我國的能源結(jié)構(gòu)中70%以上依靠煤，煤在燃燒過程中產(chǎn)生很多污染物，除了二氧化碳，還有二氧化硫、氧化氮、汞和其他重金屬，這對(duì)大氣的污染非常嚴(yán)重。提高燃油品質(zhì)無法一蹴而就。長(zhǎng)期以來，我國的煉油工業(yè)處于一個(gè)較低端的水平，煉制的汽油和柴油的含硫量比較高。在能源結(jié)構(gòu)短期內(nèi)無法大規(guī)模調(diào)整的現(xiàn)狀下，怎樣加大煤的利用效率成為一個(gè)重要問題。

能源問題和環(huán)境問題是人類可持續(xù)發(fā)展的永恒課題。就世界范圍來說，目前人口處于穩(wěn)定增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，世界人口總量已突破70億，并將很快達(dá)到90億。由于科技的發(fā)展和人類對(duì)美好生活的需求，國家GDP的增長(zhǎng)對(duì)人均能源的需求也越來越大。這兩個(gè)因素導(dǎo)致能源總量需求的不斷上升。而地球能源供給很難承擔(dān)和滿足人類不斷增多的能源需求。所以，人類需要靠自己的智慧和對(duì)大自然的認(rèn)識(shí)來處理不斷發(fā)展的能源問題。

能源爭(zhēng)奪是世界各種沖突和戰(zhàn)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。比如美伊戰(zhàn)爭(zhēng)的實(shí)質(zhì)是為了爭(zhēng)奪能源，我國很多外交策略也與能源戰(zhàn)略有關(guān)。能源問題是世界政治斗爭(zhēng)，甚至軍事斗爭(zhēng)的焦點(diǎn)。反之，能源問題也是分析國際形勢(shì)的一個(gè)切入點(diǎn)。

此外，能源問題也是人類與大自然是否和諧相處的焦點(diǎn)。工業(yè)革命以來，世界各國進(jìn)入迅速發(fā)展時(shí)期，“技術(shù)決定一切”的思路使人類不計(jì)一切后果向大自然索取。然而，自然的力量是十分巨大的，人類無法抗衡其威力，過分的掠奪和攫取必然招致自然的懲罰。

能源資源的有限性提出這樣一個(gè)問題：“能源資源被完全開采之后怎么辦？”我的觀點(diǎn)是：能源資源還是有的，并且處于不斷被發(fā)現(xiàn)的過程中。比如北冰洋和海上還有很多未開采的資源，問題在于開采難度的不斷加大。真正瀕臨枯竭的是環(huán)境資源。人類在消耗光煤、石油、天然氣等能源資源之前首先會(huì)消耗光地球的環(huán)境資源。氣候變化、全球變暖會(huì)引起全球很多突發(fā)性事件。全球氣候系統(tǒng)是包括大氣環(huán)流、海洋環(huán)流等在內(nèi)的大系統(tǒng)，其平衡性很脆弱，人類活動(dòng)的干預(yù)將對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不可逆的影響。溫室氣體的濃度在100多年前大概是280ppm，現(xiàn)在已經(jīng)升至380ppm，同時(shí)已經(jīng)出現(xiàn)向500ppm上升的趨勢(shì)，而這是碳排放量的紅線，按照現(xiàn)在各個(gè)國家的碳排放量，40~50年就會(huì)達(dá)到500ppm的排放量。所以說，環(huán)境問題和生態(tài)問題已經(jīng)迫在眉睫。

全世界，尤其是中國的環(huán)境問題已經(jīng)日趨嚴(yán)重。由于我國的資源稟賦無法與中東等國家相比。以煤為主要能源的能源結(jié)構(gòu)導(dǎo)致環(huán)境問題矛盾突出。這里具體牽涉到三個(gè)問題：首先是氣候變化，我國每年二氧化碳的排放量已經(jīng)達(dá)到了70億~80億噸，取代美國成為世界碳排放量最大的國家，這使我們?cè)趪H社會(huì)受到很大的壓力。二氧化碳在全球處于不斷的動(dòng)態(tài)循環(huán)當(dāng)中，但現(xiàn)在除了地球本身的循環(huán)之外，額外排放了很多由于燃燒化石燃料而產(chǎn)生的人為二氧化碳的排放；其次是能源安全，我國目前的石油用量不斷增長(zhǎng)，國產(chǎn)石油量在每年2億噸左右。石油專家論證2億噸是適合于我國的石油開采量，更多的開采量不利于后續(xù)開采。而我國每年的石油消耗量達(dá)到4.5億噸，也就是說，我國目前一半以上的石油需要依賴進(jìn)口，并且進(jìn)口量還在不斷增加。過高的石油對(duì)外依存度對(duì)石油來源提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。石油進(jìn)口海上運(yùn)輸大部分需途經(jīng)馬六甲海峽，一旦遭遇封鎖，進(jìn)口石油就無法安全運(yùn)抵我國。

