四川化石能源现状分析及低碳背景下的发展建议论文
摘 要 分析了四川化石能源的生产消费现状，并提出四川化石能源不足且能源品质低、开采难度大，其生产和消费结构与能源储有结构相悖，能源消耗强度高，利用率低，CO2排放量大。在面对经济和环境兼顾的低碳发展背景下，对四川化石能源的发展提出了建议。
关键词 化石能源 生产 消费 利用率 CO2排放
四川正处于快速工业化和城市化发展过程中，面临资源短缺、能源 安全、生态环境等不可忽视的问题，全国乃至全球发展低碳技术和实行低碳经济都愈演愈烈。化石能源作为四川传统的、主要的能源资源，本文对其储量、生产、消费、利用率及CO2排放现状进行了分析，并对其在低碳背景下的发展提出了建议。
1四川化石能源储有情况
化石能源主要包括天然气、煤炭和石油。天然气是四川的优势资源之一，煤炭资源严重不足，原油资源基本靠省外输入[1]。就天然气而言，四川天然气资源丰富，总资源量为7.185 1×1012 m3，占全国天然气总资源量的18.9%，仅次于新疆，排在第二位，且待发现资源潜力大。至2008年已探明可采储量1.2×1012 m3，待探明储量约6×1012 m3[2]。但天然气的开发利用程度低，在已探明的天然气储量中，已开发储量的动用率仅占27.2%[3]。此外，四川天然气气田地质特征复杂，天然气资源在开发利用过程中存在开发难度大、环境保护压力大等问题[2]。煤炭方面，探明储量135.3×108 t，已开采24.5×108 t，保有储量120.8×108 t，煤炭资源量占全国资源量的1.9%，在全省能源资源总量中的比重仅为21%左右，四川省煤炭资源相对不足，远不及贵州、云南，属于贫煤省份[4]，产地主要分布在川南煤田所在地的泸州和宜宾两市。此外，煤炭灰分含量普遍较高，一般以中、高灰为主，低灰煤极少;硫的平均含量高达2.32%[5]，高硫煤严重影响了四川煤炭资源的开发进度。四川省的石油资源比较稀缺，仅占全国石油储量的0.12%左右。
2四川化石能源生产情况
从能源生产总量来看，2010年四川原煤产量为9 457.45×104 t，较2008年的原煤产量略微减少，煤炭生产以中小煤矿为主，规模小，产业集中度低，大型煤炭企业原煤产量所占比率偏低，川煤集团原煤产量约占四川省原煤产量的17%;原油产量为15.13×104 t，较2008年减少22%;天然气产量为234.16×108 m3，较2008年增加35.6%，这是由于天然气消费需求迅猛增加所带来的刺激效应。
从能源生产结构来看，四川与其他省份的能源生产结构存在很大差异。2010年，四川煤炭约占总能源生产比重的50%，原油所占比例仅为0.14%，天然气资源所占比重有所增加，其为20.73%。四川省一次能源生产量及生产结构见表1。
结合四川资源结构分析，四川煤炭资源严该能源在生产比重中却占到了50%左右，而德国作为世界级煤炭储量大国之一，其煤炭在能源生产结构中才占40%;四川省天然气资源是四川省的优势资源，常规和非常规天然气都有较为丰富的储量，但在四川能源生产结构中仅占到了20%左右，没有充分发挥四川丰富气藏的优势。四川这种以煤为主的能源生产结构异于以天然气为主的能源资源结构，在一定程度上阻碍了四川优势能源资源的发展。
3四川化石能源消费情况
随着经济的不断发展，四川省能源消费总量呈现上升趋势。从消费总量来看，2010年四川煤炭消费量为9 266.47×104 t，较2008年增长了20%左右，煤炭消费中工业生产占到了90%以上;石油方面，受资源贫瘠的制约，四川的工业结构中以石油为原材料的工业很少，四川消费的油品主要是成品油，直接使用石油的较少，且90%以上的成品油是通过中石油、中石化、中航油销售公司从省外购进的，近年来随着汽车普及进入了寻常百姓家，油量消费有了大幅增长，2010年较2008年增长了32%;天然气2010年消费量为175.39×1012 m3，较2008年增长了60%左右，其中工业消费占到了69%左右，交通运输和生活消费约为26%。
