| 五、全球煤炭减产过程中的负面影响 1、全球煤炭减产过程中对中国的冲击。 中国是对煤炭依赖性最大的国家，虽然产量居全球第一，但2012年消费量已占全球的50.2％。依赖性越大,对减少供应量越敏感。表现在: 一是将会因货源短缺致使生产生活无法正常运行。 2009年起中国从煤炭净出口国一跃成为净进口大国,4年的净进口量分别为1.1、1.46、1.68和2.8亿吨, 2013年上半年进口量1.54亿吨，同比又增加13.3％。可见对进口依赖度越来越大。上文已提及,近4年全球除中国、印尼、印度和澳大利亚外,其余国家产量总和下降。印度增产用于国内,中国进口货源主要靠印尼和澳大利亚的增产提供。澳大利亚2012年的”储采比”(剩余储量与当年产量之比)虽达174年,[xxi] 但近4年平均每年仅增产800多万吨，与中国平均每年新增进口7000万吨相差甚远。而印尼每年增产虽近4000万吨，但至2012年的储采比已从2009年的17年降至7年，而且增产越多储采比下降越快。如无大量的新增储量，7年后，即2019年后中国的进口货源从哪里来？ 更为严重的是，2012年中国的储采比仅剩28年，[xxii] 如无大量新增储量，那么2040年后怎办？届时世界全部富余产量只能满足中国需求量1/4。[xxiii] 何况，日本、韩国、印度等进口大国也不可能把货源让给中国的。 最近业内分析文章只是抱怨煤价下滑、需求不旺、进口冲击国内市场，导致煤企亏损。或者看到国际煤价与国内价差距变小，又担心进口商无利可图。[xxiv] 官方也出台措施，降低煤企准入门槛--全国人大常委会6月底通过了修改《煤炭法》的决定，将取消煤炭的生产和经营许可证。[xxv]似乎煤炭不再是“不可再生资源”，而成为不受欢迎的“臭狗屎”。说穿了，他们是为煤老板、国矿老总或进口商的近期利益--赚多赚少而操心。殊不知,“煤炭是难以开采的不可再生资源”,不会以官商意志为转移！中国的火电占发电量的80％，缺煤必缺电。而电力是全社会生产生活的基础, 缺了电，“城市化”依赖的钢材、水泥等行业首挡其冲。基础建设、房地产、城市化将放慢步伐。当然“全面小康”只是“梦想”而已。但停了电将停止绝大部分的生产活动，城市一片漆黑、死寂,连居民的用水都无法供应，如何生存？ 二是将导致粮食大幅度减产。 中国的合成氨以无烟煤为原料，合成氨又是制造氮肥的原料。1996年末中国的无烟煤“保有储量”1156亿吨，其中可作为合成氨生产的优质无烟煤不足300亿吨。按上文推算，1996年无烟煤旧口径“保有储量”,折算成新口径的“储量”仅有130.6亿吨 (1156*11.3％)。1997-2007年煤炭总产量200亿吨，若按1996年无烟煤产量占全部产量20％推算，[xxvi] 11年开采了40亿吨，则2007年末剩余无烟煤储量仅为90.6亿吨。2008年全国无烟煤产量达4.47亿吨,[xxvii] 照此计算中国的无烟煤仅可开采20年,即2027年采完。上文述及，全球无烟煤资源最为稀缺，中国相对丰富，中国用完后不可能通过进口解决无烟煤的货源。 氮肥约占化肥施用量的60％。2000~2010年全国粮食年均递增1.15％，而化肥施用量年均递增2.98％,是粮食增速的2.6倍。[xxviii]中国的化肥产量世界第一，2009年占世界33.9％。[xxix] 中国的氮肥原料枯竭后，全球氮肥的贸易量不能满足中国的需求。而因氮肥短缺造成的粮食减产，全球也没有那么多的剩余粮食来供应中国！看来，布朗在上世纪末对中国的提醒：“21世纪谁来养活中国？”不是没有道理的。 三是可引起钢铁产量大幅度下降。 