能源开发与环境保护

第七篇　能源开发与环境保护

经济发展要转到以提高经济效益为中心上来，社会经济与人口、资源、环境协调发展，把能源合理开发利用提到战略的高度，这是我国能源开发利用与保护环境的关键所在。目前我国经济效益不高的主要原因是能源利用率低，浪费严重，高技术含量低，环境遭到破坏。环境问题中的生态破坏、环境污染，大多源自于对能源掠夺式的开发与技术落后所导致的能源开发不合理、利用率低。宁夏汝箕沟无烟煤以品种优良而驰名国内外，是宁夏出口创汇率高的煤种，但由于滥挖乱采，致使减少储量近5000万吨，相当于损失36.5亿美元。我国煤炭资源约占全国常规能源总量的97%，煤炭在能源消费构成中占76%，而世界平均值是30%；煤炭又是我国能源的支柱，它是一种造成环境严重污染的资源，这就决定了我国大气环境污染的特殊性、复杂性和治理污染的艰巨性和长期性。因此，能源开发和保护环境的内涵，“四大”效益的统一是提高能源利用效益的主要途径。

一、能源与环境

能源对工业发展以及人类生活条件的改善，提供了许多不可缺少的服务，是人类社会发展所必需的资源。近二三百年来，由于人类对能源的不合理开采和利用，不仅造成了能源的严重浪费，而且造成了环境的严重污染以及对人体健康的极大危害。

1．能源利用与酸雨的形成及对环境的影响

20世纪60年代后，随着人类对酸雨的逐步认识，“酸雨”“酸沉降物”等说法也被广泛使用。酸和氮的氧化物一旦与空气中的水蒸气结合，就会形成高腐蚀的硫酸和硝酸。这些氧化物主要来自燃煤和燃油发电厂、冶炼厂和工业锅炉等排放的废气。而这些酸又以雨、雪、雾的形式返回地球，形成“酸沉降”，这类污染物又可随风而长程传输到别的地区造成跨区域的环境危害。

2．能源利用与全球变暖的环境问题

气候变暖是一个全球性的环境问题，它不仅涉及自然变化规律，还涉及其他领域，严重制约人类活动。气候变暖的原因在于大气中有过量的二氧化碳，而矿物燃料产生的二氧化碳又占了人为产生的二氧化碳总量的三分之二，使用煤、天然气和石油等能源，为人类的工作、生活等服务的能源，导致了二氧化碳的大量排放。在过去的100年中，全球平均温度约上升0.3℃～0.6℃，如果不采取控制二氧化碳排放的措施，全球地表平均温度将继续以每十年平均0.3℃的速度上升。据有关资料表明：地球温度提高1℃～2℃，将会带来降雨方面的改变，旱灾增多，海平面上升，水灾和风暴频繁，会直接影响农业发展和危害人体健康。

3．能源利用与追求工业产值对城市环境质量的双重冲击

我国由于多年来片面发展重工业和追求产值增长而忽略环境保护，几乎所有的城市都受到一大批污染源企业和污染型（煤炭）资源利用方式的双重冲击，环境质量很差。20世纪80年代以来，许多企业在环境治理方面作出了努力，有些能源利用技术已受到严厉限制，但由于工业规模迅速扩大，污染总量并没有降低，城市环境质量仍无较大改观。近几年来环保部门对城市中的二氧化硫、氮氧化物、颗粒物和降尘等项主要污染物所作的监测结果表明，大气环境质量符合国家一级标准的城市很少，几乎所有城市的降尘、颗粒物和氧化硫浓度超标，氮氧化物虽未超标，但其浓度呈上升趋势，前景也不容乐观，某些城市总悬浮颗粒浓度超过世界卫生组织标准的十几倍。我国是一个以煤为主要能源的国家，大气污染与能源结构密切相关，75%的工业燃料和动力，65%的化工原料以及85%的城市民用燃料都是由煤炭提供的。

