煤是包含很多有机化合物在特定条件下形成的三维大分子结构。除了能够放出热量外,煤也是重要的有机化合物原料的宝库,被称为“黑色的金子”。通过焦化过程,可以从煤中提取200多种化合物,其中大多数在科技高度发展的今天依然难以通过人工合成得到。
人类对煤炭的利用源远流长。2000多年以前,中国的劳动人民就已经知道使用煤炭。到汉代,煤已在冶金时当作燃料使用。有史料记载,早在公元前1000年,出自中国东北一个煤矿的煤炭,就在炼铜和铸造钱币的过程中被使用。随着18世纪工业革命的到来,煤炭的利用有了长足发展,对煤炭的需求量也出现猛增。特别是詹姆斯·瓦特(James Watt)对蒸汽机做出了重大改进后,在很大程度上推动了煤炭的使用。以煤炭为动力、蒸汽机为标志的第一次工业革命使中世纪古典优雅的田园生活突然间被浓烟笼罩,宁静的生活迅速喧闹嘈杂起来,社会贫富分化愈发明显,人类发展进入了一个崭新的时代。
19世纪对电力的开发,意味着煤炭的未来开始与发电息息相关。托马斯·爱迪生(Thomas Edison)发明了电灯,设计了世界上第一个燃煤电厂,并于1882年在纽约投入运行,实现了为家用电灯供电。
20世纪60年代,随着运输业的飞速发展,石油超过煤炭而成为一次能源的最大来源,然而煤炭仍然在世界一次能源结构中扮演关键角色。
1、煤炭——安全的能源供应
从目前世界发展的情况看,能源增长的速度远不及全球经济的增速,城市化和工业化的步伐势不可挡。从IEA(国际能源署)的分析可以得出一个结论,没有一种能源普遍适用于所有场合。所有种类的能源都应物尽其用,而储量最丰富、价格相对低廉的煤炭,仍将对人类生产、生活起到至关重要的作用。
煤炭的优势已为人熟知。作为一种矿产资源,煤炭的特性已被人类透彻理解,其开采、处理、运输和燃烧的要领也被人类所掌握。展望未来,煤炭的可获得性基本上不受制约,能源供应的可靠性及价格可承受性是全球经济可持续发展不可或缺的因素。在可预见的未来,煤炭不存在储量方面的局限。
全球煤炭市场规模大、分布广,生产者和消费者几乎遍布全球。煤炭供应来源遍布世界各地,而且煤炭资源的国际贸易市场也非常繁荣。煤炭来源的分散性使得消费者无需依赖某一地区的供应保障和局势稳定,在这一点上,煤炭具备比石油更为显著的优势。世界十大产煤国的前五位分别是中国、美国、印度、澳大利亚和南非,可以发现,煤炭分布并不集中,没有哪个国家或区域对煤炭资源拥有主导的战略控制能力。这些因素均充分体现了煤炭资源的安全性是其他化石能源所不具备的。
2、煤炭与未来能源
能源是经济发展的根本推动力。大部分能源都将最终通过电的形式为人类所用。人类社会的进步需要储量巨大的煤炭资源提供保障,而科技的不断进步也足以确保煤炭在未来清洁能源结构中的重要地位。
“可持续发展”是一个含义广泛的目标,我们认为它主要涵盖三方面内容,即经济发展、社会发展和环境保护。可持续发展的总体目标是实现“既能满足当代的需求,又不危及未来世代,并满足其自身发展的需求”, 这是世界环境与发展委员会(又称布伦特兰委员会)所下的定义。
面对未来,煤炭在上述三方面都将扮演重要角色。三者间关系往往比人们所想象的更为紧密交错、相互依存。有时人们倾向于单纯地关注环境保护,视其为唯一的考虑重点。这种看法面临的风险是世界经济被迫低速增长,能源在改善人们生活方面的效益也难以实现。
3、煤炭与可持续发展
煤炭对经济发展的作用。煤炭对全球经济所作的贡献十分可观。价格可承受性是煤炭的主要优点之一。按每能源单位计算,通常情况下煤炭比其他燃料更便宜。煤炭价格一直比石油和天然气价格稳定,反映出煤炭市场的多样性和竞争性。消费者和生产者因此各得其所。煤炭开采为煤矿所在地经济发展作出了重大而直接的贡献,特别是对于世界上一些较为贫困的地区,大型煤矿往往成为当地最大的收入来源。除了为当地人提供工资、生活保障外,煤矿还提供许多社会基础设施,涉及运输、教育、通讯等各个领域。我们期待在未来全球经济进程中,煤炭将通过更为清洁高效的方式保障社会经济发展。
