摘 要：煤炭在我国能源消费结构中占据着主体地位以及煤炭在开发、运输、利用等过程中产生的污染对生态环境造成的严重影响，决定了煤炭在节能减排中肩负着重大的责任。最大限度地提高煤炭资源的利用效率，促进煤炭清洁、高效、综合利用是实现煤炭行业节能减排的有效路径。
关键词：煤炭 节能减排 资源利用效率 煤炭洗选 综合利用
中图分类号：F416.21 文献标识码：A
文章编号：1004-4914（2017）01-049-03
一、煤炭行业节能减排的必要性与紧迫性
节能减排是应对资源环境约束和环境气候变化挑战的必然选择，是实现中国经济可持续发展战略的重大举措。中国现在已超过美国成为了世界第一大二氧化碳排放国，同时作为世界第二大经济体，我国节能减排压力巨大。
煤炭作为一种常规的化石能源，在世界能源消费结构中占有重要地位。在2013年世界能源消费增量中，煤炭是增长最快的能源品种，占全球能源消费增量的57.8%。在中国，煤炭是我国的主体能源和重要的工业原料。近三年来煤炭消费占我国一次能源的比重以每年1%的速度下降，但2013年煤炭仍为中国提供了超过66%的一次能源消费和76%的电力消费。由于煤炭消费基数巨大，即使中国经济增长放缓，能源需求增速下降，依然意味着对其有着强大的依赖压力。
中国具有“富煤、贫油、少气”的能源禀赋特点，国家亦提出调整能源消费结构，降低煤炭消耗比例，大力发展清洁能源，但受制于技术、经济、安全等因素的影响，非化石能源未来供应能力还存在不确定性，因此，未来相当一段时间内煤炭对我国社会经济的发展和能源的安全仍将至关重要，煤炭仍是我国的主体能源，煤炭的利用必将作为我国能源战略的重点。
然而不可否认的是，煤炭在开发、利用、运输等过程中产生的污染对环境造成的严重影响已成为煤炭消费的最大负面效应。当前，煤炭开采对生态环境的影响主要表现为地表沉陷、水资源破坏、煤矸石堆积、水土流失、植被破坏、湿地缩减、大气和水环境污染等。煤炭在储、装、运过程产生的环境污染主要表现为煤尘飞扬。与煤炭生产、运输相比，煤炭利用对环境的影响更大。煤炭在利用过程中向环境释放了大量二氧化硫、氮氧化物、挥发性有机化合物、悬浮颗粒物等大气污染物和二氧化碳等温室气体。研究表明，燃煤利用过程中排放的二氧化硫、氮氧化物和颗粒物分别占全部人为源排放量的94%、60%和70%左右，是主要的大气污染物来源。二氧化碳温室气体导致全球气候逐渐变暖，由二氧化硫、氮氧化物及烟尘形成的PM2.5引发雾霾天气，这些严重威胁着人类的生存和发展。
因此，煤炭产业在节能减排中肩负着重大的责任，按照“节约、清洁、安全”的能源战略方针，煤炭产业需要大幅度地提高资源的利用效率。推进煤炭的清洁高效开发与利用，是煤炭工业可持续发展的必由之路，也是建设生态文明的必然要求。
二、煤炭行业节能减排现状分析
“十二五”以来，煤炭行业通过大力发展循环经济产业，节能减排工作取得了新的成效。一方面，表现在资源综合利用水平上升。2014年，煤矸石发电装机容量突破3000万千瓦，比2010年提高15.38%；利用煤矸石4.92亿吨，折合5600万吨标准煤，提高34.8%；全年瓦斯抽采量170亿立方米，矿井水利用量44.4 亿立方米，分别提高88.9%、23.3%（表1）。2014年矿井水利用率超过67%，比2010年提高8个百分点。2015年全年原煤入选能力26亿吨，原煤入选率65.9%，比2010年提高15个百分点（表2）。煤矸石综合利用率达到64.2%，提高2.8个百分点；矿井抽采瓦斯利用率达到46.4%，提高15.7个百分点；土地复垦率达到47%，提高9个百分点。另一方面，能源利用效率不断提高，节能降耗取得新突破。大中型煤矿原煤生产综合能耗、生产电耗分别比2010年下降14.6%、14.8%。