二、我国的能源结构对城市空气的污染特征

1．以煤炭为主的城市污染综合分析

受以煤炭为主的能源结构的制约，城市空气污染呈现出明显的煤烟型污染特征，总悬浮颗粒物和降尘污染普遍严重，二氧化硫污染未见好转；机动车尾气中污染物排放量激增，氮氧化物污染呈加重趋势。1996年度城市空气中各项污染物平均值分别为：8020.079毫克／平方米，NOx0.046毫克／平方米，悬浮物0.309毫克／平方米，降尘16.2吨／平方公里·月。与1995年相比，虽然降尘下降了8.5%，但二氧化硫、氮氧化物、悬浮物基本持平。1996年度S0₂、NOx、悬浮物污染严重的城市百分比为26.3%、2.3%和50.4%。严重污染程度下暴露人群比例很高，按1996年度统计，所监测城市中，处于S0₂、NOx、悬浮物的高污染水平的人口百分比分别为：13.3%、10.3%和50.4%，我国城市空气中二氧化硫浓度水平较高，统计城市中半数以上的城市二氧化硫浓度年均值超过二级标准。冬季采暖期污染程度更加严重。

全国城市总悬浮颗粒物浓度年均值高于0.30毫克/立方米。甚至年均值超过0.30毫克／立方米标准城市比例在50%以上，北方城市的污染更为严重，75%以上的城市年均值超过0.30毫克／立方米；日均值超标率大于80%的城市全部为北方城市。由于我国能源资源结构特点所决定的这一比例将基本保持下去，煤炭利用量会随着经济增长和人口增加逐步提高，如果在燃烧技术和煤的转换上没有大的突破，全国的大气污染不仅难以减轻，还有可能加重。由此导致的酸雨污染区域呈扩展之势，目前已波及整个南方。近几年经监测研究结果表明，广东、广西地区，四川盆地和贵州大部分地区出现了酸雨。1990年，广东全年酸雨平均频率为48.1%，比1980年上升5.7个百分点；降雨PH最低为3.02；广西主要城市南宁、柳州、桂林、杭州的酸雨频率，分别达到73.5%、89.0%、68.1%和82.7%；四川全省降水的酸雨频率大于50%，贵阳市的酸雨出现频率已接近100%，每年因酸雨造成的经济损失高达140亿元。

2．宁夏能源开发与利用现状

宁夏是全国富煤省区之一，全自治区面积6.64万平方公里，含煤面积1.17万平方公里，占全自治区国土面积的17.6%，垂深2000米以上的预测储量1720亿吨，列全国第6位，人均占有探明储量0.6吨。

（1）煤种齐全，储量丰富。宁夏煤炭在全国10大煤种中占9种，有11种牌号，其中焦炼用煤有气灶、气肥煤、1/3焦煤、肥煤、瘦煤；非炼焦煤有褐煤、长焰煤、不粘结煤、贫煤、无烟煤等。煤炭能源按其所贮藏的地理位置不同分为4个含煤区，依次为：贺兰山含煤区（划分为4个生产矿区），含煤区探明储量29.6亿吨，保有储量为25.8亿吨；宁东含煤区（划分为8个矿），含煤区探明储量272.4亿吨，保有储量272.1亿吨；固原含煤区（现划分为2个矿区），含煤区探明储量9.2亿吨，保有储量9.1亿吨；香山含煤区（现划分为3个生产矿区），含煤区探明储量2.5亿吨，保有储量2.4亿吨。

（2）煤质优良，开采方便。宁东煤区的不粘结煤，具有低灰、低硫、低磷、高化学活性的特性，是气化和活性炭的理想原料。贺兰山煤区的主焦煤用于炼焦其焦炭具有强度高，孔隙度大的优点是包头，酒泉和鞍山等地钢铁工业用的重要原料。汝箕沟的无烟煤具有三低六高（低灰、低硫、低磷，高发热量、高比电阻、高快煤充、高收率、高机械强度）的特点，以“太西煤”为品牌而闻名于世。

宁夏煤炭主要矿区多为煤层群，储量大、煤层厚、贮存稳定、埋藏浅，宜于露天和平洞开采，利于推行煤机械化。矿井开采不占农田，不搬迁村庄，距城乡近，已行成铁路、公路网，交通方便。

