日本为什么是煤炭的最大进口锅

地点有利。日本煤炭谈判成功原因是地点有利，日本的钢铁和煤炭资源短缺，而澳大利亚盛产铁和煤，按理说，日本人的谈判地位低，澳大利亚一方在谈判桌上占据主动。可是，日本人却把澳大利亚的谈判者请到日本谈生意。到了日本，日本人非常谨慎，讲究礼仪，让澳大利亚的谈判者很满意，因而日本方面和澳大利亚方面在谈判中的相对地位就发生了显著的变化。

能源高度依赖进口导致日本在工业化过程中能源供应保障十分脆弱。2011年，福岛“核泄漏事故”后，日本各地掀起了燃煤电站建设的浪潮，导致煤炭消费和燃煤发电装机容量迅速增长。为减少燃煤造成的污染物和温室气体排放，日本高度重视发展洁净煤技术，一方面长期支持煤炭清洁高效利用技术的开发和推广，通过环境税等市场手段引导企业进行节能环保技术改造升级，另一方面通过制定严格的环保法规标准和集中统一的监管抑制过度的能源消费和环境污染。

反观我国，目前仍处在工业化加速推进阶段，较长时期内煤炭仍然是我国重要的一次能源，发展煤炭清洁高效利用技术是基于能源安全、经济发展和环境保护的均衡决策下的根本能源策略，总结日本在“环境立国”和能源“技术立国”战略背景下推进煤炭清洁高效利用的做法和经验，对我国具有借鉴意义。

一、煤炭清洁高效利用对日本的重要意义

(一)受能源禀赋约束和工业发展需求影响，煤炭成为日本“后福岛时代”的战略选择。

和美国、英国等发达国家80%以上煤炭需求流向电力部门不同，日本保留了一部分工业，2013年，日本的电力、钢铁行业消费分别占煤炭总消费量的43.1%和37.5%，燃煤发电约占总发电量的28%，钢铁工业对日本煤炭将保持稳定的需求量。2 0 1 4年日本政府发布第四次《能源发展战略》，确定了将煤炭作为满足日本基荷电力需求的最经济的能源。煤炭在日本的能源结构中将长期处于重要的战略地位，煤炭成为日本风险最低、经济性最强的长期可依赖的重要能源。

(二)煤炭清洁高效利用是日本实现低碳社会和可持续发展战略的必然选择。

福岛核事故后，日本重启大量火力发电站，以弥补电力供应不足。当时，约两成的火电设备服务年限超过40年，老旧设备重新启用导致故障频发，二氧化碳排放也在2013年达到历史最高。煤炭清洁高效利用成为日本实现低碳和可持续发展战略的必然选择。日本通过开发流化床燃烧技术、煤气化联合循环发电等技术，提高煤炭利用效率通过引导企业采用先进的煤炭洗选、低氮燃烧、废烟气处理等脱硫脱氮技术，减少污染物排放。火电厂发电煤耗从1990年的317克标准煤/千瓦时降低到2013年的292克标准煤/千瓦时，供电煤耗从332克标准煤/千瓦时降低到302克标准煤/千瓦时，分别比我国2014年的煤耗低8克标准煤/千瓦时和17克标准煤/千瓦时。根据IEA统计数据，日本煤电机组平均热效率为41.5%，居世界第一。此外，日本将进一步发展碳捕获封存利用技术，减少煤电的环境和气候影响。

另一方面， 日本通过制造业技术升级、设备大型化、生态型产品研发等途径，使钢铁、化工等行业的节能环保技术达到世界先进水平，生产效率和能源利用率大幅提升。其中钢可比能耗从1995年的656千克标准煤/吨降至2011年的614千克标准煤/吨，比我国2014年的钢可比能耗低约40千克标准煤/吨。

日本近几年受到了能源短缺问题的影响，同时也出现了部分能源危机，日本的很多地区的电力供应严重依赖于火力发电，与此同时，日本的燃气供应同样依赖于进口，这就导致日本的煤炭消费份额回升。

日本煤炭百分之五十以上来自澳大利亚。除了澳大利亚，印尼、加拿大、美国也是日本进口煤炭的主要来源。

在距离日本长崎市15公里的大海上，坐落着一个外型酷似军舰的岛屿，名为端岛。岛上现在没有居民，但混凝土建筑物林立。端岛原先是一个荒岛，自然环境恶劣，时常遭受海浪和台风的侵袭。岛面除了鸟粪什么都没有。但1890年的时候，科研人员在该岛海底勘探到了许多矿藏资源。此时又正好赶上明治维新后的大扩张时期，海底矿藏的突然发现对一直以来资源能源供不应求的日本来说就是天降财宝。三菱公司立即投资该岛，在岛上建起了各种海底采矿平台。20世纪初，随着岛上人口日益增加，公寓楼、学校和医院等基础设施也相继出现。端岛一度成为日本快速工业化的象征。