近年来煤炭行业依靠科技进步、调整产业结构、延伸产业链、加强资源综合利用等方式方法，节能减排工作取得了明显成效。然而，通过2015年各项指标的实际数值与2015年原计划实现的目标数值进行比较后发现，除原煤入選率完成目标值，其他多项指标并未能实现“十二五”计划目标，一些指标甚至距离计划还有较大的差距，如矿井瓦斯利用率，计划目标值为60%，而实际值仅为46.4%。另外，采煤沉陷土地复垦率较上年不但没有提高，反而大幅下降，说明矿区在生态环境修复与治理方面的工作还需进一步稳固、扎实。
三、煤炭清洁高效利用存在的问题
（一）煤炭开采以粗放式为主，资源利用效率低
我国煤炭开采仍以粗放式为主，资源浪费严重。企业在超强度开采过程中往往急功近利，“采厚弃薄”、超环境容量开采、私挖滥采的现象非常普遍。三个指标可以大致反映我国煤炭资源粗放开采导致低效利用的程度：一是煤炭回采率整体水平低下。由于我国煤炭资源在开采规模、采煤方法、技术装备水平上的差别，不同类别的煤炭企业资源回收的水平差异较大。据统计，近年来我国大矿区煤炭回采率均值为30%～40%，中小型矿井回采率最低不足10%。而世界煤炭回采率最高为85%。我国煤炭回采率不到国际先进水平的50%，可见两者之间的差距之大。煤炭一般生成时间为1亿-3亿年，较低的回采率意味着我国每年浪费了超出当年可采煤数量一半以上的不可再生资源。二是煤炭储采比很低。根据2013年《BP世界能源统计年鉴》数据，2012年世界煤炭储采比为112年，美国为257年，俄罗斯443年，而中国仅有31年。三是采煤机械化程度发展不平衡，小型煤矿采煤机械化程度较低。截至2012年底，全国采煤机械化程度达80.1%，掘进装载机械化程度为55.8%。一些大型煤矿的采煤机械化程度达到95%以上，而小型煤矿的采煤机械化程度却只有40%左右。大量存在的小型煤矿采用较为原始的方式进行开采，使得煤炭资源浪费在所难免。造成我国煤炭资源回采率低下的原因既包括受煤炭资源赋存条件限制的自然因素，也包括煤炭产业集中度低、煤炭资源管理工作滞后、政府监管不到位、矿井原始设计存在缺陷以及中小煤矿采煤方法落后等人为因素。
（二）动力煤洗选比重偏低，煤炭价值不高
2015年我国原煤入选率达65.9%，尽管较十年前已有长足的进步，但与发达国家85%～100%相比仍然较低，尤其是动力煤，入选比重尚不足50%。大量原煤直接燃烧不仅造成热能转换率低、污染严重，而且未经加工的大量原煤长距离运输，也造成运力的严重浪费与煤炭消费地的环境污染。
动力煤入选率不高的主要原因在于市场供需双方不强烈。一方面，对于煤炭市场中的消费者——燃煤用户而言，购买优质洗选煤意味着承担较高的生产成本，而收益则是由于燃烧效率提高带来的设备寿命延长和环境效益改善。当排污费和超量污染物排放罚款数额较低时，使用优质煤所带来的环境收益无法抵销因价格提高所增加的成本时，燃煤用户自然就没有使用洗精煤的动力了。现实中我国排污费及罚款数额不高，部分地方环境执法不严，这必然导致用煤企业没有强大的压力和动力去使用洗选煤。另一方面，对于煤炭市场中的生产者——煤炭企业而言，尽管实施动力煤洗选存在一定的利润空间，但有限的经济效益难以推动煤炭生产企业进行动力煤洗选的积极性。
