深度分析：如何提升煤制燃料產(chǎn)業(yè)的定位

我國(guó)現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)特別是煤制燃料產(chǎn)業(yè)始于“十五”。十幾年來(lái)，業(yè)界對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必要性、戰(zhàn)略意義、定位等認(rèn)識(shí)始終存在諸多爭(zhēng)議，產(chǎn)業(yè)始終被定位于“示范”、“升級(jí)示范”，其在能源體系中的地位也始終是“技術(shù)儲(chǔ)備”、“產(chǎn)能儲(chǔ)備”。由于政策未形成合力，產(chǎn)業(yè)發(fā)展受到各方制約、嚴(yán)重停滯。

在新的歷史方位下，有必要進(jìn)一步明確煤制燃料在我國(guó)能源革命中的戰(zhàn)略前突地位，提升產(chǎn)業(yè)定位，完善政策體系，促進(jìn)高質(zhì)量發(fā)展。

交通能源自主化是能源革命焦點(diǎn)問(wèn)題

能源革命的起因?qū)嵸|(zhì)是我國(guó)能源發(fā)展現(xiàn)狀存在兩個(gè)突出矛盾，一個(gè)是不安全，一個(gè)是不低碳。從宏觀形勢(shì)判斷，這兩大矛盾在不同歷史階段的重要性不同：在2020至2040年，不安全將是我國(guó)能源體系的主要矛盾；在2040年至2060年，不低碳將是我國(guó)能源體系的主要矛盾。

我國(guó)能源總體自給率始終維持高位，能源安全問(wèn)題實(shí)際是油氣安全問(wèn)題。隨著人民生活水平的提高，汽車消費(fèi)將成為剛性需求、成為“人民對(duì)美好生活的向往”的一部分，油氣消費(fèi)仍有一定增長(zhǎng)空間并將長(zhǎng)期維持高位。

我國(guó)石油消費(fèi)總量中的70％依賴進(jìn)口，60％依靠海上通道運(yùn)輸，50％需通過(guò)馬六甲海峽，40％來(lái)源于國(guó)際政治安全熱點(diǎn)區(qū)域，這個(gè)“7654”困局已成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)實(shí)現(xiàn)更高質(zhì)量發(fā)展、人民享受更美好生活的突出短板。

長(zhǎng)期以來(lái)，煤炭在我國(guó)能源體系中始終承擔(dān)保障性角色，為我國(guó)能源缺口“兜底”，對(duì)我國(guó)實(shí)現(xiàn)快速工業(yè)化和城鎮(zhèn)化提供了重要支撐。隨著對(duì)氣候變化問(wèn)題的關(guān)注與參與，我國(guó)也加入了全球能源的低碳化進(jìn)程，安全和低碳這兩個(gè)價(jià)值觀的沖突順理成章地聚焦到煤炭上。在不同的低碳化路線中，逐步降低能源結(jié)構(gòu)中煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)的比重是最主要、也是最有效益的一條路線。

從上述分析的能源體系的兩個(gè)矛盾看，我國(guó)能源革命的實(shí)質(zhì)是要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)轉(zhuǎn)變，一是電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)煤基向可再生基的轉(zhuǎn)變，一個(gè)是移動(dòng)交通能源實(shí)現(xiàn)對(duì)外高度依賴向?qū)ν膺m度依賴轉(zhuǎn)變。

電力系統(tǒng)逐漸由以煤電為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐?a href="http://msthinker.com/news/article-472.html" target="_blank">可再生能源電力為主，這一轉(zhuǎn)變方向在政府、企業(yè)、學(xué)者、社會(huì)各方面已經(jīng)形成了廣泛共識(shí)；主要爭(zhēng)議之處在于這一轉(zhuǎn)變過(guò)程的限度如何，速度和節(jié)奏如何把握等。共識(shí)得以形成的根本原因在于，電力系統(tǒng)可再生化是一條同時(shí)滿足低碳和安全兩個(gè)價(jià)值觀的路線。

而移動(dòng)交通能源自主化如何實(shí)現(xiàn)，就算是在方向上、甚至在移動(dòng)交通能源要不要自主化這個(gè)問(wèn)題本身，都存在較多爭(zhēng)議，各界認(rèn)識(shí)并不統(tǒng)一，因而在產(chǎn)業(yè)實(shí)踐上也較為混亂，難以形成合力。難以形成共識(shí)的根本原因在于，移動(dòng)交通能源自主化目前尚不存在一條同時(shí)滿足低碳和安全兩個(gè)價(jià)值觀的可行路線。

煤制燃料是交通能源自主化正確選擇

從目前的產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)看，移動(dòng)交通能源自主化主要有以下四種備選路線：一是移動(dòng)交通電氣化，二是生物質(zhì)液體燃料替代，三是移動(dòng)交通的氫能化，四是煤制氣液燃料替代。

移動(dòng)交通電氣化，即以電動(dòng)汽車替代燃油汽車，這一轉(zhuǎn)變方案高度依賴于電池儲(chǔ)能技術(shù)。由于存在以下三個(gè)方面的問(wèn)題，這一方向不能作為移動(dòng)交通能源自主化的主導(dǎo)方向，只在局部具有戰(zhàn)術(shù)意義。

