我國能源稟賦的特點是“富煤缺油少氣”，煤炭生產(chǎn)、消費在一次能源結(jié)構(gòu)中的比例始終保持在70%左右，在能源發(fā)展中長期居于主體地位。從世界范圍來看，盡管天然氣、核能及可再生能源較快發(fā)展，但煤炭的地位并沒有減弱。英國石油公司《世界能源統(tǒng)計年鑒》表明，過去10年煤炭是世界上發(fā)展最快的一次化石能源，其消費比例從2004年的27.2%增長至2013年的30.1%。第22屆世界能源大會認為，2050年化石能源仍是世界能源構(gòu)成的基礎(chǔ)。
能源生產(chǎn)和消費革命是我國能源安全戰(zhàn)略的核心內(nèi)容，目的是抑制不合理的能源需求，促進供應(yīng)體系的多元化，并通過技術(shù)革命、體制革命和加強國際合作，全方位保障我國能源安全。作為基礎(chǔ)能源，煤炭肯定要革命，但不是“革煤炭的命”。后煤炭時代尚早，“去煤化”不可取。在“低碳經(jīng)濟”背景下，我國能源發(fā)展方式不能簡單模仿國外經(jīng)驗，要從國家戰(zhàn)略利益和能源安全考慮，加快培育具有核心自主知識產(chǎn)權(quán)的煤炭清潔高效技術(shù)和產(chǎn)業(yè)，贏得主動權(quán)。
從現(xiàn)實和發(fā)展的角度看，煤炭開發(fā)利用涉及開發(fā)戰(zhàn)略布局、開發(fā)總量控制、低品質(zhì)煤開發(fā)利用、輸煤輸電協(xié)調(diào)發(fā)展、燃燒與氣化技術(shù)路線、先進燃煤發(fā)電發(fā)展方向、現(xiàn)代煤化工發(fā)展、煤基多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)發(fā)展方向、高耗能行業(yè)節(jié)能、煤炭利用污染物控制與碳減排等10個問題，這些問題涉及煤炭全產(chǎn)業(yè)鏈。
“煤炭革命”的核心在于整體推進煤炭在全行業(yè)、全產(chǎn)業(yè)鏈的清潔利用，推進煤炭生產(chǎn)由“以需定產(chǎn)”向“科學(xué)開發(fā)方式”轉(zhuǎn)變，推進煤炭粗放供應(yīng)向?qū)谙M轉(zhuǎn)變，推進燃煤發(fā)電局部領(lǐng)先向整體節(jié)能環(huán)保轉(zhuǎn)變，推進傳統(tǒng)煤化工向現(xiàn)代煤化工轉(zhuǎn)變，推進長距離輸煤輸電獨立發(fā)展向協(xié)同發(fā)展優(yōu)化輸配轉(zhuǎn)變，逐步實現(xiàn)煤炭開發(fā)利用方式的清潔化、高效化，全面提高煤炭可持續(xù)發(fā)展能力，實現(xiàn)煤炭開發(fā)利用與社會、經(jīng)濟、資源、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。如何實現(xiàn)煤炭的清潔高效可持續(xù)開發(fā)利用？
煤炭的科學(xué)開發(fā)應(yīng)放在首要位置，這需要強化科學(xué)產(chǎn)能建設(shè)，優(yōu)化科學(xué)產(chǎn)能布局，大力發(fā)展安全、高效、綠色開采技術(shù)與裝備，推進重點區(qū)域科學(xué)發(fā)展。按照“符合標準準予開采，新建礦井達標建設(shè)，不達標準升級改造，不可改造強制退出”的思路，引導(dǎo)煤礦向高效、綠色、安全方向發(fā)展。保持現(xiàn)有1/3達到科學(xué)產(chǎn)能標準的礦井，新增產(chǎn)能嚴格按照科學(xué)產(chǎn)能標準開工建設(shè)；改造1/3未達標礦井，逐步淘汰1/3落后和不可改造產(chǎn)能。到2020年，科學(xué)產(chǎn)能達到32億噸，比重達到70%。到2030年，科學(xué)產(chǎn)能達到39億噸，比重達到85%。
按照“保護與減輕東部，穩(wěn)定開發(fā)中部，加快開發(fā)西部”原則，大幅增加晉陜蒙寧甘區(qū)科學(xué)產(chǎn)能，推進新青區(qū)煤炭科學(xué)開發(fā)，加快東北區(qū)中小煤礦整合改造，推進華南區(qū)煤炭安全開發(fā)。晉陜蒙寧甘區(qū)要探索厚煤層安全高效開采技術(shù)、工作面信息化和智能化技術(shù)的試驗應(yīng)用，新青區(qū)探索特厚煤層安全高效井工開采技術(shù)、大型露天煤礦開采技術(shù)與裝備的應(yīng)用，華東區(qū)、東北區(qū)和華南區(qū)重點加強煤層氣抽采利用、薄煤層綜采、煤礦深部開采等技術(shù)的研究開發(fā)和推廣應(yīng)用。