拓展：

是人类在富含煤炭的矿区开采煤炭资源的区域，一般分为井工煤矿和露天煤矿。当煤层离地表远时，一般选择向地下开掘巷道采掘煤炭，此为井工煤矿。当煤层距地表的距离很近时，一般选择直接剥离地表土层挖掘煤炭，此为露天煤矿。我国绝大部分煤矿属于井工煤矿。煤矿范围包括地上地下以及相关设施的很大区域。煤矿是人类在开掘富含有煤炭的地质层时所挖掘的合理空间，通常包括巷道、井硐和采掘面等等。煤是最主要的固体燃料，是可燃性有机岩的一种。它是由一定地质年代生长的繁茂植物，在适宜的地质环境中，逐渐堆积成厚层，并埋没在水底或泥沙中，经过漫长地质年代的天然煤化作用而形成的。在世界上各地质时期中，以石炭纪、二叠纪、侏罗纪和第三纪的地层中产煤最多，是重要的成煤时代。煤的含碳量一般为46～97%，呈褐色至黑色，具有暗淡至金属光泽。根据煤化程度的不同，煤可分为泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤四类。

日本往海里填煤炭是在进行资源储备，担心以后的什么时候出现资源短缺。

如果你去过日本，你会发现日本许多沿海地区都有浮标。这个地区的水下是日本人用混凝土箱密封的煤。他们为什么把煤沉到水里？他们疯了吗？当然，并不是所有人都知道日本是一个地震频发、资源严重匮乏的岛国。这种客观的自然状态在日本产生了强烈的焦虑感。日本港口每天进出大量船只，其中大部分是来自山西和东北地区的优质煤炭。

但令人惊讶的是，他们没有进口我们的煤。取而代之的是，他们用巨大的混凝土盒子将煤炭密封起来，并储存在海里。据统计，他们这些年储存的煤炭相当于一个中型煤田。这不是最令人震惊的。日本几乎没有煤田。他们买了煤，慢慢地储存起来，这是可以理解的。但是，我们都知道，日本的森林覆盖率是世界上最高的中国的几倍。此外，与煤不同，木材没有用完。它可以再生、切割和再植。几年后，它又变成了木头。

但日本人不这么认为。他们严禁伐木。很多木材是从中国进口的。北海道札幌港的许多船只来自大连，装载着来自中国东北的原木。站在札幌的制高点上，我们可以看到无边无际的原始森林，甚至在卸货的港口岸边。那些比原木还粗的树仍然完好无损地矗立着。一辆木材车经过一排排茂密的树木，被运到他们的城市。

日本人之所以这样做，是因为他们担心，如果有一天资源短缺，储存的能源将成为他们的救命稻草。日本人这种强烈的忧患意识，确实值得我们一些国民深思。

日本的资源是他们自己攒下来的，他们用一半留一半。

石油是整个国民经济的血液，只有石油流通顺畅，国家才能充分运转。从一个国家的石油储量，我们可以看到该国的发展方向。说到石油储备，我们不得不提到日本。作为东方的小岛国，日本的石油资源可以说是极为稀缺。为什么石油储量可居世界第一？您必须知道，日本有数十口油井，但是它们很小。这些油井中的大多数已被耗尽。现在只有五口油井，分别是：北海道255号，新泻县174号，长冈，尤里阿卡县117号，岩峰冲新泻县113，新泻东新泻县81。这些油井的年总产量油井只有一百万吨。与中国大庆油田的年产量5000万吨相比，这是一个小巫。

日本人很聪明，他们知道，对于一个国家来说，石油是捍卫国家的武器，也是强大的后盾。作为日本，油田的数量很少，储量也很小。那是他们的命脉，他们不敢走动！因此，日本的石油消费只能从国外购买，所购买的石油也要保留一点作为储备。一旦发生战争爆发，一旦海上生命线被切断，日本将陷入巨大的危机。根据对日本石油储量的保守估计，战略石油储量总计5.3亿桶，其中还不包括私人石油储量，这可以使日本至少提供160天的石油消耗量，远高于日本的任何国家居世界第一。