3．宁夏能源开发与利用

宁夏石油地质储量3668万吨。天然气储量丰富，前景宽广，已探明储量11亿立方米，主要分布在刘家庄子胜利井（跨入内蒙古）含气面积为3.6平方公里，远量储量800亿立方米。截至1995年底，宁夏已建成3万吨／年以上有能力的生产矿区24处，设计能力11878万吨／年，核定能力11950万吨／年。1949～1995年全民煤矿企业共生产原煤30687.98万吨。

4．宁夏能源生产与消费结构及带来的环境问题

（1）宁夏主要能源生产与消费结构。宁夏煤炭利用的特点：一是商品煤的主要市场在区外，其销量达65%以上，区内销量占产量的34%。目前，销往甘、内蒙古、青三省（区）的商品煤为539万吨，占外销量的68%，其中洗精煤的77%销往甘肃和内蒙古。二是优质无烟煤的广阔用途还未充分发挥出来，无烟煤创汇虽高，但出口量少。据有关资料证实，20世纪90年代出口19.8万吨，仅占无烟煤产量的5.6%；年产112万吨无烟煤中，有55%为本区销售外，而真正作为化工原料的还不到15%。三是动力煤未经洗选，以原煤出售，使用不当，如经洗选分级，末煤供电厂，块煤供机车，则能更大的提高经济效益。炼焦煤大部已入洗，但精煤用于炼焦并进一步深加工占的比重小，大部分供外区钢厂作炼焦的原料使用，同时，有部分炼焦煤作为动力煤使用，是不合理的。

（2）能源消费引发的环境问题。由于宁夏能源以煤炭为主，城乡工矿区与居民，皆家家点火，户户冒烟，排放大量有害气体和烟尘，冬季更为严重，据宁夏1995年环境统计公报：工业废气排放总量9316.196万标立方米，燃料燃烧过程中废气排放量7269.024.万标立方米；工业二氧化硫排放量172.729吨，去除量只有9.181吨；工业烟尘排放量93.881吨。据银川市统计，每年取暖季节排放近3万吨～5万吨有害物，每平方公里降尘量达139.9吨，超标12.7倍，空气中二氧化碳等含量均超过国家标准。

5．提高能源效益是发展经济保护环境的关键所在

“九五”计划是实现我国现代化建设第二步战略目标的关键十年，要使经济发展真正转到以提高经济效益为中心的轨道上来，实现社会稳定，经济与人口、资源、环境协调发展，必须把能源合理开发利用提到战略的高度加以实践。

工业经济效益与能源利用技术的综合分析。长期以来，我国在能源利用上存在着极大的浪费，而能源短缺一直是制约我国经济发展的瓶颈。全国电力装机容量1.2亿千瓦，而用电容量却达3亿千瓦。每年缺电300～400亿千瓦时，缺油5.6吨，缺煤3000万吨，全国约有1/3的工业生产能力得不到发挥，每年少创3000～4000千亿元产值和数百亿元利税，造成社会生产力的惊人浪费。按照我国现在的能源消耗水平和规划新增能力预测，到本世纪末，供需缺口将扩大到3亿吨标准煤；如要达到中等国家人均国民生产总值4000美元的水平，需消耗102亿吨标准煤相当于目前全球能源消耗量，这显然是根本无法实现的。

据测算，我国创造1亿元国民生产总值时所消耗的能源，为日本的13倍，为法国的10倍，为美国的5.5倍。尽管我国与这些国家的条件不同，存在着许多不可比的因素，但这方面的差距确实是很大的。宁夏的问题更为突出，其能源投入经济效率仅为全国平均值的三分之二，居全国各省区倒数第二位。我国能源问题的实质，与其说是供应不足，不如说是利用效率太低，浪费性需求过大。