統(tǒng)籌考慮煤炭資源、水資源、環(huán)境條件等因素，加強煤炭產(chǎn)業(yè)基地建設(shè)。在寧夏寧東、內(nèi)蒙古鄂爾多斯和陜西榆林“能源金三角”地區(qū)，穩(wěn)步推進大型煤炭基地、火電基地和煤化工產(chǎn)業(yè)基地建設(shè)。在新疆地區(qū)，加快煤炭科學(xué)開發(fā)，優(yōu)先發(fā)展煤制油、煤制烯烴等高載能產(chǎn)品為目標的煤炭深加工。在西南地區(qū)，大力推進煤炭安全開發(fā)，實施保護性限采措施，控制煤化工項目，推進基地化發(fā)展。
其次，推進煤炭全面洗選，加快低品質(zhì)煤提質(zhì)利用，提高煤炭潔配度水平，全面提高煤炭供應(yīng)質(zhì)量。入選1億噸原煤，可減少SO2排放量100萬噸～150萬噸；發(fā)電用煤灰分每降低1%，每度電標準煤耗減少2克～5克，每年可減少CO2的排放量約1500萬噸～3750萬噸。按照潔配度即煤炭質(zhì)量和滿足用煤設(shè)備煤質(zhì)要求的程度測算，每億噸標準煤潔配度提高1個百分點，年可節(jié)約17萬噸標準煤，減排SO2約1.1萬噸，減排CO2約38萬噸。目前我國商品煤潔配度為25%，而美國高達60%。應(yīng)調(diào)整優(yōu)化煤炭消費結(jié)構(gòu)，提高煤炭潔配度水平，實現(xiàn)煤炭清潔高效利用。2020年，商品煤潔配度達到42%，動力煤入選率達到70%，煤炭提質(zhì)加工比例達到70%，電力用煤占消費總量的比重達到55%以上。2030年，商品煤潔配度達到54%，動力配煤基本實現(xiàn)精細化配煤，煤炭提質(zhì)加工比例達到80%，電力用煤占消費總量的比重達到60%。
第三，積極推廣高參數(shù)先進發(fā)電技術(shù)和淘汰低參數(shù)小機組，推進清潔高效煤炭發(fā)電技術(shù)研發(fā)和工程示范，加快發(fā)展煤炭發(fā)電污染控制技術(shù)和溫室氣體減排技術(shù)，整體提升煤炭發(fā)電水平。
中國超（超）臨界和循環(huán)流化床等先進燃煤發(fā)電技術(shù)已達到世界先進水平，但低容量、低參數(shù)鍋爐比例偏高，影響整體煤炭發(fā)電效率。應(yīng)實施煤電升級戰(zhàn)略，加快促進煤炭發(fā)電行業(yè)由局部領(lǐng)先向整體節(jié)能環(huán)保轉(zhuǎn)變。以先進高效清潔煤電技術(shù)為引領(lǐng)，繼續(xù)加大超（超）臨界燃煤機組比例，合理配置調(diào)峰機組，確保高參數(shù)機組高效運行。對煤種變化較大、劣質(zhì)煤比例較高的地區(qū)，應(yīng)用和推廣高參數(shù)、高可靠性，低廠用電率和超低排放的超臨界循環(huán)流化床鍋爐。積極推廣熱電聯(lián)產(chǎn)，科學(xué)規(guī)劃和建設(shè)大容量的熱電機組。到2020年，超（超）臨界燃機組比重超過40%，燃煤火電機組平均供電煤耗310gce/kWh。到2030年，超（超）臨界燃機組比重達到60%，平均供電煤耗300gce/kWh。加大對更高參數(shù)的超超臨界火電技術(shù)的研發(fā)投入，積極開發(fā)二次再熱、600℃超超臨界機組，通過研究和開發(fā)700℃超超臨界機組，掌握自主知識產(chǎn)權(quán)和裝備設(shè)計與制造能力，建示范電廠。積極推進資源化環(huán)保技術(shù)和多種污染物聯(lián)合處理新技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，應(yīng)用先進的技術(shù)對現(xiàn)有脫硫、脫硝、除塵裝置進行改造。發(fā)展富氧燃燒和大型煤氣化技術(shù)，為煤電二氧化碳減排提供技術(shù)保障。開發(fā)低成本、低耗能CCUS技術(shù)，并開展工程示范。
第四，推進現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展，優(yōu)化煤化工產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和發(fā)展布局，建設(shè)和培育煤基多聯(lián)產(chǎn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)，有序推進煤炭轉(zhuǎn)化升級。按照“自主創(chuàng)新，重點突破，合理布局，多元發(fā)展”的原則，穩(wěn)步推動煤炭轉(zhuǎn)化發(fā)展重點由生產(chǎn)低附加值的傳統(tǒng)煤化工產(chǎn)品向以生產(chǎn)石油替代產(chǎn)品為主的現(xiàn)代煤化工方向轉(zhuǎn)變，多元化緩解國內(nèi)石油供需矛盾。