朱彤：能源轉(zhuǎn)型與我國煤炭高效清潔利用

近年來，圍繞煤炭清潔高效利用的討論逐漸成為能源領(lǐng)域，特別是煤炭行業(yè)的焦點(diǎn)話題。這與兩個因素直接相關(guān)：

（1）2011年底我國大面積爆發(fā)霧霾引發(fā)社會熱議，而煤炭燃燒排放的污染物被認(rèn)為是霧霾的主要來源。

（2）2013年以來我國推動的以治理大氣污染為主要內(nèi)容的“環(huán)保風(fēng)暴”中，出現(xiàn)了簡單粗暴的一刀切禁煤、不顧實(shí)際情況強(qiáng)行推行“煤改氣”、“煤改電”等做法產(chǎn)生了較大的社會輿論反響。①此外，英國、西班牙、德國等歐洲國家為進(jìn)一步推進(jìn)能源轉(zhuǎn)型，先后制定了未來關(guān)閉煤電廠的時間表，引發(fā)了國內(nèi)輿論對“去煤”問題的討論。

在此背景下，開始有專家批評我國一刀切去煤的做法，認(rèn)為從大氣污染角度看，煤炭燃燒也可以做到天然氣一樣的排放；②也有學(xué)者則從我國以煤為主能源結(jié)構(gòu)短期難以改變的特征出發(fā)，強(qiáng)調(diào)煤炭清潔高效利用的迫切性和對能源轉(zhuǎn)型的重要性，認(rèn)為如果沒有煤炭的清潔高效利用，完全依靠可再生能源，中國的低碳發(fā)展之路會比較難走［1］。在與煤炭有關(guān)的學(xué)術(shù)研討會和論壇上，煤炭清潔高效利用的討論逐漸成為“主旋律”。

煤炭作為我國主力能源之一，是化石能源利用排放的大氣污染物的主要貢獻(xiàn)者，同時也與能源轉(zhuǎn)型密切相關(guān)。由于我國處于大氣污染治理與能源轉(zhuǎn)型的疊加期，這很容易導(dǎo)致在兩個不同語境下煤炭問題混為一談，但顯然兩者不完全一致。

特別是盡管煤炭清潔高效利用主要是作為對更嚴(yán)格大氣排放標(biāo)準(zhǔn)的反應(yīng)，同時，高效利用從減少煤炭消費(fèi)量的角度對減少碳排放也有積極的促進(jìn)作用，但能源轉(zhuǎn)型對煤炭的沖擊也是顯而易見的，而且能源轉(zhuǎn)型的最終目標(biāo)就是要以低碳能源取代包括煤炭在內(nèi)的高碳能源。本文首先討論了當(dāng)前我國煤炭清潔高效利用的重要性；其次，系統(tǒng)分析歷史上的能源轉(zhuǎn)型與當(dāng)前能源轉(zhuǎn)型共同點(diǎn)與差異性基礎(chǔ)上，探討了煤炭在我國能轉(zhuǎn)型進(jìn)程中的地位；再次，分析了我國煤炭清潔高效利用與能源低碳轉(zhuǎn)型的一致性與矛盾之處，最后是總結(jié)性評論。

2017年煤炭消費(fèi)量達(dá)到38.7億t，占我國一次能源消費(fèi)的60.4%。盡管未來煤炭的消費(fèi)份額將呈現(xiàn)穩(wěn)定的下降趨勢，但直到2050年煤炭仍將占據(jù)33%~40%的份額。③由于如果煤炭消費(fèi)短期內(nèi)難以大幅減少，大力推進(jìn)我國煤炭清潔高效利用就具有極端重要性。 

2.1 煤炭清潔高效利用是減少當(dāng)前我國空氣污染物排放的最有效路徑

與煤炭作為主力能源的地位相對應(yīng)，煤炭也是我國主要大氣污染物的最大貢獻(xiàn)者，這就決定了當(dāng)前和今后一段時期煤炭必然是我國大氣污染治理主攻方向。煤炭使用過程排放的大氣污染包括直接燃燒排放和相關(guān)行業(yè)工業(yè)過程中使用煤炭而產(chǎn)生的排放兩類。煤炭直接燃燒的排放是電站燃煤鍋爐、燃煤工業(yè)鍋爐和民用燃煤設(shè)備排放的大氣污染物，相關(guān)行業(yè)工業(yè)過程中使用煤炭而產(chǎn)生的排放是指焦炭、鋼鐵、水泥、有色金屬等生產(chǎn)中的焦?fàn)t與窯爐燒煤所產(chǎn)生的大氣污染物排放量。

