经过多年发展，我国现代煤化工产业在技术研发、关键设备国产化以及“三废”处理方面取得长足进步，主要体现在四个方面：一是自主煤气化技术得到广泛应用。包括多喷嘴对置式气化炉、航天炉、水冷壁水煤浆气化炉、SE粉煤气化炉(东方炉）、两段干煤粉加压气化炉等国产气化炉均已实现工业应用。二是先进煤化工合成技术取得重大突破。国产煤直接液化工艺及催化剂、高/低温费托合成工艺及催化剂、甲醇制低碳烯烃工艺及催化剂、流化床甲醇制芳烃工艺及催化剂、草酸酯法煤制乙二醇工艺及催化剂、煤油共炼—浆态床加氢技术等国产化技术均实现工业化，主要催化剂均实现了国产化。三是大型空分、甲醇制烯烃反应器及煤化工主要泵阀等煤化工关键设备实现国产化。四是现代煤化工“三废”处理技术研发应用取得重大进步，煤化工企业废水基本实现近零排放。
现代煤化工产业的发展也存在水资源消耗量大、装置投资高、“三废”处理成本高、CO2排放量大等瓶颈问题，尤其是2014年下半年以来国际原油价格大幅下跌对现代煤化工企业效益增长形成严重制约。在我国经济社会新常态下，资源节约与环保意识不断增强，政府对现代煤化工产业新政策更加趋严，煤化工准入门槛将进一步提高。当前我国现代煤化工的发展道路仍在探索之中，必须有效控制发展速度，强化技术创新和市场风险评估，严格落实环保准入条件，稳妥推进煤制油、煤制烯烃等升级示范，防止产能过快增长。
4煤炭消费前景展望
在煤炭清洁发电方面，我国已拥有世界上装机最多、技术最先进的百万千瓦火电机组，有的机组供电煤耗指标已经达到世界最高水平，但低容量、低参数锅炉比例仍偏高，应进一步优化火电结构，建设高参数、大容量机组。从能量转换效率、环境影响和投资成本等方面分析，超超临界、循环流化床、整体煤气化联合循环（IGCC）和分级转化等发电技术各具优势，将会加快发展。
在煤炭与煤电输配方面，坚持输煤输电并举，推进煤炭能源运输由长距离输煤、输电独立发展向优化输配方式转变，煤炭主产区的铁路外运能力将进一步提升，在内蒙古、新疆等区域建设一定容量的燃煤发电、远距离输电外送，新疆地区远期输煤为主，近期加紧发展输电。在条件适宜地区，可将煤炭就地转化为油气后外输。我国煤炭与煤电输配方式的改善，将会为煤炭资源高效合理消费创造更加有利的条件。
在发展现代煤化工方面，积极推进以煤炭清洁高效转化利用为目标的现代煤化工技术和多联产系统的研发和示范，合理规划煤化工产业发展布局和产品规模建设，推动煤化工规模化、大型化、一体化、基地化建设，确保产业有序发展。力争通过发展煤基石油替代产品，控制我国石油对外依存度过快增长。
在煤炭分质梯级利用方面，持续推进低阶煤中低温热解等煤炭分质梯级利用技术开发，加快示范项目建设；积极推广应用清洁煤技术，大力发展煤炭洗选加工，到2020年原煤入选率力争达到75%以上，以节约煤炭外输运力，提高清洁煤利用率。
在控制煤炭消费总量方面，强化重点区域尤其是在煤炭消费强度高、大气污染严重的区域，加强煤炭消费总量控制；积极推进电力、钢铁、建材、化工等高煤耗行业的低成本、低能耗和低排放生产，深挖节能减排潜力，加强碳减排技术及其他污染控制技术开发和应用。
总体来看，我国煤炭资源消费已从传统粗放型、供给型消费向清洁化、低排放、高效消费方向转变，由单一燃料向原料和燃料并重转变。随着国内经济和能源结构的转型发展，煤炭在我国一次能源消费中的比例将开始下降，但作为我国主体能源的地位不会改变，煤炭行业仍将长期发挥我国能源领域主力军的作用。未来，我国煤炭行业将围绕安全高效智能化开采、清洁高效集约化利用等方面组织开展技术攻关，建设示范工程，提升行业的可持续发展能力。此外，积极探索煤炭深加工与炼油、石化、电力等产业的有机融合，拓展煤炭清洁消费产业链，对于推动我国能源革命战略的实施和供给侧结构性改革将发挥重要引领作用。