結(jié)合國內(nèi)煤直接液化、煤間接液化、煤制烯烴、煤制甲烷、煤制乙二醇，煤制芳烴等現(xiàn)代煤化工大規(guī)模工業(yè)化示范成果，制定以煤炭生產(chǎn)基地為依托的國家層面的大型煤化工示范園區(qū)規(guī)劃。積極推進煤化工產(chǎn)業(yè)大型化、園區(qū)化和基地化發(fā)展建設(shè)。統(tǒng)籌考慮煤炭探明儲量、儲采比、自給率、水和環(huán)境容量等因素，優(yōu)先在內(nèi)蒙古、新疆、陜西等省區(qū)發(fā)展現(xiàn)代煤化工，嚴格限制在煤炭凈調(diào)入地區(qū)和水資源匱乏地區(qū)發(fā)展煤化工。創(chuàng)新和優(yōu)化煤基多聯(lián)產(chǎn)單元技術(shù)和集成技術(shù)，開展單元技術(shù)示范，爭取2020年前，開展10套左右不同路徑的煤基多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)示范，為多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化奠定堅實基礎(chǔ)。
第五，堅持輸煤輸電并舉，加快鐵路運輸通道、輸電通道建設(shè)，加強煤炭儲配基地建設(shè)，統(tǒng)籌優(yōu)化煤炭輸運模式。
在現(xiàn)有經(jīng)濟和技術(shù)水平條件下，輸煤輸電綜合平衡點在1800千米～2000千米左右，要按照輸送能效、成本、能源流向、環(huán)境、水、土地資源因素綜合決策。山西、蒙西、寧夏等煤炭基地距離中東部負荷中心較近，輸電有一定優(yōu)勢，應(yīng)考慮輸煤輸電并舉。新疆地區(qū)實施遠期輸煤為主，近期輸煤輸電并舉，輸送煤制化學(xué)品、煤制油及甲烷為輔的戰(zhàn)略。加快建設(shè)寧東送浙江、錫盟送江蘇、內(nèi)蒙上海廟送山東等輸電通道。加快建設(shè)“西煤東運”通道和直達中南、直達華東、直達川渝等的煤炭運輸干線。2020年，主產(chǎn)區(qū)輸煤輸電比重由2010年7.6:1調(diào)整到3:1～5:1。按照“儲配結(jié)合，應(yīng)急保障”原則，在沿江、沿河和沿運河地區(qū)，建立集倉儲、加工、物流、配送等功能于一體的煤炭儲配基地，提高煤炭應(yīng)急保障能力。
第六，通過倒逼機制推進煤炭開發(fā)利用方式轉(zhuǎn)變，加快發(fā)展重點耗煤行業(yè)全過程污染物控制技術(shù)，全面挖掘重點煤耗行業(yè)技術(shù)節(jié)能潛力，強化煤炭行業(yè)節(jié)能減排。強化煤炭開發(fā)利用中的節(jié)能減排，是實現(xiàn)煤炭清潔高效利用的必要手段，也是實現(xiàn)煤炭可持續(xù)開發(fā)利用的重要保障。我國單位能源產(chǎn)出效率與世界平均水平還有較大差距，節(jié)能是比開發(fā)更為優(yōu)先的能源，必須倡導(dǎo)節(jié)能為本的理念，更加注重應(yīng)用端節(jié)能。初步測算，應(yīng)用端節(jié)約1噸標準煤，相當(dāng)于供應(yīng)端減少3噸標準煤。在煤炭消費強度高、大氣污染嚴重的區(qū)域，強化區(qū)域煤炭消費總量控制。積極推進電力、鋼鐵、建材、化工、有色金屬、造紙和紡織等高煤耗行業(yè)的低成本、低能耗和低排放生產(chǎn)，深挖節(jié)能減排潛力。高度重視煤炭利用污染物控制和碳減排問題，加強碳減排技術(shù)及其他污染控制技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用。
第七，超前部署前沿基礎(chǔ)研究，積極開展關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和重要裝備研發(fā)和核心技術(shù)工程示范，增強煤炭科技創(chuàng)新能力。加快建立煤炭清潔高效可持續(xù)發(fā)展科技支撐體系，爭取在10至20年內(nèi)使我國煤炭科技自主創(chuàng)新能力和技術(shù)裝備達到世界先進水平。實施煤炭清潔高效開發(fā)利用重大工程，重點突破煤炭資源勘查、安全高效綠色開發(fā)、煤炭提質(zhì)、先進煤炭燃燒和氣化、現(xiàn)代煤化工、先進輸電、煤炭污染控制、節(jié)能等一批核心技術(shù)，著力突破一批重大成套裝備。積極跟蹤世界煤炭技術(shù)進展，大力加強國際煤炭技術(shù)合作交流，促進創(chuàng)新技術(shù)的集成優(yōu)化。
（作者為中國工程院副院長、院士，文章是根據(jù)作者擔(dān)任主編的中國工程院咨詢研究報告《中國煤炭清潔高效可持續(xù)開發(fā)利用戰(zhàn)略研究》（綜合卷）以及作者在媒體上發(fā)表的文章綜合整理而成。）