根據(jù)《中國煤炭消費(fèi)總量控制方案和政策研究項(xiàng)目》課題組和清華大學(xué)的研究，以2012年的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)計(jì)算，［2］我國人為排放的大氣污染物中，93%以上的SO2，70%的NOx，67%的煙粉塵、63%的一次PM2.5排放量，以及84%的汞（Hg）排放是煤炭直接燃燒和工業(yè)生產(chǎn)過程使用煤炭貢獻(xiàn)的。可見，通過推進(jìn)煤炭清潔高效利用對降低相關(guān)大氣污染物數(shù)量，對我國總體大氣污染物排放水平有顯著影響。因此，大力推進(jìn)煤炭清潔高效利用是減少我國大氣污染物最有效路徑。

2013年以來，煤炭清潔高效利用逐漸成為我國環(huán)保與能源政策的重要內(nèi)容，也成為煤炭行業(yè)發(fā)展的熱點(diǎn)話題。2013年9月，在以國務(wù)院名義發(fā)布的《大氣污染防治行動計(jì)劃》的第四部分“加快調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，增加清潔能源供應(yīng)”中，明確提出“推進(jìn)煤炭清潔利用”作為大氣污染防治的手段之一。不過，該文件提到的“煤炭清潔利用“范圍比較窄，僅僅強(qiáng)調(diào)了“提高煤炭洗選比例，禁止進(jìn)口劣質(zhì)煤炭”。實(shí)際上，從對大氣污染防治貢獻(xiàn)角度，煤炭清潔利用的范圍和手段遠(yuǎn)不僅于此。此外，文件也沒有提及煤炭“高效”利用。

此后，為貫徹國務(wù)院《大氣污染防治行動計(jì)劃》，國家能源局、工業(yè)和信息化部2015年發(fā)布了專門“行動計(jì)劃”，即國家能源局發(fā)布的《煤炭清潔高效利用行動計(jì)劃（2015－2020年）》，工業(yè)與信息化部會同財政部發(fā)布的《工業(yè)領(lǐng)域煤炭清潔高效利用行動計(jì)劃（2015-2020年）》。在《大氣污染防治行動計(jì)劃》中，煤炭清潔利用重要性不高，針對煤炭的關(guān)鍵詞主要煤炭“替代”，煤炭消費(fèi)總量“控制”，“禁煤區(qū)”等。這兩項(xiàng)“煤炭清潔高效利用”專門行動計(jì)劃的實(shí)施，標(biāo)志著我國煤炭清潔高效利用進(jìn)入系統(tǒng)實(shí)施階段。

2.2 煤炭“高效”利用切實(shí)影響我國CO2排放量增減變化

2015年，我國在巴黎氣候變化會議上就減排做出3點(diǎn)承諾：

（1）到2020年單位GDP CO2排放比2005年下降40%~45%。

（2）非化石能源占一次能源消費(fèi)比重達(dá)到15%。

（3）2030年左右我國CO2排放達(dá)到峰值并爭取盡早達(dá)峰。

根據(jù)生態(tài)環(huán)境部保護(hù)的數(shù)據(jù)，截止到2017年底，我國單位GDP CO2排放比2005年下降了46%，非化石能源占一次能源比重已達(dá)13.8%，CO2排放總量增速有所變緩［3］。也就是說，單位GDP CO2排放目標(biāo)已經(jīng)提前實(shí)現(xiàn)，2020年實(shí)現(xiàn)非化石能源占一次能源消費(fèi)比重20%的目標(biāo)問題也不大。至于2030年我國CO2排放達(dá)峰的承諾，很大程度取決于減少煤炭消費(fèi)量和大力推進(jìn)煤炭清潔高效利用。 

從圖1可以看到，我國化石能源消費(fèi)所排放的CO2基本上隨著煤炭的排放量而變化。1990年，我國CO2排放量增長還比較平緩。從2002年開始，CO2總排放量隨著煤炭消費(fèi)排放的CO2快速增加，并且在2014年達(dá)到高點(diǎn)后，2015年和2016年連續(xù)兩年緩慢下降。當(dāng)然，這并不意味著我國CO2排放達(dá)峰。因?yàn)?017年我國CO2排放出現(xiàn)反彈，并再次創(chuàng)新高。

從1990年以來我國煤炭、石油和天然氣消費(fèi)排放的CO2份額變化看，煤炭一直是排放的絕對主力，但下降趨勢也非常明顯，如圖2所示。1990年到2017年，煤炭排放的CO2份額從84.1%下降到75.9%，同期天然氣的份額從1.4%增加到5.4%，而石油消費(fèi)排放的CO2則處于波動變化中：從1990年的14.5%穩(wěn)步上升到2000年的19.9%，此后緩慢下降到2009年的14.9%，而后又穩(wěn)步回升到2017年的18.6%。 