與美國對(duì)比，美國以前的石油對(duì)外依存度是全世界最高的，近幾年，美國調(diào)整了能源戰(zhàn)略，盡可能降低石油的對(duì)外依存度，主要依靠國內(nèi)的石油供給，石油對(duì)外依存度從60%下降到45%。同時(shí)，美國正在加緊頁巖氣的開發(fā)，每年的產(chǎn)量達(dá)到1700億立方米。因此，美國對(duì)國外的能源依存度正在逐漸降低。能源價(jià)格的下降也吸引了一批駐外企業(yè)的回歸，商品的國際競(jìng)爭(zhēng)能力也有所提升。在這種能源形勢(shì)之下，美國的國際競(jìng)爭(zhēng)力會(huì)不斷增加，而我國的國際競(jìng)爭(zhēng)力則會(huì)受到能源問題的制約和影響。

PM2.5也是近年來國際社會(huì)廣泛關(guān)注的環(huán)境問題，其問題產(chǎn)生的來源非常廣泛，主要來源于燃煤和汽車燃油的燃燒。我國的能源結(jié)構(gòu)中70%以上依靠煤，煤在燃燒過程中產(chǎn)生很多污染物，除了二氧化碳，還有二氧化硫、氧化氮、汞和其他重金屬，這對(duì)大氣的污染非常嚴(yán)重。提高燃油品質(zhì)也無法一蹴而就，長(zhǎng)期以來，我國的煉油工業(yè)處于一個(gè)較低端的水平，煉制的汽油和柴油的含硫量比較高。在能源結(jié)構(gòu)短期內(nèi)無法大規(guī)模調(diào)整的現(xiàn)實(shí)狀況下，怎樣加大煤的利用效率就成為一個(gè)重要的問題。

從全世界的角度來看，煤、石油和天然氣到2030年還是最主要的能源來源，占全世界能源來源的75%~78%，核能、水電和可再生能源占能源來源的20%左右，在可以預(yù)計(jì)的未來，用新型能源完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源實(shí)屬不易。我國的情況亦如此，2010年可再生能源所能提供的能源大約在3億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，而2010年我國的能源消耗折合大約32億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。2020年可再生能源能夠提供的能源在6億噸標(biāo)準(zhǔn)煤左右，而我國2020年的能源消耗量預(yù)計(jì)在45億噸左右。核能在中國目前處于大力發(fā)展的階段，核電站的發(fā)電容量在1000萬千瓦，預(yù)計(jì)在2020年達(dá)到7000萬千瓦。

中國未來的能源格局是：到2050年，可再生能源、核電和天然氣大規(guī)模開發(fā)，煤占能源總量的40%左右，人均消耗能源每年4噸標(biāo)準(zhǔn)煤，與現(xiàn)在人均能源消耗每年2.7噸標(biāo)準(zhǔn)煤相比，增幅不大。

經(jīng)過全球科學(xué)家的預(yù)測(cè)，到2050年，地球的平穩(wěn)運(yùn)行要求二氧化碳的排放為1990年該量的一半，即104億噸。按照人口比例計(jì)算，中國須將二氧化碳的排放量減小到25億噸，這對(duì)我國來說是很艱巨的挑戰(zhàn)。

二氧化碳的減排主要要從煤的燃燒和使用上下功夫。目前比較好的方法之一是煤不直接燃燒，先將煤氣化(000968,股吧)，合成氣的成分主要是一氧化碳、氫氣和一部分二氧化碳，在氣化過程中凈化了硫、氮和汞。可用于發(fā)電、做燃料、生產(chǎn)化工產(chǎn)品，也可以將這些過程結(jié)合起來，提高利用效率。未來煤使用的途徑主要是氣化、凈化、多聯(lián)產(chǎn)，產(chǎn)生電、化工產(chǎn)品和液體燃料，這種處理方式的污染物比較清潔，效率比直接燃燒和單獨(dú)生產(chǎn)也會(huì)提高10%左右。總而言之，煤的清潔高效利用是解決我國能源問題的核心。

作者簡(jiǎn)介：倪維斗，中國工程院院士、清華大學(xué)教授。