煤炭在社会发展中的作用。作为一种低成本的能源,煤炭也对社会发展作出重大贡献,有助于改善公共卫生,普及现代化信息与教育服务,让人们省去捡柴之类出于基本生存需要而必须做的事,使人们能够将有限的时间投入到更有意义的活动中去。根据最近的一项IEA调查[国际能源署2002年],发展中国家有16亿人(世界人口的27%)没有电力可供使用,有大约24亿人依赖原始的生物质燃料进行烹调和取暖。如果人类还不采取坚定有力的新政策,30年后将依然会有14亿人用不上电,而依赖生物质燃料进行烹调和取暖的人数会攀升到26亿。最贫困的人群将他们微薄收入的大部分用于取暖和照明,因而对廉价能源的需求最为迫切。
煤炭对改善环境的重要性。煤炭产业领域人士已经认识到,煤炭的利用在环境方面一直存在并将持续存在一些实际问题。不过,煤炭产业能够回应并迎接这些挑战,确保煤炭高效、清洁开采和使用。同时通过不遗余力地积极开展技术攻关,使煤炭的环境表现得到重大改善。现已开发出来的技术能够接近完全消除煤炭转化所产生的局部及地区性污染物——颗粒、氮氧化物和二氧化硫,这些技术面临的挑战是如何把成果推广到世界各国。我们欣喜地看到,煤炭不再与高耸入云的烟囱和漫天烟雾联系起来,煤炭产业已经能够提供解决环境污染问题的途径,带来巨大的社会公共卫生收益。比如,一座大型燃煤电站对当地污染情况造成的影响,与其所取代的成千上万家庭依靠燃烧柴薪产生的污染相比是微不足道的,而且这些家庭生火还会给人们的健康带来不良影响,据估算,仅在中国每年就有超过10万人死于由生火产生的室内空气污染[世界银行1997年]。
煤炭发电的效率正在不断提高,使每单元发电量所消耗的煤炭越来越少。煤炭发电的热效率在过去100年间提高了8倍,仅此一项就为减少温室气体排放量作出了重大贡献。
不过,要使煤炭保持并提升其在能源结构中的地位,煤炭领域的技术开发和部署必须持续跟进。比如,煤炭除了发电是否还有更加高效的转化方式?答案是肯定的。煤制天然气(SNG)的转化效率就可以比先进的煤发电技术高出10%!这种效率的提高意味着资源使用的减少和二氧化碳的大量减排。其他途径包括加强煤炭与可再生能源的综合利用,综合利用煤炭、风能、生物质能和太阳热能,除可大幅减少二氧化碳排放量外,还可大幅提高这些可再生能源技术的使用效率,成为推广利用可再生能源方面最具成本效益的途径。
4、煤炭面临的机遇与挑战
机遇。尽管人口增长的速度已经有所放缓,但在21世纪前50年,世界将变得更为拥挤。IEA的报告告诉我们:能源行业需要进一步投资,才能满足我们当前及今后一段时期内的能源需求。在规划新建产能之前,现有的营运规模必须得到保持,开采殆尽的能源必须得到替换,陈旧过时的设备和基础设施必须得到升级。中国的煤炭工业致力于满足不断增长的国内需求,这种大规模的能源需求为煤炭的开发和利用提供了良好的机遇。与此同时,中国煤炭工业正在进行改造和重组,以期提高安全性和效率。澳大利亚、印尼和世界其他国家的煤炭供应商都面临这一现状。
挑战。煤炭的第一项挑战也是最紧迫的挑战,就是要明智地开采矿藏,保证以具有竞争力的价格源源不断地供应能源。第二项挑战是必须对全球能源结构做出根本性变革。我们把煤气化视为此种变革进程的基本组成部分。因为黑色煤炭的碳密集度是所有化石燃料中最高的,所以在人们普遍关注温室气体排放量的当今世界,这也是一个严峻的挑战。能源行业必须以最大的紧迫感推进研发活动,并且向焦虑不安的世界宣示:向“零排放”这一最终目标进行的努力是多么认真务实。第三项挑战是如何进一步提高煤炭行业的劳动生产率。我们总是在寻觅以更好的方式管理和组织自己的资产,以使现有能源特别是煤炭发挥其最大的效用。第四项挑战与“竞争、协同、合作”这个世界主题密切相关。诸多实践使人类明白,竞争激烈的市场推动行业的进步,进行有规范的竞争,不仅是一种美德,而且会得到市场真诚的回报。与此同时,大型资源公司也明白,世界必须转型到可持续的经济增长模式。我们有责任确保不损害未来世代的利益,这种责任要求我们拓宽视野,用全球解决方案处理全球问题。
可持续发展的挑战是复杂而多方面的。它要求有一种积极的、多方面的应对方式,利用所有可用的手段,探索所有可行的方案。
无论是当前还是将来,煤炭在迎接挑战方面都处于难以比拟的重要地位。这种黑色能源是人类发展不可或缺的财富,我们只有更加清洁、高效地利用它,才能使这笔宝贵的财富发挥更大的作用,而人类的生活也会因为“黑色金子”的存在而变得更加美好。
“黑色金子”推动社会可持续发展
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