此外，日本仍然极度缺乏煤炭资源。就煤炭资源储量而言，它已经积累了数十年。日本的煤炭储量位于浅大陆架。据保守估计，日本储存在浅大陆架上的煤炭相当于一个大型煤矿。值得提醒的是，日本将存储所购买能源的一半，基本上使用一半。无论是煤矿资源储备还是巨大的石油储备，日本的危机感仍然值得学习。

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北极星大气网讯:10月21日，国务院新闻办公室举行新闻发布会称，截至2019年底，全国实现超低排放的煤电机组占煤电总装机容量86%，中国建成了世界最大规模的超低排放清洁煤电供应体系。放眼国外，煤电在为世界提供了百十年的电力后虽然渐显颓势，但许多国家至今仍在投入技术对其进行污染治理和改造，使它继续为人类服务。

图 国际能源署称世界燃煤发电在2018年到达创纪录的顶峰，然后从2019年开始下降。

印度：控制煤电污染会损失百亿美元

长期以来，煤电一直是全球电力生产的领导者。根据英国石油公司（BP）2018年发布的《世界能源统计年鉴》，本世纪以来，燃煤发电在全球电力生产中的占比基本徘徊在40%上下，几乎是核电、水电和可再生能源发电量之和。从煤电占能源供应比例来看，中国、印度、波兰和南非四国国内超过2/3的电力来自煤电。

图 印度燃煤电厂长期排放不达标，已经成为国家环境问题中的痛点。

以印度为代表的亚洲发展中国家，由于缺乏较为先进的清洁能源、储能技术以及成熟的可再生能源政策框架，使用清洁能源的成本较高，对印度这样的新兴经济体来说，廉价的煤电仍是最佳的发电选择，这就使得南亚和东南亚一带成为全球少有的煤电占比增长地区，但这也给当地煤电治污带来了不小的麻烦。

图 印度杜蒂戈林的一座亚临界燃煤电站，这种电站热效率最低，单位电量的碳排放最多。

几年前，印度科学技术与政策研究中心（CSTEP）进行的一项空气污染研究表明，由于印度的燃煤电厂向大气中排放大量有害气体和颗粒物，到2030年因不遵守排放标准导致的早死病例多达30万至32万例，此外还有5100万人因呼吸系统疾病住院。安装更先进的设备来控制硫氧化物、氮氧化物和颗粒物等是个不错的选择，但这笔账算下来，印度的燃煤电厂要损失98亿至115亿美元，每度电的成本会因此提高9%至21%，印度当局经过权衡，最后认为控制煤电污值得投入。2015年12月，印度环境、森林与气候变化部（MOEFCC）出台了限制燃煤电厂中硫氧化物、氮氧化物和颗粒物浓度的新标准，给国内燃煤电厂两年限期执行。但到2017年12月，当局发现几乎没有燃煤电厂安装了治理污染的设备，于是被迫将最后期限延长至2022年。”有消息人士说，两年限期让煤电行业承受了巨大的压力，这才导致了延期。但大多数专家认为，到2022年许多燃煤电厂仍不会遵守严格的标准。当局对此有所准备，正从招标和施工审批、杜绝监测数据造假和监督改造成本上加大管理力度。目前，印度正在改造境内所有旧煤电厂，使其排放水平降至国家标准，同时将关闭一批严重超期服役的老旧电厂。

图 印度是世界产煤大国，图为印度一处露天煤矿。

抛开具体的技术不谈，我们可以认为印度在煤电污染治理中遇到的问题是许多发展中国家普遍存在的。不过，好在随着可再生能源发电成本的不断下降，煤电在印度能源结构中的“王者”身份也许会开始动摇。

日本：逐渐淘汰低效燃煤电厂

据国际能源署（EIA）2019年公布的数据，2018年日本90多家燃煤电厂的发电量估计为3170亿千瓦时，在日本电力结构中占比约为1/3。日本煤炭消费总量中99%来自进口。2018年，日本进口煤炭总量超过2.1亿吨，若加上天然气发电量，日本有74%的电力来自于化石能源，这一比例远高于欧美发达国家。

图 福岛核事故发生后，日本煤电建设连续数年增长。

日本煤电高占比的原因是一次 历史 性突发事件。早在2010年时，日本经济产业省就计划减少燃煤发电量，计划到2030年将煤电份额减少一半以上，用核电弥补这一空缺，将核电比例提升至50%。然而，2011年发生的福岛核事故不仅大大削弱了日本电力的“清洁度”，更引爆了公众多年来都无法缓和的“反核”情绪。为弥补关停核电带来的电力缺口，日本启动了很多煤电项目。不过，日本较好地处理了煤电产能扩大和污染治理之间的矛盾，原因是日本在煤电污染控制技术上有底气。