从能源消费结构来看，2007年～2010年，四川省煤炭消费呈小幅波动状态，在能源消费结构中占50%及以上;原油和天然气呈逐年上升的趋势，尤其在2009年后天然气消费量增长迅猛，2011年4月，四川天然气供不应求，天然气进入了外购时代，每天的外购气量已经超过了200×104 m3;而其他能源消费，主要是水能和核能，其所占比例有下降趋势。
四川的能源消费结构同生产结构一样，背离了能源资源结构及禀赋条件。能源消费以煤炭为主，在能源消费结构中占53%左右，四川的工业生产和城市公用设施、民用生活设施的热力供应都较多地依赖煤炭，这与资源现状严重背离。随着人民生活水平的提高，轿车普及进入居民家庭，四川石油消耗也出现快速的增长趋势。天然气作为优势能源在终端消费中所占比重较低，同时由于四川特殊的气藏特点，天然气含硫较多，开采难度大，成本高，日益增长的天然气消费需求与天然气供应紧缺的矛盾越来越激烈。随着四川经济的持续快速增长，对能源需求急剧扩大，但是能源的供给却不足，能源的生产和消费现状与经济发展的矛盾日渐突出。
4四川能源利用率
能耗强度是恒定能源利用效率的指标之一，能源消耗强度是指产出单位经济量(或实物量、服务量)所消耗的能源量。能耗强度越低，能源经济效率越高，通常用单位GDP能耗或单位产品能耗来反映。1996年～2009年四川省单位GDP能耗一直比全国平均水平高。虽然整体来说四川省单位GDP能耗与全国平均水平之间的差异在不断减小，直到2009年，四川省单位GDP能耗为1.338t标准煤/万元，仍然高于全国平均单位GDP能耗1.077t标准煤/万元，四川的能耗水平在全国范围内处于较低水平，四川的能耗强度高主要受产业结构的影响[6]。
从能源加工转换率来看，比较四川省和全国平均能源加工转换率，四川的能源加工转换率在2006年～2008年间虽有所提高，但还是低于全国的平均水平，2010年能源加工转换率提高到了67%左右，能源加工转化率主要由能源利用技术水平决定。四川省和全国平均能源加工转换率如图2所示。
5四川CO2排放情况
CO2的产生主要是由于生产热力和电力时燃烧碳氢燃料所致，还有一部分是由于火炬燃烧废气和生产装置尾气及其分离或转化时产生的。从不同能源的碳排放强度来看，煤炭的碳排放系数是石油的1.30倍，是天然气的1.73倍，煤炭消费比重过大会造成严重的环境污染。“十一五”前3年，四川省一次能源的CO2排放量年均增长9.6%，比同期全国7.3%的平均增速高出2.3个百分点(数据来源：四川统计年鉴)。四川省的碳减排难度较大：首先，从产业结构来看，六大类高耗能产业占规模以上工业增加值的'比重为35.6%，超过全国平均水平3.5个百分点;从能源生产和消费结构来看，过高的煤炭比重也大大增加了碳减排的难度，2008年由于煤炭而带来的CO2排放在碳排放总量中占到了87%;此外，家用轿车的迅速普及，使高碳基能源石油的消费大幅增加，也加大了节能减排的难度[7]。
6四川化石能源发展建议
由以上资料分析可知，四川化石能源生产消费存在以下问题：化石能源储量贫乏(尤其是煤炭和石油资源)且能源品质低(煤炭和天然气资源含硫量高)、开采难度大;其生产、消费结构与能源储有结构相悖，储量丰富的优势资源没有得到很好的开发利用，劣势资源处于过度开发状态;化石能源的紧缺与经 济发展之间的矛盾日益尖锐，随着城市化进程和工业的快速发展，使能源供不应求，主要的化石能源———天然气也进入了外购时代，能源消费出现了不安全的局面;能源消费强度高，能源加工转换率低;以高碳基为主的能源消费结构阻碍了CO2的减排进程。
四川正处在经济高速发展的关键时期，同时，四川特有的盆地地形使碳排放对四川的大气污染更为严重。面对发展，我们既要保证经济快速稳定的增长，又要兼顾环境的保护。在“十二五”规划纲要中，“低碳”、“减排”已经成为主要目标之一，在低碳背景下，面对以上化石能源消费存在的种种问题，拟提出以下几点建议：(1)逐步减少高能耗、高污染、低利用率的小型煤炭企业，集中资金和技术发展煤炭清洁高效利用技术。资料显示，2007年～2010年在四川能源消费结构中：煤炭所占比例维持在52%左右，无较大变化;石油消费所占比例从9.96%增加到了12.18%;
天然气消费从10.49%增加到了13.03%;而其它能源如水能等清洁能源却从29.33%下降至23.0%。