一個值得注意的現(xiàn)象是：隨著煤炭利用排放的CO2在總排放量中份額的持續(xù)下降，煤炭對我國CO2排放增量的貢獻(xiàn)也隨之下降。比如，2017年，我國CO2排放量在連續(xù)兩年下降后出現(xiàn)反彈，并創(chuàng)新高，同比增長1.9%。⑤其中，煤炭僅貢獻(xiàn)了14.8%的增長，而石油和天然氣分別貢獻(xiàn)了44.6%和40.6%。盡管如此，在目前的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)和政策環(huán)境下，通過提高煤炭利用效率降低煤炭消費(fèi)來CO2排放仍然是最重要的途徑之一，因?yàn)闇p少1份煤炭消費(fèi)的CO2減排效果，相當(dāng)于減少了1.3份石油消費(fèi)和1.6份天然氣消費(fèi)CO2減排效果。 

煤炭等化石能源導(dǎo)致的環(huán)境污染問題，是工業(yè)化高度發(fā)展的產(chǎn)物。因此，20世紀(jì)50~60年代，當(dāng)英國、美國和日本等國進(jìn)入工業(yè)化后期階段后，先后爆發(fā)了大規(guī)模的環(huán)境災(zāi)難事件。⑥當(dāng)20世紀(jì)末21世紀(jì)初，本輪能源清潔低碳轉(zhuǎn)型開始啟動時，這些國家的環(huán)境問題基本得到解決。

與這些歐美國家不同，我國當(dāng)前環(huán)境治理問題與能源轉(zhuǎn)型問題疊加，很容易導(dǎo)致把兩類不同的問題混為一談。⑦面對我國空氣污染的嚴(yán)峻形勢，煤炭清潔高效利用是我國大氣污染治理最有效路徑，同時也是必須要采取的手段，但從能源轉(zhuǎn)型的邏輯看，這只是轉(zhuǎn)型過程中一個階段存在和面對的問題。這就提出了如何認(rèn)識煤炭等化石能源在我國能源轉(zhuǎn)型中的角色定位問題。 

3.1 能源轉(zhuǎn)型的歷史演進(jìn)與內(nèi)涵

能源轉(zhuǎn)型（energy transition）一詞最早可能出自1980年德國科學(xué)院出版的一份報告：《能源轉(zhuǎn)型：沒有石油與鈾的增長與繁榮》。報告當(dāng)時呼吁徹底放棄核電和石油能源的觀點(diǎn)受到強(qiáng)烈反對，但在進(jìn)入21世紀(jì)后逐漸演變成為德國能源政策的基本內(nèi)容。相應(yīng)的，德國“能源轉(zhuǎn)型”的含義逐漸演變?yōu)椤稗D(zhuǎn)向分布式可再生能源和提高能源效率”，并宣稱最終目標(biāo)是建立100%基于可再生能源的能源體系。⑧ 

能源轉(zhuǎn)型的含義當(dāng)然不僅僅是可再生能源發(fā)展。在更一般意義上，能源轉(zhuǎn)型通常被理解為一個國家或社會主導(dǎo)能源的轉(zhuǎn)換或更替過程。比如，煤炭替代薪柴并成為主導(dǎo)能源，石油替代煤炭成為主導(dǎo)能源。不過，對能源轉(zhuǎn)型的這種描述性的理解，以及基于這一理解的相關(guān)研究難以適應(yīng)復(fù)雜、豐富的能源轉(zhuǎn)型實(shí)踐的需要，無法對認(rèn)識當(dāng)前能源轉(zhuǎn)型提供洞見。

美國天然氣專家羅伯特·海夫納三世試圖另辟蹊徑。在其2009年出版的著作《能源大轉(zhuǎn)型》中，羅伯特·海夫納三世從能源存在的3種物理形態(tài)，即固體（木材、煤炭等）、液體（石油）和氣體（天然氣、風(fēng)能、太陽能、氫能等）出發(fā)，把人類能源利用的歷史與未來概括為兩次能源轉(zhuǎn)型：第一次能源轉(zhuǎn)型是固體能源向液體能源的轉(zhuǎn)型，第二次能源轉(zhuǎn)型是液體能源向氣體能源的轉(zhuǎn)型［4］。這一觀點(diǎn)具有高度的理論抽象性和邏輯一致性，為我們認(rèn)識未來能源轉(zhuǎn)型方向提供了有價值的觀察視角；但這一理論對于能源轉(zhuǎn)型判斷標(biāo)準(zhǔn)過于抽象，而且對能源轉(zhuǎn)型的內(nèi)涵和特征等問題缺乏深入研究，因而對理解當(dāng)前及未來能源“如何轉(zhuǎn)型”作用有限。

加拿大的瓦茨拉夫·斯米爾（Vaclav Smil）教授認(rèn)為，能源轉(zhuǎn)型是各種能源利用“原動機(jī)”（prime mov?ers）驅(qū)動下的能源結(jié)構(gòu)不斷變化過程?！懊慨?dāng)效率更高的新能量‘原動機(jī)’出現(xiàn)取代舊的原動機(jī)，顯著提高了人類所能利用的能源的量級，能源轉(zhuǎn)型就會發(fā)生［5］?！?/span>