一是關(guān)鍵金屬資源總量受限。每100萬(wàn)輛電動(dòng)汽車約需要1． 5萬(wàn)噸鋰，全球鋰探明儲(chǔ)量約1400萬(wàn)噸（金屬鋰），其中約90％是較難開(kāi)發(fā)的鹽湖鋰鹽，全球鋰儲(chǔ)量?jī)H約對(duì)應(yīng)于10億輛電動(dòng)汽車保有量，若全球都采用電池化方式解決交通能源問(wèn)題，即使對(duì)鋰資源進(jìn)行掠奪式、枯竭式開(kāi)發(fā)也難以支撐。

從汽車發(fā)展歷史看，電池汽車并不是新技術(shù)、而是在歷史上被淘汰的技術(shù)路線，未來(lái)也不會(huì)是交通能源的發(fā)展趨勢(shì)。未來(lái)，電網(wǎng)可再生化對(duì)儲(chǔ)能的需求將與電動(dòng)汽車的儲(chǔ)能需求爭(zhēng)奪關(guān)鍵金屬資源。

二是移動(dòng)交通電氣化無(wú)助于解決能源安全問(wèn)題。鋰的生產(chǎn)主要在國(guó)外，2017年我國(guó)鋰對(duì)外依存度超過(guò)8 0％，從經(jīng)濟(jì)意義的鋰資源儲(chǔ)量分析，這一依存度改變的可能性較小。移動(dòng)交通電氣化只是把一個(gè)原油對(duì)外依存度70％的問(wèn)題轉(zhuǎn)化成了一個(gè)鋰資源對(duì)外依存度80％的問(wèn)題，無(wú)助于解決能源安全問(wèn)題。

三是鋰的大規(guī)模使用存在潛在的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。鋰的大規(guī)模使用（百萬(wàn)噸級(jí)）并無(wú)先例，人類對(duì)其對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞性缺乏足夠認(rèn)識(shí)。醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)表明，低濃度的鋰即可對(duì)人的神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生毒害影響。

TIPS

鋰在地殼中的自然豐度極低，例如鋰在土壤中的自然含量約為25ppm，低于鉻（70ppm）、鎳（50p pm）、鉛（35ppm）、鋅（90ppm）、錳（1000ppm）；鋰在陸地植物中的含量約為0．1ppm，低于鉻（0．2ppm）、鎳（3ppm）、鉛（2．7ppm）、鋅（100ppm）、錳（630ppm）；鋰在人體中的含量約為0．02ppm，低于鉻（0．4ppm）、鎳（1ppm）、鉛（1．6ppm）、鋅（240ppm）、錳（1．1ppm）。

由于整個(gè)生物圈都適應(yīng)于低鋰含量的自然環(huán)境，鋰的大規(guī)模利用及隨之而來(lái)的大規(guī)模廢棄和污染存在潛在的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。

生物質(zhì)液體燃料替代路線是以生物質(zhì)為原料生產(chǎn)類油液體燃料，這一路線就其實(shí)質(zhì)而言應(yīng)當(dāng)分為作物（含糧食作物和非糧作物）液體燃料和農(nóng)業(yè)廢棄物液體燃料兩類，目前的產(chǎn)業(yè)實(shí)踐中有意或者無(wú)意地將這兩者混為一談，混淆了不同性質(zhì)的問(wèn)題。

由于植物光合作用效率低于3％，作物液體燃料最終輸出能量的效率與太陽(yáng)輻射的比值為1％左右，這與光伏發(fā)電12％的效率存在數(shù)量級(jí)差別，這從根本上決定了作物液體燃料從是一條極為低效的技術(shù)路線。

作物液體燃料將直接與糧爭(zhēng)地，每生產(chǎn)1000萬(wàn)噸作物液體燃料，約需要作物約3000萬(wàn)噸，對(duì)應(yīng)于占用耕地6000萬(wàn)畝。我國(guó)人均耕地面積僅為1．5畝，與美國(guó)（7．2畝／人）、巴西（5．8畝／人）差距巨大，“耕地－糧食－人口”處于緊平衡，不能盲目借鑒這兩個(gè)國(guó)家的產(chǎn)業(yè)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)。

陳化糧等問(wèn)題僅是由于管理不善造成的階段性問(wèn)題，隨著糧食儲(chǔ)備系統(tǒng)信息化、智能化水平提高，陳化糧將成為歷史，不足以作為中長(zhǎng)期能源發(fā)展的依據(jù)。

農(nóng)業(yè)廢棄物制液體燃料的主要問(wèn)題是兩個(gè)，這兩個(gè)問(wèn)題都是難以克服的。一是農(nóng)業(yè)廢棄物的原料更加分散，其收集、運(yùn)輸過(guò)程的能源消耗大大增加，全過(guò)程凈輸出能量更低，經(jīng)濟(jì)效率也更低。二是纖維素、木質(zhì)素的生產(chǎn)技術(shù)并未成熟，工藝過(guò)程也決定了其具有高消耗、高污染的特性。

氫能是交通能源的另一可選方案，該方案早在20世紀(jì)70年代即已提出。氫能的局限主要由以下兩點(diǎn)構(gòu)成。