炼铁需用焦炭作还原剂并支撑矿石。中国1996年炼焦煤保有储量2549亿吨，1996年炼焦煤产量占全部产量的47％。用上文对无烟煤的方法推算，2007年末新口径的剩余炼焦煤储量仅为194亿吨。2008年炼焦煤实际产量10.33亿吨，以此推算只可采19年。即2026年国内炼焦煤用完。上文已述及，全球炼焦煤储量不能满足需求。中国炼焦煤用完后，也很难通过进口弥补。中国用生铁炼钢占粗钢产量90％以上，炼焦煤用完后钢材的产量将大幅度削减。中国的粗钢产量占世界一半以上，届时也不可能通过进口钢材填补国内的缺口。继而对现在的支柱产业—房地产和汽车制造业，及众多的机械制造业都将产生巨大的冲击。 2、对其它缺煤国的负面影响。 虽然全球91.4％的煤炭储量和89％的产量集中在前10国之内，但全球煤炭贸易量只占当年产量的14％左右。这是因为煤炭的能源品质比油、气差，用同种运具等距离运5千吨原煤,要消耗运1万吨石油的能量。进出口煤炭主要靠远洋运输，烧高热值的柴油，运低热值的煤炭，煤质越差能量收支越不合算。而石油、天然气还可用耗能更少的管道运输。当产煤国的煤炭富余量逐渐减少、煤炭的品质下降至一定程度、油气资源逐渐稀缺时,不能不考虑:用高热值柴油,运输低热值煤炭的能量收支问题。产煤国将用稀缺的柴油优先满足本国缺煤地区的需求，过剩后才能出口。而出口对象也只能优先解决邻近的缺煤国。远离富余国的缺煤国将得不到充足的货源,最终无煤可用。油气枯竭后靠烧煤运煤，运输能耗更大，无煤国更多。只要没有足够的替代能源，将对这些国家生产生活带来不同程度的负面影响。 至于用煤变油出口或作运输燃料，更要权衡能量的收支。因为变油工艺过程中维持450℃以上和100~140个大气压的反应条件，还要制取大量氢气加入，都要消耗大量的能。[xxx]而煤中的水和灰分都不能变成油,过程中还要耗能。若能量净收得率≤0就没有液化的价值了。 六、开采和消费煤炭要付出环境和安全代价 1、与人畜生存争夺水资源。 中国现有煤矿区70％缺水，40％严重缺水。13个大型煤炭基地中有10个缺水或严重缺水。晋、陕、蒙、新煤炭资源占全国的74％，水资源仅占1.6％。煤炭开采、洗选过程中必须消耗大量水资源。2005年煤矿抽排水45亿吨，[xxxi] 每吨煤用水1.9吨。中国预测资源量最多的鄂尔多斯煤田--总资源量占全国31.6％。而“鄂尔多斯河流域”常年平均产生的水资源仅为2.25万m3/km2.年。[xxxii] 要使该煤田达到1亿吨的年产量，每年需水1.9亿m3。约需8400多平方公里范围内全年所有的水资源。这就要当地4~5个县除采煤外的全部工农业停产，全部人畜搬迁。按每个县20万人口估算，总共80~100万人口，40~50万劳动力。按每亿吨煤需20万劳力计算,[xxxiii] 过剩的几十万人只如何谋生？况且，水资源隨季节和年度变化很大，产生的水资源也不可能全被抽取，否则河流干涸了。2011年中国西北诸河区,用水总量占水资源量45％。[xxxiv]照此推算在该区域建1亿吨规模的煤矿，将要夺走180~200万人口生存的水资源。而煤炭实际产量还要隨水资源的波动起落。该煤田1990年的保有储量3500亿吨,占全国9500亿吨的36.8%。[xxxv] 照此比例,当年应达产近4亿吨，当然远未能实现。其次，中国第二大的准噶尔煤田也因水资源短缺,远未达产—新疆的煤资源占全国13.8%,2008年产量只占全国2.4%。[xxxvi] 2、排放污水影响更多人的健康。 2005年煤矿抽排酸性水45亿m3中仅44％经处理，[xxxvii] 表明煤炭生产向水体排放了25.2亿m3污水，占当年工业废水总排放量10.4％。