斯米爾教授根據(jù)“原動機(jī)標(biāo)準(zhǔn)”將人類能源利用劃分為4次能源轉(zhuǎn)型：第一能源轉(zhuǎn)型發(fā)生在距今1萬年到0.5萬年，人類通過馴養(yǎng)役畜來替代部分人力；第二次能源轉(zhuǎn)型發(fā)生在公元前1000年風(fēng)車和水車的出現(xiàn)，進(jìn)一步替代人和動物的肌肉力；第三次能源轉(zhuǎn)型隨著1765年瓦特改良后的蒸汽機(jī)的擴(kuò)散和進(jìn)一步改進(jìn)，啟動了煤炭替代薪柴的能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程。第四次能源轉(zhuǎn)型的發(fā)生則伴隨著發(fā)電機(jī)的發(fā)明使用，以及1882年世界第一座中心發(fā)電站在紐約和倫敦投入使用，人類進(jìn)入電氣化時代而出現(xiàn)。

斯米爾教授所提出的“原動力發(fā)明、改進(jìn)和擴(kuò)散”邏輯為我們認(rèn)識歷史上的能源轉(zhuǎn)型“何時發(fā)生”、“如何發(fā)生”提供了非常有啟發(fā)性的見解。然而，回顧人類能源利用史就會發(fā)現(xiàn)，以“原動機(jī)”單一標(biāo)準(zhǔn)來判斷能源轉(zhuǎn)型至少存在2個問題：

（1）從原動機(jī)標(biāo)準(zhǔn)所劃分的一些能源轉(zhuǎn)型并未真正導(dǎo)致該種能源最終成為“主導(dǎo)能源”，從而不構(gòu)成人類社會或者國家層面上的能源轉(zhuǎn)型。比如公元前1000年伴隨風(fēng)車和水車的出現(xiàn)，除了在小范圍外，水能并沒有在普遍范圍成為主導(dǎo)能源，更不用說全球了，這是水能的自身局限所致。

（2）以“發(fā)電機(jī)”出現(xiàn)而引發(fā)的第四次能源轉(zhuǎn)型，偏離了“一次能源”的邏輯進(jìn)入二次能源（電氣化），這一轉(zhuǎn)型與當(dāng)前清潔低碳化發(fā)展方向可能不一致。比如，交通運(yùn)輸領(lǐng)域的電動汽車發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了交通燃料的清潔低碳，但在電源結(jié)構(gòu)以化石能源為主的情況下，其電動汽車對一個國家清潔低碳轉(zhuǎn)型的貢獻(xiàn)是要“打折扣”的。因此，任何非一次能源技術(shù)革命對于“能源轉(zhuǎn)型”的價值和意義，必須回歸到其所依賴的一次能源的“源頭”來評價，才是真實(shí)可靠的。

綜上所述，為了更好描述歷史上能源轉(zhuǎn)型的邏輯和解釋未來的能源轉(zhuǎn)型，給出能源轉(zhuǎn)型的如下定義：能源轉(zhuǎn)型是由重大能源技術(shù)創(chuàng)新或原動機(jī)推動的，伴隨著能源系統(tǒng)深刻變革的，一次能源結(jié)構(gòu)的長期變化過程［6］。

因此，就國家或全球?qū)哟味?，能源轉(zhuǎn)型應(yīng)包含3個要素：

（1）有重大能源利用技術(shù)創(chuàng)新或能量原動機(jī)的出現(xiàn)。比如1765年蒸汽機(jī)的發(fā)明和推廣，標(biāo)志著煤炭替代薪柴轉(zhuǎn)型的開始。

（2）在新的能源利用方式基礎(chǔ)上存在一次能源結(jié)構(gòu)的長期變化。這個變化周期可能經(jīng)歷數(shù)十年，甚至上百年。比如，從蒸汽機(jī)到煤炭取代薪柴成為人類社會的主導(dǎo)能源大致經(jīng)歷了130年。

（3）主導(dǎo)能源更替伴隨著能源系統(tǒng)的深刻變革。也就是說，基于能源利用新的技術(shù)路徑（原動機(jī)），一次能源的替代與轉(zhuǎn)換的展開，必須同時構(gòu)建與這種能源特性相匹配的能源生產(chǎn)、消費(fèi)和輸送體系，否則能源轉(zhuǎn)型難以順利和有效推進(jìn)［7］。

3.2 能源清潔低碳轉(zhuǎn)型方向決定了煤炭等化石能源作為過渡能源的地位

與煤炭替代薪柴、石油替代煤炭這些歷史上的能源轉(zhuǎn)型不同，當(dāng)前全球正在推進(jìn)的能源轉(zhuǎn)型是在應(yīng)對全球氣候變化的背景下啟動的，其核心訴求是以可再生能源替代化石能源，推動能源系統(tǒng)從以化石能源為主體轉(zhuǎn)向以可再生能源為主體，最終實(shí)現(xiàn)人類活動的CO2排放量大幅減少，抑制地球溫度進(jìn)一步上升。