环境问题与能源生产、消耗的密切关系。环境问题，无论是生态破坏或环境污染，主要来自于人口过度增长及其对能源掠夺式开发利用，大多数与技术落后所导致的能源开发不合理，利用率低有关。进入20世纪90年代在市场经济新形势下，乡镇企业和私营企业迅速发展建立了不少小煤窑，由于多数小矿技术水平很低，而且管理无方，只顾得利而不管环境的破坏，使小煤窑回采率仅10%～15%，土炼焦出率仅30%～40%。这使得机械化开采的大矿山支离破碎，无法正常生产，对能源造成巨大浪费，又污染环境，破坏了土地、森林、草原，导致石山裸露、河道淤塞、加剧水旱灾害，结果少数人开矿致富，多数人则因环境恶化，陷入更大的困境。宁夏汝箕沟煤矿区无烟煤以品质优良驰名国内外，是我国出口创汇率最高的煤种。但10多年来，许多小煤窑乱采滥挖以致减少储量4349万吨，按1994年创汇率计算，相当于年损失36.5亿美元；由于乱采所导致的死火区复燃，小区扩大，年烧损煤量超过200万吨，相当于年损失9400万美元；由于小煤窑越界开采，使汝箕沟煤矿4000米巷道报废。

能源利用不合理，就能源本身而言是浪费，对环境来说是造成破坏和污染。我国煤炭资源量约占全国常规能源资源总量的97%，煤炭在一次能源消费构成中占76%，而世界平均值为30%，日本不足20%，今后，煤炭在我国能源消费中占70%以上的格局不会有太大变化。煤炭是我国能源的支柱，又是一种严重污染环境的能源，这就决定了我国大气环境污染问题的特殊性、复杂性以及治理污染的艰巨性、长期性。

目前我国能源平均有效利用率为32%，比发达国家低16.18个百分点，其中煤炭利用效率更低，平均只为20%。只要能源利用率提高一个百分点，即相当于节约3000万吨标准煤，或者说每年少烧4200万吨原煤。若能接近发达国家水平，则可少用近3亿吨标准煤，相当于我国总能量的1/3，从而可极大地减少燃煤废物的排放。同时也减少了煤炭开采、运输、储存、加工转换等环节产生的各种污染。

“四大效益”的统一是提高能源利用效益的途径。衡量自然资源开发利用的合理与否以及优劣高低，一般都以经济效益、社会效益、环境效益来表示。但实际上，自然资源开发利用本身有一系列指标，诸如资源开发率、资源回采率（用于耗竭性资源）、资源综合利用率、资源永续利用率（用于可再生资源）、资源重复利用率（用于可循环使用资源）、资源二次回收率（用于耗竭性资源）等等来表示其开发水平和利用程度。各种自然资源（土地、水、气候、生物、能源、矿产、海洋等）有其具体的专门的开发，利用指标。这些指标的综合，我们认为体现为资源效益，它以其特有的内涵，可与经济效益、环境效益并列，不宜相互取代或相互混淆。当今世界，能源（资源）问题几乎深入和涉及经济生活的各个领域，因此，需要研究的一个重大课题，就是要从经济发展与人口、资源、环境相互协调的根本要求出发，研究如何兼顾经济、社会、资源、环境“四大效益”的综合测度评价的方法。

我国现代化建设已进入到讲求综合效益和可持续发展的新阶段。面临着经济社会发展和环境保护的双重任务，提出重视能源利用效益是切合时宜的。为此，应采取以下措施：第一，提高一次能源转换率，开发煤炭深加工工艺。以宁夏煤炭为例，宁夏的煤、水齐备，适宜发展大型水电、火电，以提高一次能源转换率，在做好电力发展前期工作和大力发展电力工业的同时，要有计划地淘汰改造冷凝式中小型机组，采用热电联供型电站机组，完善电网合理布局，提高设备的安全经济技术水平。第二，提高能源利用率。提高能源利用率，是宁夏能源工业技术中的一项首要内容，要切实制定和完善节能经济和技术政策，有计划有步骤的开展以节能为中心的技术改造和设备更新，分期分批淘汰耗能高的陈旧设备，改进工业窑炉，采用余热利用的高效设备，推广节能新技术，减少环境污染。第三，加强能源管理和环境保护。目前，煤炭开采，尤其是小煤窑，它们生产装备差，技术水平低，缺乏管理，应迅速制止滥采乱挖，对小煤窑应采取统一规划，圈定范围，审查开采方式，为了提高回采率，须对开采技术加强管理，严格审查开采技术方案。

（原载《第三届中日环境问题国际研讨会论文集》，1997年11月；转载《内蒙古环境保护》1997年第4期）