数据表明，四川能源消费以煤炭为主，需大量外购的石油能源消耗比例持续攀升，清洁能源比例持续下降，导致了单位能耗GDP偏高且能源加工转换率一直处于全国低下水平。
煤炭行业现状：在煤炭开采领域，四川煤矿数量多(位居全国第一)、规模小、产业集中度低;在煤炭消费领域，工业消费占主导，但现存的大量小型煤炭企业技术水平低下，资源利用率低且污染大。由此便造成了严重的资源浪费和环境污染，同时对低碳发展背景下的CO2减排也带来了很大的难度。
面对以上问题，调整煤炭行业内部能源分布，减少高能耗、高污染、低利用率的小型煤炭企业不失为解决短缺资源供应问题的有效途径。将煤炭资源集中于技术先进的企业，不仅可以节省资源而且也减少了污染，经济效益也会得到提高。但要从根本上实现既经济又环保的低碳发展，先进的煤清洁技术才是核心的动力，应该集中资金和技术发展以下煤炭清洁技术：①提高煤炭利用效率的技术，如IGCC、CFBC和PFBC。②脱硫、脱氮技术，如先进的煤炭洗选技术、氧燃烧技术、先进的废烟处理技术、先进的焦炭生产技术等。③煤炭转化技术，如煤炭直接液化。④粉煤灰的有效利用技术。同时，面对四川天然气紧缺现象，许多以天然气为主要原料的化工企业也将“气源”转眼于煤气化，发展煤清洁技术，提高煤炭利用率也势在必行。
(2)发展非常规天然气开采生产技术，提高天然气利用率，缓解“气源外购”的消费局面。近年来四川省的石油消费呈高速增长状态且石油资源基本从省外输入，石油消费的碳排系数是天然气碳排系数的1.33倍，油价也是迅猛增长，以四川省93#汽油为例，如图3所示。
从2009年1月的5.07元/L涨至2011年9月的7.31元/L，涨幅为44.2%。油转气的消费局面日渐升温，天然气作为优质的清洁能源，出现了气源紧缺的问题。
但从气藏来看，四川的非常规天然气资源是十分丰富的。据中石油初步估算，四川盆地寒武系页岩气资源量为7.14×1012 m3～14.6×1012 m3，志留系页岩气资源量为2×1012 m3～4×1012 m3。气源紧缺的问题主要是由于四川特殊的地质条件和气源特征使得天然气生产难度大，非常规天然气开采技术尚处于初始阶段，煤层气的开采在全国数落后水平，因此发展天然气的开采技术刻不容缓。很多发达国家为了应对能源紧缺，也已经将焦点转向了非常规天然气的开采，BP已成功完成对北美洲的三大页岩气勘探区域的战略布局，可为BP带来6.1×109 GJ的资源，煤层气作为一种清洁、经济的能源，其开发既缓解了能源紧张的局势，也减少了温室气体的排放(煤层气主要成分是甲烷，甲烷是大气中最主要的温室气体之一)，可减少煤矿事故的发生。
“开源”固然重要，但“节流”也是不可忽视的，提高天然气的利用效率不仅可以提高经济效益，有效降低能源消耗强度，也在一定程度上起到“解气”的效果。
综上所述，面对天然气消费供不应求和“气源外购”的消费局面，发展常规和非常规天然气开采生产技术以及提高企业对气源的利用率是十分必要的。
(3)积极开发温室气体的封存和再利用技术与工程应用研究。低碳背景下的减排，不仅要从提高生产技术方面实现“少排”，对于温室气体的再利用和捕捉封存也已经成为了另一个行之有效的方法。
目前将排放的CO2作为生产原材料消耗掉，制成其他化工产品，美国等一些发达国家对此技术的利用已经初具规模[9]。英国在提高能源使用效率的同时，为减少碳排放，研究开发了碳的收集和储存技术，将燃煤排放的CO2储存在地层中，可减少85%的排放，为煤炭等化石燃料应用提供了新的选择，英国计划到2030年，将60%的碳排放收集、储存起来。CO2地质封存就是将其注入并存放在地下具有适当封闭条件的地层自然空隙中，封存场所包括油藏储层和废弃的油气层、煤层中大的空洞、开采过的大洞穴、盐丘等[10]。在煤层中注入CO2既可有效地封存温室气体，还可驱替和提高煤层气产量，据资料显示，川南-黔北区CO2煤层储存量可达7900×104 t[11];天然气田封存CO2具有良好的封闭条件和巨大的存储空间，资料显示四川盆地CO2天然气田储量可达10.14×108 t，四川具有良好的CO2封存条件和潜力[12]。
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