然而，可再生能源要完全取代化石能源需要經(jīng)歷一個較長的時期。在這一長達(dá)半個世紀(jì)以上的“過渡期”內(nèi)，能源品種的替代，能源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型是一個漸進(jìn)過程。根據(jù)化石能源近中期難以大量退出的現(xiàn)實(shí)，需要選擇一個恰當(dāng)?shù)倪^渡能源“組合”，而煤炭顯然要在我國能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程中承擔(dān)重要的“過渡”職能。德國和美國的能源轉(zhuǎn)型實(shí)踐表明，選擇恰當(dāng)?shù)?、符合本國國情的過渡能源不僅有利于能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程的推進(jìn)，而且對能源轉(zhuǎn)型的成本高低有著重要影響。

實(shí)際上，一旦確定大幅降低CO2排放量是這一次能源轉(zhuǎn)型的終極目標(biāo)，以及可再生能源是未來能源系統(tǒng)的絕對主力，就決定了包括煤炭在內(nèi)的所有化石能源在能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程中作為過渡能源的角色與地位。也正是從能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程與過渡期的視角，我們才有必要特別強(qiáng)調(diào)煤炭等化石能源的清潔高效利用問題。因?yàn)橹挥械吞疾攀悄茉崔D(zhuǎn)型的終極目標(biāo)，而“清潔高效”更多是針對過渡期內(nèi)化石能源短期難以快速退出的現(xiàn)實(shí)而產(chǎn)生問題的應(yīng)對。

“過渡能源”含義，不僅是指這些能源利用在排放上要符合清潔、低碳的要求，更重要的是，在利用方式上要更具“靈活性”，使其能較好的與未來能源系統(tǒng)“兼容”。因?yàn)橐钥稍偕茉礊橹鲗?dǎo)的未來能源系統(tǒng)中，“系統(tǒng)靈活性”是最大的稀缺資源，因此，越大越好的傳統(tǒng)利用方式要“有節(jié)制”的發(fā)展，以降低未來成為“擱置資產(chǎn)”的風(fēng)險。這些過渡能源組合中的能源品種，在滿足低碳清潔的條件下，能夠以具有競爭力的成本提供“靈活性”的能力越強(qiáng)，則在能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程中的生命周期越長［8］。

從上述前兩個標(biāo)準(zhǔn)看，天然氣顯然是作為過渡能源的最佳選擇。相對于其它化石能源，天然氣不僅相對“清潔”，而且從利用方式上，兼具集中式和分布式特點(diǎn)，是化石能源系統(tǒng)向可再生能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的最佳橋梁。但從我國實(shí)際情況看，天然氣作為過渡能源存在兩個不足：①天然氣價格缺乏競爭力，影響市場滲透率。②從我國目前天然氣勘探開發(fā)情況看，天然氣份額的快速提高將大幅增加我國能源對外依賴度，不利于能源安全狀況的改善。因此，從必要性和可能性考慮，天然氣作為過渡能源，將有一個適度的份額，但不宜過度依賴。

核能作為“無碳”能源，是我國能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程中過渡能源的較好選擇。不過，在目前的社會輿論環(huán)境下，核電的安全成本呈現(xiàn)日益上升趨勢。因此，核能在過渡能源組合中的地位與規(guī)模，根本上取決于其供能的成本競爭力與“靈活性”程度。

綜合考慮清潔低碳、經(jīng)濟(jì)性、靈活性和能源安全等要求，天然氣和核能近中期難以完全“承擔(dān)”過渡期職責(zé)的情況下，煤炭作為過渡能源的優(yōu)勢相對突出：經(jīng)濟(jì)性、靈活性與能源安全都沒有問題，清潔低碳方面也有一定的改善空間。而且，結(jié)合國家煤炭消費(fèi)總量控制的政策，煤炭高效利用也能通過減少煤炭消費(fèi)量而對碳減排起到積極作用。

這個問題主要是在長期的能源轉(zhuǎn)型過程中，在一段時期內(nèi)需要煤炭作為過渡能源這角度來說的。因?yàn)閺哪茉崔D(zhuǎn)型的終極目標(biāo)看，煤炭最終是要被完全取代。但從能源轉(zhuǎn)型順利推進(jìn)，以及降低能源轉(zhuǎn)型成本的角度看，煤炭高效清潔利用與能源轉(zhuǎn)型既存在一致性，也存在矛盾和沖突。