此外，其他因素也对动力煤洗选产生一定的阻碍作用。一是煤炭商品技术法规强制作用有限。国家最新发布并实施的《商品煤质量管理暂行办法》对商品煤质量的标准制订较为宽松，使得该技术法规实质性的约束作用不大，从而无法对洗选煤比例的提高从法律强制层面给予煤炭生产者和使用者足够的压力。二是缺乏健全的煤炭质量标准体系。针对发电、炼焦、工业锅炉、民用等不同用途的商品煤，亟待完善科学适用的系列产品标准，并对其质量提出具体要求进而规范之。三是缺乏公正的第三方质量检验机构。当前第三方检验机构存在着政府检验机构“一家独大”、缺乏健康和竞争的市场氛围、技术实力参差不齐、行业管理水平不高、恶性竞争影响检验机构公信力等一系列问题。
（三）煤炭资源综合利用程度较低
煤炭资源综合利用包括：一是废弃物的综合利用。主要有煤矸石、煤泥、煤层气（矿井瓦斯）和矿井水的综合利用；二是与煤共伴生矿物的合理利用。主要有硫铁矿、高岭土、膨润土、石膏、油母页岩、硅藻土、石灰石、石墨、天然焦等。
煤矸石是我国排放量最大的工业固体废弃物，在煤矿生产过程中，约占原煤产量的25%～30%。煤矸石的大量堆放带来了严重的社会、环境和经济问题。而煤矸石丰富的化学和矿物组成，使其成为可供利用的宝贵资源，其主要利用途径包括发电、制建材、井下充填、土地复垦、筑路、提取氧化铝、制作肥料等。
煤泥是煤炭洗选加工的副产品。煤泥中含有大量可燃性成分，通过将煤泥燃烧发电，可以将煤炭生产中的废弃物变为有用的资源。
煤层气是优质清洁能源。煤层气与煤矿伴生，随煤炭开采会自动溢出扩散，达到一定浓度后遇明火就会发生“瓦斯爆炸”。为保证煤矿生产安全，目前我国大多数煤层气被不加利用直接排放，每年损失煤层气200亿立方米。而煤层气的主要成分是甲烷，其温室效应为二氧化碳的20倍。
矿井水是煤炭资源开发出的第一大伴生资源，许多矿井水含有大量悬浮物及少量有害元素。它也是威胁矿井安全中的重要因素，水害在我国煤矿重、特大事故中，是仅次于瓦斯爆炸的重大灾害。数据显示，我国煤矿井年排水量约达71.7亿立方米，意味着每开采1亿吨煤，约平均破坏2亿方水资源。与此同时，我国仍有约70%的矿区缺水甚至严重缺水。因此，如何最大限度地处理和净化矿井水，使之资源化，从而减少对矿区环境污染、缓解干旱缺水地区用水紧张是煤炭资源开采中亟待解决的一个重要课题。
如上所述，在煤炭开采、加工过程中，除了会形成成品煤外，还会产生大量的“废水、废气、废渣”，随意堆弃或排放，不仅会造成严重环境污染，引发水资源破坏、瓦斯排放、煤矸石堆存、地表沉陷等对矿区生态环境破坏严重，同时也是各类资源的巨大浪费。无论是煤系共伴生资源还是“三废”，都可通过综合利用创造价值。然而目前我国资源综合利用比例仍然较低，吨煤产值仅相当于先进国家的40%～53%，在煤炭开采和加工过程中绝大多数有效非煤资源被浪费了。2015年我国煤矸石综合利用率为64.2%，堆存量占产生量的比例仍高于35%，而且仍主要以煤炭企业的处理、消纳为导向，资源利用的社会化水平不高，使煤炭企业承受着巨大的负担。2015年我国矿井瓦斯利用率为46.4%，一半以上煤层气得不到利用，在煤层气利用量和利用率偏低的背后，是巨大的资源浪費和温室气体排放。2014年我国矿井水利用率为67%，而美国早在80年代初期煤矿井下水的利用率就达到81%，俄罗斯顿巴斯矿区1988年矿井水利用率就己超过90%，可见我国矿井水利用率与国外差距之大。
