煤炭是“時髦”的能源?
麗貝卡?科斯塔在著作《文明為何崩潰》中寫道,如果社會問題過分復雜化,人類的大腦將無法理解,達到“認知極限”的狀態,趨向于下述的非合理思維和行動。
表示反對但沒有對策。
把責任轉嫁給個人,自我滿足于問題已經解決。
相信奇怪的因果關系。
雖然原因不明,但依然牽強附會。
滿足于緩和措施和應急處置,把根本問題推后。
細分問題使之更為復雜。
過度側重經濟。
形成鄙視按兵不動的風潮。
(譯者在后記中追加的內容)
每一條都完全符合目前關于能源討論,一想到我們的社會可能真的在走向崩潰,不禁令人不寒而栗。
另一方面,在片面信息天天不斷、容易受到這些不合理想法蠱惑的情況下,有的能源雖然非常重要,但卻沒能成為討論的對象。這就是煤炭。
給環境造成惡劣影響、已是過去的能源——煤炭雖然給人的這種印象比較強,但依然是占全球總發電量40%以上的基礎能源。大家可能會感到意外,煤炭是世界上消費量增幅最大的能源,而且是既古老又新潮的“時髦”能源。話雖如此,除美國以外的發達國家,也是受溫室氣體減排潮流的影響,煤炭的消費量呈現減少趨勢,實際消費增加量基本上是因中國的經濟增長(圖1)。消費量世界第一的中國和第二的美國相加超過了全世界的6成。
圖1:煤炭消費量的變化
(筆者根據BP統計制作)
煤炭的特征不同于石油和天然氣等能源,絕大部分產量是由各個生產國自己消費,屬于“地產地消”的能源。也就是說,日本和韓國這種煤炭消費基本依靠海外的國家在全球屬于少數派,煤炭一般很難成為國際關注的對象。
煤炭儲量不及期待
而且,在中國和印度等主要產煤國,儲量的統計由國家直接管理,即便是國內的能源專家,獲取信息也受到限制。再者,各國對煤炭的分類也各不相同。從這個意義上來說,客觀評價煤炭比貿易遍布全球、信息公開需求大的石油還要困難。
國際性煤炭儲量統計基本是引用世界能源理事會(WEC:World Energy Council)匯總的數據,英國石油公司(BP)和國際能源署(IEA)的統計也基本相同。但這些數據有時也與各國公布的數值大相徑庭(估計是因為煤炭的分類和定義的差異),是采用國際統計還是本國統計令人難以抉擇。
近年來出現了重新評價煤炭儲量的動向。對于過去的主要產煤國英國、波蘭、德國,近年來的重新評價顯示,其儲量已經基本耗盡(圖2)。印度也在大幅下調儲量。
而且,美國最近也開始進行重新評價。2007年,美國國家科學院(NAS)發表預測稱,“可能沒有所期待的煤炭儲量”,并指出了在考慮美國的能源戰略方面以最新方法正確把握煤炭儲量的重要性。相關的中期報告已經在2008年底發布。
根據其分析結果,對美國規模最大、生產效率最高的煤礦之一懷俄明州吉列煤礦進行重新評價,得出的結論是具有收益性(1噸為10.5美元以下)的僅為資源量中的6%。如果價格為1噸60美元,雖能生產資源量的47%,但這一價格無法與其他資源競爭。在今后,估計將會公布全國規模的重新評價。
圖2:主要產煤國的煤炭儲量的變化
(筆者根據BP統計制作)
請問大家覺得煤炭的可開采年限(儲量/年產量)有多久?估計會有人感覺是200年。的確,在2000年的統計中,可開采年限為227年。管理日本煤炭信息的財團法人日本煤炭能源中心(JCOAL)在網站上公開的說明資料中記載為193年。就筆者調查所知,如今依然有很多文獻在引用193年這一數字。日語版“維基百科”(Wikipedia)的煤炭條目記載的儲量是“150年以上”。
近年來情況驟然惡化
然而,如上所述,隨著近年來消費量的激增和儲量的減少,可開采年限正在發生巨變,如今已經縮短到了118年(摘自BP統計2011年版)(圖3)。僅僅10年多的時間,可開采年限竟然縮短了109年,變化令人震驚。常見的193年的數值僅限于2003年,在第二年就已經縮短到了164年。雖然這個分析沒有實際意義,但是,如果假設變化的幅度不變,繪出一條直線,可開采年限在2020年之前就將變成零。
圖3:各類化石燃料可開采年限的變化
(筆者根據BP統計制作)
雖說單獨分析可開采年限這一指標存在許多問題,但石油、天然氣的可開采年限在近幾十年內并沒有太大的變化,與之相比,煤炭的情況可以說近年來在急劇惡化。
而且,煤炭的質量差距比石油和天然氣還要大。因此,在設計火電站時,通常是設定所使用煤炭的產地和性狀(或多種產地的混合物)來決定鍋爐的規格。煤炭的分類多種多樣,其劃分也因國家而異。
IEA按照發熱量進行簡單劃分,1千克23.9萬億焦(1焦約為0.24卡)以上為無煙煤及煙煤,17.4~23.9萬億焦為次煙煤,17.4萬億焦以下為褐煤及亞煤(嚴格來說還有更詳細的條件)。
低卡煤炭增多
問題是,在今后生產的煤炭中,低熱量的次煙煤和褐煤的比例將逐漸增加。從圖4中美國的示例來看,次煙煤和亞煤在產量中所占的比例已經處于增加趨勢,整體的平均發熱量正在減少。考慮到這一趨勢在今后將不斷加速,在討論煤炭之時,根據熱量進行比較而非重量將變得愈發重要。而且,煤炭大國之一的印度,其國內雖然擁有儲量,但質量差,只得被迫進口。
圖4:美國各種煤炭產量的變化
(美國能源信息管理局統計)
長期以來,煤炭一直被簡單地看作是“不環保但是數量龐大”,而通過詳細分析卻能夠發現,其量和質上的問題都在逐漸顯現,而且,煤炭當然也不會是永遠存在的資源。
責任編輯: 張磊