4.1 煤炭清潔高效利用與能源轉(zhuǎn)型的一致性

煤炭的清潔高效利用，簡而言之：

（1）提高煤炭利用效率。

（2）大幅降低煤炭利用的常規(guī)污染物排放，比如SO2、NOx、顆粒物粉塵等。

能源低碳轉(zhuǎn)型的終極目標(biāo)是大幅降低化石能源消費(fèi)產(chǎn)生的CO2排放。為實(shí)現(xiàn)CO2大幅減排，除了大力發(fā)展可再生能源替代化石能源之外，大力提高能源效率，降低煤炭等化石能源消費(fèi)量實(shí)現(xiàn)CO2減排也是推進(jìn)能源低碳轉(zhuǎn)型的一個重要支柱。因?yàn)槟壳鞍禾吭趦?nèi)的化石能源消費(fèi)所排放的CO2還沒有找到大規(guī)模資源化利用的方式，所以降低CO2排放首先取決于煤炭、石油和天然氣等化石能源消費(fèi)量的減少。因此，煤炭的“高效”利用在如下意義上與CO2減排有關(guān)：煤炭利用效率的提高，減少了提供同樣品質(zhì)和數(shù)量能源服務(wù)所需要的煤炭數(shù)量。煤炭清潔高效利用與能源轉(zhuǎn)型通過“提高化石能源利用效率降低其消費(fèi)量”這個環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)邏輯“一致性”，推進(jìn)煤炭“高效”利用可以為降低我國CO2排放做出貢獻(xiàn)。

然而，提高煤炭利用能效對能源轉(zhuǎn)型的正向貢獻(xiàn)，只有同時在煤炭消費(fèi)總量實(shí)現(xiàn)下降的前提下才能成立，因?yàn)槟茉葱省盎貜椥?yīng)”（Rebound Effect））的作用會“破壞”兩者之間的“一致性”。所謂回彈效應(yīng)是指能源效率提高所節(jié)省的能源被能源消費(fèi)行為部分或全部抵消。其作用機(jī)制是：能效提高有效降低單位能源服務(wù)的能耗，從而降低用能開支，這會激勵用戶在不增加開支的情況下，為追求更好的生活品質(zhì)更多地消費(fèi)能源。大多數(shù)相關(guān)用戶都采取類似行動，最終對能源服務(wù)需求增加帶來的能源消費(fèi)增量甚至?xí)^能效提升降低的能源消費(fèi)量，進(jìn)而導(dǎo)致能源消費(fèi)總量的增加。而控制政策可以在相當(dāng)程度上抑制效率提升伴隨的“回彈效應(yīng)”，從而使煤炭“高效”利用對碳減排目標(biāo)產(chǎn)生實(shí)際的影響。

自2013年以來，我國先后出臺了一系列控制煤炭消費(fèi)總量的政策，客觀上為抑制能源效率的回彈效應(yīng)的作用，從而使提高煤炭利用效率的同時抑制煤炭消費(fèi)總量增長。比如，在2013年國務(wù)院發(fā)布實(shí)施的《大氣污染防治行動計(jì)劃》中，明確提出要“制定國家煤炭消費(fèi)總量中長期控制目標(biāo)，實(shí)行目標(biāo)責(zé)任管理；到2017年，煤炭占能源消費(fèi)總量比重降低到65%以下；京津冀、長三角、珠三角等區(qū)域力爭實(shí)現(xiàn)煤炭消費(fèi)總量負(fù)增長?！皣野l(fā)改委與國家能源局2016年發(fā)布《煤炭工業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，明確提出“十三五”期間我國煤炭消費(fèi)比重將下降到58%。2018年7月，國務(wù)院印發(fā)了《打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計(jì)劃》，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)要大力推進(jìn)煤炭消費(fèi)減量替代，重點(diǎn)區(qū)域要實(shí)施煤炭消費(fèi)總量控制，并提出消費(fèi)減量規(guī)劃目標(biāo)：到2020年，全國煤炭占能源消費(fèi)總量比重下降到58%以下；京津冀及周邊、汾渭平原的平原地區(qū)基本完成生活和冬季取暖散煤替代；北京、天津、河北、山東、河南及珠三角區(qū)域煤炭消費(fèi)總量比2015年均下降10%，上海、江蘇、浙江、安徽及汾渭平原煤炭消費(fèi)總量均下降5%左右。為落實(shí)“三年行動計(jì)劃“，各地政府紛紛發(fā)布實(shí)施了《煤炭消費(fèi)減量行動計(jì)劃2018-2020》，規(guī)定了到2020年之前每年煤炭消費(fèi)減量目標(biāo)。

2013年我國推行的煤炭消費(fèi)總量控制政策收到了很好的效果。根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局的數(shù)據(jù)，2014~2017年我國煤炭消費(fèi)量連續(xù)3年下降，分別比上一年減少了1671萬t標(biāo)準(zhǔn)煤、5479萬t標(biāo)準(zhǔn)煤、3642萬t標(biāo)準(zhǔn)煤。2018年煤炭消費(fèi)量略有反彈，比2017年增加了988萬t標(biāo)準(zhǔn)煤，但與2013年煤炭消費(fèi)量相比，仍然減少3.5%，約9800萬t標(biāo)準(zhǔn)煤。與此相對應(yīng)，2014~2017年我國煤炭消費(fèi)的CO2排放量分別同比減少了0.59%，1.96%和1.33%。特別是2018年，盡管我國與能源消費(fèi)有關(guān)的CO2排放反彈了1.9%，但與煤炭消費(fèi)有關(guān)的CO2排放僅僅增加了0.37%。這其中也有一部分是提高煤炭利用效率的作用，其中主要是煤電行業(yè)能效提高的貢獻(xiàn)。