日本自上世纪七八十年代以来，在燃煤发电诸多环节研发了大量先进技术，并投入使用，其中一些技术出口国外（包括中国）。在烟气污染防治技术方面，日本应用的以低低温电除尘技术为核心的烟气协同治理技术路线中，湿法脱硫的协同除尘效率可达 70%~90%。再如资源化脱硫技术中的活性焦脱硫技术，是通过移动床利用活性焦吸附解吸二氧化硫，利用硫酸生产工艺制备硫酸，集脱硫和收集工业原材料于一体。该技术在日本等国的大型电厂中投入应用，日本的新矶子电厂已有 2 600兆瓦机组的应用业绩。

在低氮燃烧方面，日本的三菱、日立公司等在低氮氧化物燃烧器开发与应用上均有良好表现。在低氮燃烧技术相关专利申请方面，全球相关专利申请企业排名前10位中，日本占有6家，美国有3家。但好消息是，近几年来我国在这方面的专利数量正迅速增加。

2015年6月，日本成立由政产学各界组成的“促进新一代火力发电技术协会”，开始举全国之力推动下一代火力发电清洁高效利用技术的开发。日本内阁于2018年7月批准第五个战略能源计划，推动日本向高效和下一代燃煤发电转变，以逐步淘汰低效煤炭使用。今年7月，日本经济产业大臣梶山弘志表示，日本将在2030年前逐渐淘汰低效燃煤发电厂，这是其战略能源计划的一部分，日本经济产业省官员开始制定更为有效的新框架，以确保逐步淘汰低效燃煤发电厂。

美国：煤电发电量最大的发达国家

全球能源监测机构发布的数据显示，2019年全球燃煤电站发电总量排名前十的国家由高到低依次为：中国、印度、美国、日本、韩国、南非、德国、俄罗斯、印度尼西亚、澳大利亚。在新建燃煤电站方面，2019年这10国中仅有美国、德国、澳大利亚3个国家没有新建燃煤电站投运，且美国2019年关闭的燃煤电站容量位居10国之首。但如今的美国仍然是煤电发电量最大的发达国家，燃煤电厂对美国空气污染带来的影响（包括PM2.5、臭氧和酸雨等）也不容忽视。在美国，燃煤电厂每年消耗的煤炭占煤炭消费总量的90%以上，燃煤电厂排放的二氧化硫约占全美国排放总量的一半，排放的氮氧化物占10%。

图 美国亚拉巴马州的寡妇溪燃煤电厂停运后，美国谷歌公司2018年开始动工，将其改造成一个使用可再生能源的数据中心。

在美国，大多数燃煤电厂采用湿法烟气脱硫系统（WFGD）来控制二氧化硫排放，用低氮燃烧器、燃尽风和选择性催化还原系统（SCR）来控制氮氧化物排放，用静电除尘器（ESP）来控制颗粒物（PM）。大约有一半的燃煤电厂还会使用带有袋式除尘器的活性碳喷射系统（ACI）来控制汞排放。美国在低氮燃烧领域较为擅长。美国有公司开发了旋转对冲燃尽风技术（ROFA），从锅炉二次风中抽取30%左右的风量，通过不对称安放的喷嘴，以高速射流方式射入炉膛上部，形成涡流，从而改善炉内的物料混合和温度分布，从而大幅降低氮氧化物生成。目前，该技术在欧美发达国家有良好的应用。

全球每年排放到大气中的汞总量约为5000吨，而燃煤过程中汞排放占相当大的比重。从上世纪末开始，汞污染治理一直是美国燃煤电厂的防治重点之一。美国环境保护署（EPA）称，在1990年，下列三个工业部门的汞排放总量约占美国的2/3：医疗废物焚化炉、市政垃圾焚烧厂和燃煤发电厂。前两个行业已受到排放标准的约束，但燃煤电厂的汞污染还有待治理。

图 2018年11月，美国北卡莱罗纳州的诺曼湖上热气蒸腾，附近的马歇尔电厂向湖中排放了大量温度较高的废水。

本世纪以来，美国燃煤电厂根据“清洁天空计划”的要求，开始重点解决排汞控制问题，美国能源部为此选择了8项新的排汞控制技术试验项目进行投资。美国电力科学研究院的专利排汞控制技术作为试验项目的一部分，在6个项目中进行试验。此外，美国能源部计划长期大规模地对富有发展前景的排汞控制技术进行试验，尤其是在燃烧褐煤和装有较小型静电除尘器的燃煤电厂展开试验。