四、煤炭清洁高效利用的实现途径
（一）提高煤炭回采率，减少煤炭资源浪费
一是要推广井工矿薄煤层开采技术。开采薄煤层不仅能够充分利用资源，取得较高的经济效益，而且体现了企业节约资源的态度，能够有效避免对中厚煤层和厚煤层的无序开采。二是建立和完善煤炭回采率监管体系，制定煤炭资源管理法律法规，结合矿业权管理依法加强对煤炭资源勘查开发和储量监管。三是强化企业内部管理，加强员工对提高回采率重要性认识的教育培训，建立健全回采率奖惩制度，发挥企业职工主观能动性。四是加强煤层勘探工作，精细查清煤层赋存状况，优化采区设计，合理规划开发布局，技术上提高对煤炭赋存自然因素的把控能力。五是提高煤炭产业集中度，促进市场的有序竞争。
（二）大力发展煤炭洗选，提高煤炭产品附加值
首先，要建立合理的排污激励与惩罚机制。一方面要提高排污收费标准和超量排污罚款额度，加强环保执法力度和加大对环保部门权力运行的监督力度。另一方面，考虑对动力煤选煤厂建设和更新改造项目提供贷款并予以贴息，对（下转第53页）（上接第50页）采用洗精煤所获得的节能效益给与认定，享受节能专项补贴和优惠贷款支持。其次，制定《商品煤质量管理暂行办法》实施细则，强化《办法》实施监督与法律责任方面的规定，确保《办法》的可操作性。再次，建立健全商品煤质量标准体系，尽快出台动力煤质量标准，规范动力煤入选和优质动力煤使用。最后，通过改变煤炭市场中政府机构身兼“裁判员”和“运动员”于一体的双重角色，强化政府职能部门监管职责，积极营造煤炭第三方检验市场竞争有序的氛围，树立优秀品牌与市场公信力，成立煤炭检验行业协会等措施规范并发展公平、公正的煤炭第三方检验机构，为煤炭质量客观、准确的评定工作创造必要的外部条件。
（三）提升煤炭资源综合开发利用水平
加强煤炭资源综合开发利用具有非常重要的意义：一是对煤层气、矿井水、煤矸石、粉煤灰等多种资源及废弃物统筹规划、综合利用，变废为宝，极大提高煤炭资源的利用效率；二是我国煤系共伴生矿物资源丰富、矿种齐全、分布面广、潜在经济价值高，对这些资源的合理开发与综合利用对国民经济的持续稳定发展具有重要意义；三是减少了废弃物堆放，改善了环境质量，实现煤炭工业的可持续发展。
提升煤炭资源综合开发利用水平，首先要按照循环经济和可持续发展的理念和原则发展煤炭工业循环经济。循环经济的减量化、再使用、再循环原则集中体现在开发、节约、提效相统一方面，是以最有效利用资源和保护环境为基础的经济形式。其次，要依靠科技进步，提升煤炭企業自主创新能力。应大力开发煤炭资源综合开发利用的新技术、新方法，加强科技攻关，解决关键技术和装备。最后，要提升煤炭资源综合开发利用的管理水平，建立高效的综合开发利用的管理机制。既要发挥煤炭企业在煤炭资源综合开发利用中的积极性和自主性，又要发挥好政府的政策导向和宏观调控作用，规范煤炭资源综合开发利用的市场秩序。要完善财税政策，给予财税政策支持，帮助企业多渠道筹集资金。要健全法规制度，创造良好的法制环境，促进煤炭资源综合开发利用健康发展。
[基金项目：新疆工程学院科研基金项目“煤炭产业节能减排评价体系及实现路径研究”（2013xgy421512）。]
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（作者单位：新疆工程学院管理工程系 新疆乌鲁木齐 830091）
（责编：贾伟）