4.2 煤炭清潔高效利用與能源轉(zhuǎn)型的沖突

無論是提高效率，還是降低排放，都應(yīng)結(jié)合煤炭消費(fèi)的領(lǐng)域來有針對的實(shí)施。目前，我國煤炭使用主要分布在如下5個領(lǐng)域：①燃煤發(fā)電用煤，約占煤炭消費(fèi)總量的50%。②冶金煉焦用煤，占17%。③煤化工用煤，占7%［9］。④各類燃煤鍋爐（含建材窯爐和供熱供暖）用煤，占20%。⑤民用散燒煤，占6%［10］。

上述5個方面，實(shí)現(xiàn)煤炭清潔高效的可行性差異很大。一般來說，工業(yè)中小鍋爐和民用散燒燃燒效率低、污染排放高，實(shí)現(xiàn)清潔高效的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上難度很大，因而政策關(guān)閉中小燃煤鍋爐，鼓勵其它能源替代煤炭。近年來在華北地區(qū)大規(guī)模推進(jìn)的“煤改氣、煤改電”就是在這一背景下啟動的。因此，專家們的主流意見把煤炭清潔高效利用的重點(diǎn)領(lǐng)域放在發(fā)電方面，因?yàn)槲覈苯尤济喊l(fā)電技術(shù)處于世界領(lǐng)先地位。以上海外高橋第三發(fā)電廠為例，在全年平均負(fù)荷率為75%~81%的條件下，目前該電廠實(shí)際全年平均供電煤耗（包括脫硫和脫硝）276g/kWh，全國平均約321g/kWh，相差約45g/kWh。

我國發(fā)電行業(yè)是煤炭清潔高效利用已經(jīng)走在各行業(yè)前列。⑨為了推動我國發(fā)電行業(yè)煤炭清潔高效利用，我國近年來一直通過“上大壓小”的政策關(guān)閉中小燃煤發(fā)電機(jī)組，以提高燃煤發(fā)電效率，降低排放。最新的政策是要求到2020年，新建燃煤發(fā)電機(jī)組平均供電煤耗低于300g/kWh標(biāo)準(zhǔn)煤，現(xiàn)役燃煤發(fā)電機(jī)組經(jīng)改造平均供電煤耗低于310g/kWh標(biāo)準(zhǔn)煤。能耗與環(huán)保不達(dá)標(biāo)的30萬kW（含）以下機(jī)組也要逐步關(guān)閉。 

就煤電清潔高效利用而言，單機(jī)規(guī)模越大，單位供電煤耗越低，污染物排放越低。因此，我國追求大規(guī)模、高參數(shù)的發(fā)電機(jī)組的傾向是大力實(shí)施煤炭清潔高效利用政策的必然結(jié)果。然而，這一政策導(dǎo)向與能源轉(zhuǎn)型存在著內(nèi)在沖突。因?yàn)榫碗娏ο到y(tǒng)而言，能源轉(zhuǎn)型就是越來越多可再生能源發(fā)電量，特別是波動性的風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電量進(jìn)入到電力系統(tǒng)。在可再生能源優(yōu)先并網(wǎng)政策的驅(qū)動下，隨著波動性可再生能源電量份額的增加，越來越多原先作為基荷電源的燃煤發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)變?yōu)閭溆脵C(jī)組——當(dāng)沒有風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電快速下滑時能迅速增加發(fā)電量。也就是說，在一個高比例可再生能源發(fā)電量的電力系統(tǒng)中，電力系統(tǒng)的“靈活性”是最稀缺的資源。而追求更大發(fā)電單機(jī)規(guī)模的政策雖然實(shí)現(xiàn)了更高的能效和更低的排放，但卻降低了機(jī)組的靈活性，從而降低了整個電力系統(tǒng)的靈活性，這顯然與能源轉(zhuǎn)型的要求是背道而馳的。

從我國能源資源稟賦和順利推進(jìn)能源轉(zhuǎn)型的要求看，可能到2050年，煤炭仍將在我國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中占有一席之地。但這個“一席之地”不是簡單的份額變化，而是與未來能源系統(tǒng)完美融合之后的“一席之地”?；谇懊娴姆治?，這里從煤炭清潔高效利用與能源轉(zhuǎn)型及其相互關(guān)系的視角，談幾點(diǎn)總結(jié)性看法：