[xxxviii] 煤矿废水中至少是硫酸盐超标。以1.5％的“中硫煤”计算，只要10％的硫被洗选去除，每升废水中硫酸盐的浓度将达2370毫克/升,[xxxix] 为人体不能直接接触的4类水“硫酸盐含量标准”的9.3倍。[xl]当年煤炭生产排放的污水,需要稀释到245亿m3水中才能达标 。 3、占用并坍陷土地。 采煤必然造成地下采空，隨雨水入侵，早迟要形成地面裂缝、沉降直至坍陷或诱发山体滑坡。中国平均每采万吨煤炭沉陷3亩以上土地。2005年矿区沉陷450km2，即67.5万亩。中国累计沉陷4500 km2，即675万亩。另外，每开采1吨煤排放矸石0.18吨。2005年排放矸石3.5亿吨，其中43％回收利用。累计产生的煤矸石超过50亿吨，占地16000km2。[xli]沉陷和堆放矸石累计占用土地3075万亩。以50％耕地，每亩产粮400斤推算，每年少产61.5亿斤粮食。加上与农业争水而减产的粮食，其损失数字更大。某种意义上可以认为煤炭是用一定的粮食换来的。 4、污染空气。 煤炭中所含硫分，除少数在洗选被溶解污染水体外，大部分在燃烧时以S02形态释放。尽管做些脱硫处理，但仍有相当多的S02排放到空气中。中国2005年燃煤排放4299万吨S02。[xlii]高浓度的S02主要在燃煤集中的城市上空1km范围内。2005年监测的522个城市中(地级以上319个，县级203个), S02浓度超过2级(即超过宜居标准)的城市占22.6%。[xliii] S02在空气中的寿命约2天,此后漂移扩散或隨降雨到地表形成酸雨，危害农作物。 2005年，全国696个市（县）降水pH年均值小于5.6的城市267个,占38.4%。[xliv] 煤烟中的微粒也是空气中的污染物。2005年大气颗粒物浓度超过2级的城市占35％。[xlv] 5、排放温室气体。 燃煤最终将其中的C变为C02，人为大量排放C02是全球变暖的主要因素。每吨原煤燃烧排放2.37吨CO2。[xlvi] 2007年全球煤炭消费63.68亿吨，照此推算排放C02 150.9亿吨，占全球排放量306.5亿吨的49.3％。[xlvii] 煤炭开采中还排放大量瓦斯，主要是CH4，其温室效应是等量CO2的20倍。2005年中国瓦斯排放150亿m3，仅23亿m3得到回收。[xlviii] 6、危及矿工生命安全与健康。 在煤炭开采中，矿难频发。主要是瓦斯爆炸、水涌、火灾、顶板冒落等原因引起。一旦出现，矿井越深越难救援。中国47%以上属于高瓦斯的矿井，事故频率大。1995年每百万吨煤死亡率：国有重点煤矿为1.17，地方国煤为4.89，乡镇集体煤矿(不完全统计)为8.45。而美国为0.05，印度为0.52俄罗斯也只有0.96。21世纪以来乡镇集体煤矿改为私有，煤老板更注重赚钱，忽视安全，矿难死亡率更高。煤矿职业病也相当严重,井下采煤产生大量粉尘，诱发矿工的职业性矽肺病，所引起的人员伤亡远较各类灾害大。据不完全统计，(1995年)煤炭行业矽肺病患者40万人，且仍以每年8000人的速度增长。[xlix] 从这个意义上看，煤炭又是以牺牲资源、环境和部分矿工的生命换来的。 小结—煤炭资源的特征及其客观必然性 综上所述，煤炭作为仅次于石油的现代主能源，至少具有以下特征： 一是资源是有限的，可釆储量又远远小于预测资源量； 二是许多地下资源量不具备开采条件； 三是实存的煤类、煤质结构不能满足用途的需求； 四是煤炭开采与消费量，不仅取决于实际储存量、开采条件和用途的专一性，还受到局部水资源、全球粮食的制约和环境的承载能力及矿工安全与健康的限制。 