欧盟：多国公布淘汰煤电时间表

在欧洲国家中，德国率先向燃煤发电污染开刀，在上世纪80年代制订了《大型燃烧装置法》，要求自 1987年7月1日起，大型燃烧装置排放烟气中的二氧化硫浓度不得超过400毫克/立方米，烟气中的硫含量低于燃料含硫量的15%。因此，几乎所有的德国电厂都在原有的机炉厂房旁建立起高大崭新的烟气脱硫、脱硝设备，这成为德国电厂的一大特色。德国人后来把1983至1988 年期间在全西德范围内加装烟气净化设备的举措称之为“改装运动”。到1988年，西德已有95%的装机容量安装了烟气脱硫装置，燃煤电厂的二氧化硫排放量由1982年的155万吨降低到1991年的20万吨，削减幅度达到87%，在欧盟和世界范围内起到了很好的示范带头作用。

图 位于劳西茨的一个德国燃煤电站，德国已经决定于2038年彻底停运燃煤电厂。

由于燃煤电厂烟气在脱硝、除尘和脱硫的同时，可对汞产生协同脱除的效应。欧盟《大型燃烧装置的最佳可行技术参考文件》建议，汞的脱除优先考虑采用高效除尘、烟气脱硫和脱硝协同控制的技术路线。采用电除尘器或布袋除尘器后加装烟气脱硫装置，平均脱除效率在75%（电除尘器为50%，烟气脱硫为50%），若加上SCR装置可达90%。

在清洁煤领域，欧盟研究开发的项目有整体煤气化联合循环（IGCC）技术、煤和生物质及废弃物联合气化技术、循环流化床燃烧（简称CFB，当前主流清洁煤燃烧技术）技术、固体燃料气化与燃料电池联合循环技术等。

图 英国北约克郡的艾格伯勒燃煤电厂已经于2018年关闭,同年该厂区成为电影《速度与激情》的拍摄场地之一。

在欧洲，煤电发展现状和预期因国家而异。这主要取决于各国监管机构对脱碳、空气质量的政策，以及煤电在各国电力生产中的地位等。为了落实《巴黎协定》中的节能减排目标，欧洲各国政府也相继公布了淘汰煤电的时间表：英国决定在2025年前关闭所有煤电设施；法国计划到2021年关闭所有煤电厂；芬兰考虑到2030年全面禁煤；荷兰将从2030年起禁止使用燃煤发电等。类似情况也在世界其他地方发生。包括美国在内的许多国家正在远离煤炭，因为其他清洁能源正在变得越来越便宜，而环境法规也让这种矿物燃料的市场遇冷——既然燃煤发电有替代选择，为什么还要用呢？

中国：煤电排污标准比发达国家严

由于煤电在我国电力供应结构中占比超过一半，全面实施超低排放和节能改造，有利于提升我国煤电行业清洁、高效、高质量发展的水平。自2014年以来，我国大力推进国内各发电企业实施超低排放和节能改造工程。一方面推行更为严格的煤电能效环保标准，提出全国有条件的新建燃煤发电机组大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值，具备条件的现役燃煤机组实施超低排放改造。另一方面，有关部门进一步明确超低排放电价政策，有效降低了企业改造和运行成本。

图 燃煤电厂是20世纪最重要的人类遗产之一

据中国电力企业联合会统计，在2012年至2017年这5年间，在全国煤电装机容量增幅达30%的情况下，煤电的二氧化硫、氮氧化物、烟尘排放量下降幅度达86%、89%、85%。煤电机组供电标准煤耗从325克/千瓦时下降至312克/千瓦时。考虑到我国煤电装机容量全球最大，现在超低排放改造的基础容量已经超过7亿千瓦，这在全世界都绝无仅有。以前，我国的烟气污染物排放标准比发达国家要宽松，但现在我国燃煤电厂烟尘、二氧化硫和氮氧化物排放水平已与燃气电厂接近，比发达国家的排放要求严格50%以上。

图 印尼中爪哇岛哲帕拉的孩子们在燃煤电厂附近玩耍，对近在咫尺的污染源视若无睹。这种景象在煤电持续扩张的东南亚很常见。

中国的燃煤电厂发生的变化说明，煤电作为上个世纪遗留下来的象征物并没有过时，只要我们有智慧地对其进行充分利用，它就能继续生存并焕发出生机活力。

图 南非国有电力公司新建成的库塞尔燃煤电厂也采用湿法脱硫装置

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