（1）我們不應(yīng)“妖魔化”煤炭，但也要避免“神圣化”煤炭。在能源轉(zhuǎn)型的大背景下，加上霧霾治理2013年以來成為我國環(huán)保政策的重中之重，我國一段時期的確存在“妖魔化”煤炭的傾向，以及實(shí)踐中一刀切的“去煤”做法。這些不良的傾向和做法激發(fā)了一些院士專家紛紛發(fā)聲，強(qiáng)調(diào)煤炭在中國能源系統(tǒng)中的重要性，以及煤炭清潔高效利用的必要性與可行性，收到了良好效果。另一方面，我們也要避免問題的討論走向“神圣化”煤炭的另一個極端：無視某些領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)煤炭清潔高效利用的難點(diǎn)（比如中小燃煤鍋爐），“一刀切”的“保煤”，甚至認(rèn)為實(shí)現(xiàn)了“清潔高效利用”的煤炭也是“清潔能源”。事實(shí)上，不止煤炭，所有化石能源本質(zhì)上都不可能是清潔能源。⑩況且，從目前煤炭清潔高效利用的實(shí)踐看，除了燃煤發(fā)電領(lǐng)域外，其它領(lǐng)域煤炭的清潔高效利用也才剛剛起步。

（2）煤炭清潔高效利用和能源低碳轉(zhuǎn)型對煤炭未來地位的影響是不一樣的。煤炭作為我國當(dāng)前的主力能源，是我國大氣污染物排放與CO2排放的主要貢獻(xiàn)者，也必然成為大氣污染物和CO2減排的主要承擔(dān)者。然而，煤炭清潔高效利用與能源轉(zhuǎn)型對煤炭的影響是不同的。

從大氣與環(huán)境治理角度看，煤炭清潔高效利用可以大幅降低常規(guī)空氣污染物排放，特別是燃煤發(fā)電實(shí)現(xiàn)的超低排放，這給煤炭提供了一個應(yīng)獲得與其它化石能源一樣的“發(fā)展權(quán)”的理由。

從能源低碳轉(zhuǎn)型角度看，煤炭將成為我國能源低碳轉(zhuǎn)型過渡期最重要的過渡能源，但其份額將穩(wěn)步下降。因?yàn)槟茉吹吞嫁D(zhuǎn)型最終要實(shí)現(xiàn)所有化石能源被替代。與其它化石能源相比，煤炭作為我國最重要的過渡能源，不僅是因?yàn)槊禾渴悄壳暗闹髁δ茉矗匾?，是燃煤發(fā)電機(jī)組在波動性可再生能源發(fā)電量占比日益提高的電力系統(tǒng)中，從經(jīng)濟(jì)性與技術(shù)性綜合看是為電力體系提供靈活性的最好選擇。

（3）應(yīng)盡快按照能源轉(zhuǎn)型的要求調(diào)整我國能源產(chǎn)業(yè)政策與大氣污染治理政策及其實(shí)施方式。我國產(chǎn)業(yè)政策的一個長期偏好是以“大”為美，在能源領(lǐng)域也是如此，發(fā)電領(lǐng)域“上大壓小”政策實(shí)施多年，對提高發(fā)電能效和減少排放產(chǎn)生了積極效果。近年來的大氣污染治理政策，不斷提高排放標(biāo)準(zhǔn)外（這是環(huán)保政策的標(biāo)準(zhǔn)動作），越來越有產(chǎn)業(yè)政策的“味道”：從燃料選擇（高污染燃料認(rèn)定），門檻規(guī)模（淘汰中小鍋爐），到技術(shù)路徑選擇都有規(guī)定。環(huán)保政策對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)政策領(lǐng)域的延伸除了既是為了加強(qiáng)環(huán)保政策的“效果”，同時也是習(xí)慣于“一竿子插到底”既有行政管理體制的自然反應(yīng)，當(dāng)然也是追求“越大越好”。

這種政策導(dǎo)向與實(shí)施方式，在不考慮成本情況下，容易短期見到效果。然而，考慮到電力低碳轉(zhuǎn)型對“靈活性”需求大幅增加，以“大”為政策導(dǎo)向的產(chǎn)業(yè)政策和大氣污染治理政策的實(shí)施將會給未來電力系統(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型產(chǎn)生新的障礙。因此，必須盡快調(diào)整能源領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)政策和大氣污染治理政策過度追求規(guī)?；膬A向，根據(jù)電力低碳轉(zhuǎn)型的要求調(diào)整我國能源產(chǎn)業(yè)政策與大氣污染治理政策。簡而言之，應(yīng)該從能效、排放和靈活性等方面綜合考慮能源（電力）系統(tǒng)最佳，而不是以單一指標(biāo)和追求單機(jī)規(guī)模指標(biāo)最佳，同時大氣污染治理政策應(yīng)該回歸環(huán)保政策“管排放”的本義，而把燃料品種、技術(shù)路徑，生產(chǎn)規(guī)模的選擇交給市場主體，這樣能夠給技術(shù)創(chuàng)新提供充分的機(jī)會。