这些特征是由自然和社会规律决定的，人的意志无法改变。具体说来： 一是因为煤炭是由未被彻底分解的植物，经泥炭(或腐泥)结聚、成岩和变质三阶段形成的。成煤质料的集聚必须要以植物繁茂为条件，只能在距今3亿多年的“石炭纪”之后而不是之前；只能是当初排水性较差的沼泽中的植物,才会不彻底分解；而沼泽多半分布在大陆边缘。由于大陆漂移分裂、合并，只能在当初独立陆块的边缘成煤。而此后的成岩和变质，又要求已结聚的泥炭及已成岩的褐煤地层持续沉降。要在同一原始位置集合诸多的偶然条件，这就决定了全球煤炭资源的有限性和分布的集中性。 也正因为煤炭资源分布的集中性，加上运输单位热值的能耗较高,决定了煤炭贸易比远小于石油和天然气，也导致将来油气枯竭后,难以成为替代能源。 二是由于完成煤炭的变质作用必须要高温、高压和时间，只有埋藏加深才能实现，所以多数煤炭在地下深处，必须经详细查勘才能确认地下的储量。而全球多数陆地的地貌、气候不适于人类居住，详细查勘需要投入大量的人力物力。尤其在矿产权划归私有的情况下,更不可能对全国的地下矿藏全面查勘。这就决定了对全球的多数煤炭资源只能作预测估算，只有对开采价值较大的区域进行详查、精查。从而使煤炭的资源量与储量产生巨大差异。 三是不同用途对煤质的要求，是由煤炭在不同的生产过程所起的作用决定的。如炼铁用的焦炭要支撑矿石，必须要炼焦用煤有一定的机械强度。而各煤类天然的工艺特征,是由该煤的原始质料、成煤时间、过程中的地壳变迁及局部岩浆活动等多种因素决定的。这就决定了煤类、煤质结构不能满足用途的需求。特别是无烟煤，不仅成煤时间长，而且要达250-3000C的高温,往往需要岩浆的参与才能实现。而低硫的优质无烟煤，又要求低蛋白的原始质料。所以优质无烟煤资源必然稀少。 四是在成煤的3亿多年内，陆块分分合合，或碰撞成高山，或下沉到很深的地下。原来平整的泥炭层有可能倾斜、褶皱、断裂，对应的地表有可能成为高山、沙漠。所以必有相当的煤资源不宜开采。 五是由于煤炭是植物在缺氧环境下演化而来，除了碳元素还含有硫氮等对环境有害的成分。燃煤必污染环境。初期沉积过程中，只要有甲烷菌存在,必有部分有机物生成甲烷。洗选耗用大量水资源，采空后地面坍陷，矸石堆放占用大量土地，井下形成瓦斯爆炸等,资源、环境及安全问题都有客观必然性。 本文仅据资源量、基础储量、储量和消费量变化的现有资料，及相关的开采条件、采收率等方面，对全球煤炭资源的可采年限作了粗略估计：若2020年全球产量达到峰值，2021年后每年递减0.5％，则将在2175年枯竭。在减产过程中，中国的生产生活将受到巨大冲击，其它缺煤国也将受到不同程度的负面影响。不论估计的误差有多大，对于人类历史来说,至煤炭枯竭的期间总是短暂的。而且全球煤炭可用年数，还要受淡水、粮食等资源的限制,并受环境承载能力和矿工生命安全与健康的制约。当代人的能耗需求，局部的、个人(煤老板)的经济利益必须服从全人类的长远利益。若违背这一原则，再多的煤炭资源也不应开采！ 笔者相信，除非人类改变现有的生产生活方式，回归主要靠自身劳动能,适度获取自然界可再生资源的生存、繁衍模式。否则,化石能源枯竭后，人类将难以闯过这道关。 （责任编辑：新愚公） [i] 同注5。 [ii] 同注1，p48~51该煤田资源量6000亿吨，确认储量600亿吨，其中气煤为主，其次是长焰煤和无烟煤。 [iii] 同注1,p52-53,及注5,山西无烟煤保有储量485亿吨，贵州374亿吨。 [iv] 《大百科全书》化工卷“合成氨工业”条目:1981年苏联以92％的天然气作为合成氨的原料，说明苏联很少用无烟煤生产合成氨。 [v] 中国2009年“化学原料及化学制品制造业”耗煤1.5亿吨，主要是制氨所用。若其中80％即1.2亿吨为优质无烟煤，1996~2009年中国化肥年均增速6.5％，13年累计消耗=1.2*((1-6.5%)13-1)/(0.935-1)=10.8亿吨，最终可采量下剩=67.8-10.8=57。 [vi] 同注1，p46。 [vii] 同注4，p83。 [viii] 同注1，P60。 [ix] 这些煤田资源量依次是：20089，424，1097，15390，7000和16000亿吨—数据来源同注1，p48~58。 [x] 数据源同注5。预测量中含600m以浅12044亿吨。1000m以浅的探明储量5665亿吨中，按600m以浅和601~1000m的比例分配，探明储量中600m以浅3244亿吨。资源总量中600m以浅=12044+3244=15288亿吨。 [xi] 1990~2009年全球煤炭产量年均增速度2.1％，这里取1984~2009年均增速2％。2009年产量69.4亿吨,25年累计产量=69.4*[(1-2%)25-1]/[(1-2%)-1]=1376。 [xii] 同注4。 [xiii] 2012年的世界及中国煤炭消费数是《BP世界能源统计2013》发布的数字，引自2013-7-17中国网“2012年世界煤炭数据公布煤炭产量增长”一文，2012年世界和中国煤炭消费量分别为37.3亿吨标油和18.725亿吨标油。2008年数字见《世界矿产年评》，世界和中国煤炭消费量分别为32.86和14.06亿吨标油。 [xiv] 2012年煤炭产量数来源同注28，世界为78.645亿吨，中国为36.5亿吨。2008年产量数来源见《世界矿产年评》。2012比08增产数：印尼1.57亿吨，印度0.9亿吨，澳大利亚0.33亿吨。 [xv] 按《中国统计年鉴》公布的生产、消费和海关的进出口数字推算：假如2005年全国煤炭库存为0，2006~08年生产80.2亿吨，消费76.9亿吨，净出口0.3亿吨库存应为:80.2-76.9-0.3=3亿吨。事实上任何时点库存不可能为0，2008年末库存肯定超过3亿吨。 [xvi] 2012年以前的产量、消费数字来源于《中国统计年鉴》，进出口数据同注4。 [xvii] 2013年07月25日中国煤炭网：“下半年全球煤炭市场仍将呈现总体过剩态势”一文披露：2013年6月末全社会库存2.98亿吨。推算至2012年末库存=2.98+1~6月消费19.3-生产17.9-净进口1.54=2.84亿吨。 [xviii] 世界煤炭消费量37.4亿吨标油,按5000大卡折算成74.6亿吨原煤;2008~2012全球煤炭消费年均递增3.2%,考虑生产能力制约,今后8年增速减至2%。 [xix] 2010~2012年消费219.5亿吨,加2013~2020年预计消费:74.6*[(1.028-1)/0.02]=640.3,共859.8亿吨。 [xx] (9440=87.4*(1-0.995n)/(1-0.995),n=155。 [xxi]:见注4,澳大利亚2009年储量762亿吨，扣除2010~2012年产量约12.8亿吨，剩749.2亿吨，除以2012年产量4.31亿吨，可采年数约174年。 [xxii] 见注4:2004年中国剩余储量1145亿吨，减2005~2012年产量232.2亿吨，加“产量水分”8.2亿吨，2012年剩余储量921亿吨，除以2012年产量34亿吨(36.5-水分3.5)，约可采28年。 [xxiii] 目前世界煤炭出口总量约10亿吨，届时中国的年需求约40亿吨。 [xxiv] 如：2013年04月03日 来源:中国矿业报 新闻资讯 > 进出口煤炭 >“2013年中国煤炭进出口贸易形势预测分析”；2013年07月24日人民网>能源:“煤炭行业遭遇5年来最冷寒冬 煤企巨头降价促销”。 [xxv] 2013年07月22日08:26 来源：中国广播网“煤炭行业将取消生产和经营许可证 加深市场化”。 [xxvi] 同注5。 [xxvii] 成升魁等：《2010年中国资源报告》科学出版社，2011年版P81。 [xxviii] 据《中国统计年鉴》计算。 [xxix] 据《2011国际统计年鉴》计算。 [xxx] 参见《大百科全书》化工卷“煤直接液化”条目。 [xxxi] 同注44,p99。 [xxxii] 见黄秉维等：《现代自然地理》，科学出版社1999年版p260。“万m3/km2.年”称“产水模数”。 [xxxiii] 同注5：1995年全国重点煤矿产量4.82亿吨，井下工人91.3万人，亿吨煤井下工人约18.94万人，估计包括井上勤杂在内,每亿吨产量的粗壮劳力需求不超过20万人。 [xxxiv] 2011年水资源公报。 [xxxv] 同注1，p52。 [xxxvi] 新疆资源量7000亿吨/50592亿吨=13.8%,2008年产量0.68亿吨/28.02亿吨=2.4%. [xxxvii] 同注42,p99。 [xxxviii] 见2005年中国环境公报,当年工业废水排放243.1亿m3。 [xxxix] [硫酸根:1000g煤*1.5%*10%*96/32]:水1.9升=2.37g/L=2370mg/L。 [xl] 见中国《地面水环境质量标准》。 [xli] 同注42，p99。 [xlii] 同注42，P100，表3.10：S02排放量4299万吨。但2005年中国环境公报：S02排放量2549万吨。笔者用当年消费煤炭21.4亿吨推算: 燃煤的平均硫分=4299/(21.4*10000)*32/64=1％。相当于中低硫分，接近实际状况,故采用4299万吨。 [xliii] 同注53。 [xliv] 同注53。 [xlv] 同注53。 [xlvi] 同注42，P100。 [xlvii] 煤炭消费见注4，煤消费31.84亿吨标准油，按5000大卡折算成63.68亿吨原煤。全球C02排放量见2010年《国际统计年鉴》。 [xlviii] 同注42,P99。 [xlix] 同注5。 [i] 马学昌：《煤炭资源于开发及其利用前景》，地质出版社1994年版p1。 [ii] 《2013年中国统计摘要》。 [iii] 同注1，p37,p40原“世界煤炭资源报告”中，中国资源量为14655亿吨，第二次全国煤田预测，至1981年末资源总量为50592亿吨，应增加35945亿吨。印度应增652亿吨，巴西应增2200亿吨褐煤。 [iv] 国土资源部:2008~09《世界矿产年评》。 [v] 参见国土资源部网：“资源概况-煤”。 [vi] 同注1,P52。 [vii] 2007-2-5 16:30 中央电视台百科探秘。 [viii] 参见何满潮：“深部的概念体系及工程评价指标”,《岩石力学与工程学报》2005年第16期。 [ix] 同注5。 [x] 同注1，P37,48~55。 [xi] 同注1，p18。 [xii] 同注1，p37。 [xiii] 同注5。 [xiv] 同注1，p51~54。 |
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