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

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)定增長的態(tài)勢，世界人口總量已突破70億，并將很快達到90億。由于科技的發(fā)展和人類對美好生活的需求，國家GDP的增長對人均能源的需求也越來越大。這兩個因素導致能源總量需求的不斷上升。而地球能源供給很難承擔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大自然的認識來處理不斷發(fā)展的能源問題。

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

此外，能源問題也是人類與大自然是否和諧相處的焦點。工業(yè)革命以來，世界各國進入迅速發(fā)展時期，“技術決定一切”的思路使人類不計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問題：“能源資源被完全開采之后怎么辦？”我的觀點是：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消耗光地球的環(huán)境資源。氣候變化、全球變暖會引起全球很多突發(fā)性事件。全球氣候系統(tǒng)是包括大氣環(huán)流、海洋環(huán)流等在內的大系統(tǒng)，其平衡性很脆弱，人類活動的干預將對環(huán)境產生不可逆的影響。溫室氣體的濃度在100多年前大概是280ppm，現(xiàn)在已經升至380ppm，同時已經出現(xiàn)向500ppm上升的趨勢，而這是碳排放量的紅線，按照現(xiàn)在各個國家的碳排放量，40~50年就會達到500ppm的排放量。所以說，環(huán)境問題和生態(tài)問題已經迫在眉睫。

全世界，尤其是中國的環(huán)境問題已經日趨嚴重。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構導致環(huán)境問題矛盾突出。這里具體牽涉到三個問題：首先是氣候變化，我國每年二氧化碳的排放量已經達到了70億~80億噸，取代美國成為世界碳排放量最大的國家，這使我們在國際社會受到很大的壓力。二氧化碳在全球處于不斷的動態(tài)循環(huán)當中，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，國產石油量在每年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口，并且進口量還在不斷增加。過高的石油對外依存度對石油來源提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。石油進口海上運輸大部分需途經馬六甲海峽，一旦遭遇封鎖，進口石油就無法安全運抵我國。

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

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

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，在可以預計的未來，用新型能源完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源實屬不易。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3億噸標準煤，而2010年我國的能源消耗折合大約32億噸標準煤。2020年可再生能源能夠提供的能源在6億噸標準煤左右，而我國2020年的能源消耗量預計在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，預計在2020年達到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噸標準煤，與現(xiàn)在人均能源消耗每年2.7噸標準煤相比，增幅不大。

經過全球科學家的預測，到2050年，地球的平穩(wěn)運行要求二氧化碳的排放為1990年該量的一半，即104億噸。按照人口比例計算，中國須將二氧化碳的排放量減小到25億噸，這對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?？捎糜诎l(fā)電、做燃料、生產化工產品，也可以將這些過程結合起來，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，產生電、化工產品和液體燃料，這種處理方式的污染物比較清潔，效率比直接燃燒和單獨生產也會提高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。

作者簡介：倪維斗，中國工程院院士、清華大學教授。