來源: 發(fā)布時間:2017-11-8 13:40:5
德國:煤炭產(chǎn)業(yè)與能源的雙重轉(zhuǎn)型

 
煤炭是德國重要的能源資源,其開發(fā)利用對德國戰(zhàn)后基礎(chǔ)設(shè)施重建以及后來的經(jīng)濟繁榮發(fā)揮了巨大作用。
 
近10年來,出于對環(huán)保和降低成本等方面的考量,自2000年起,德國政府開始逐步放棄已初具規(guī)模的核電,并計劃于2025年前關(guān)閉所有核電站,徹底淘汰核能。
 
一方面是核電被禁,另一方面則是由于石油天然氣價格上漲以及全社會對環(huán)境和氣候變化的日益關(guān)注而導(dǎo)致的石油天然氣消費量下降。因此,朝煤炭能源轉(zhuǎn)型,似乎成為了德國無奈之下的必然出路。
 
然而,作為曾經(jīng)的“綠色先鋒”,如今煤炭用量大增確實令德國有些尷尬。于是,在這一進退兩難的背景下,德國開始探尋煤炭產(chǎn)業(yè)與能源的雙重轉(zhuǎn)型。
 
技術(shù)領(lǐng)跑
 
相對其他歐洲國家,德國煤炭資源比較豐富,2015年,煤炭生產(chǎn)占國內(nèi)能源生產(chǎn)的比重達到35.3%,燃煤發(fā)電比重占全國發(fā)電量的42.1%,均超過可再生能源占比,由此可見煤炭在德國能源生產(chǎn)行業(yè)中的支柱地位。其中,硬煤和褐煤是德國當(dāng)仁不讓的兩種主要煤炭產(chǎn)品。
 
德國主要的硬煤煤田有魯爾煤田、薩爾煤田、亞琛煤田以及伊本比倫煤田。
 
其中,魯爾煤田1850年的煤炭產(chǎn)量約為1.8公噸,1880年為2公噸,1900年為55公噸,1913年為103公噸,產(chǎn)量呈明顯上升趨勢。第一次世界大戰(zhàn)期間和20世紀20年代,魯爾煤田的硬煤產(chǎn)量有所下降,但隨后便出現(xiàn)了一個復(fù)蘇期。第二次世界大戰(zhàn)之后,德國硬煤年產(chǎn)量于1957年達到最高值,約為150公噸,其中123公噸是由魯爾煤田貢獻的。
 
緊隨其后的是薩爾煤田。不過,2008 年2月,薩爾煤田經(jīng)歷了煤礦開采活動引發(fā)的一連串地震事件,受到地震事故影響的部分煤礦也隨即被關(guān)閉,這對該地區(qū)煤炭生產(chǎn)造成了嚴重的影響。地震事件后, 薩爾煤田與薩爾州政府達成了協(xié)議,規(guī)定2012年取消對薩爾煤田開采活動的全部補貼。
 
由于德國礦井硬煤煤層多為薄或極薄煤層,開采深度較大,再加之地溫高、礦山壓力大、井下運輸距離長,硬煤產(chǎn)量逐年下降,因此亞琛礦區(qū)和伊本比倫礦區(qū)的生產(chǎn)嚴重萎縮。特別是亞琛礦區(qū),從1998年開始已經(jīng)不再開采硬煤。
 
褐煤與硬煤的不同之處在于,德國褐煤儲量豐富,且煤層厚、埋藏淺,全部采用露天開采方式,因而較之硬煤開采難度小,生產(chǎn)成本低且不需要政府補貼。再加之褐煤礦區(qū)和企業(yè)并沒有像硬煤礦區(qū)和企業(yè)那樣進行過大規(guī)模的合并、調(diào)整,因此對于德國來說,硬煤不具備作為戰(zhàn)略資源的優(yōu)勢,而褐煤作為戰(zhàn)略資源,產(chǎn)品在市場上具有競爭力。
 
其中主要的褐煤煤田有西部的萊茵煤田、東部的勞齊茨煤田和中部煤田等。自1990年以來,德國西部褐煤產(chǎn)量基本保持穩(wěn)定,東部褐煤產(chǎn)量則從1990 年的248.92公噸下降到2008年的77.41公噸。到2008年,德國褐煤產(chǎn)量的92%用于發(fā)電和集中供暖。
 
除了在儲量上具備得天獨厚的優(yōu)勢,德國煤炭開采技術(shù)與裝備也十分先進,甚至可以說領(lǐng)跑世界。其中,薄煤層主要采用刨煤機,中厚煤層主要采用強力采煤機,并且采煤機和液壓支架等開采裝備的可靠性都非常高。
 
雖然德國所有硬煤礦井均為瓦斯礦井,且普遍存在沖擊地壓危險,開采深度較大,但與之相對應(yīng)的是,1988年以來,德國硬煤礦井的百萬噸死亡率一直保持在0.42左右,甚至于很多年份都低于0.1。對此,德國礦業(yè)協(xié)會的專家認為,這很大程度上歸功于德國一直很重視煤礦安全技術(shù)的研發(fā)。
 
比如,在德國有一種被稱為“超越現(xiàn)實”的安全技術(shù),它是一種高安全性的通訊技術(shù),可以完全改變井下礦工的工作方式。礦工通過“數(shù)字眼鏡”查看出現(xiàn)故障的機器,而電腦則會給出非常詳細的、有動畫演示的維修步驟。完全由電腦來檢查并處理數(shù)據(jù)使得礦工不再需要親自去檢查機器,這種安全技術(shù)還可以代替礦工執(zhí)行危險工序,如在惡劣地下環(huán)境分揀煤等,從而避免了突發(fā)的礦難事故導(dǎo)致的人員傷亡。
 
據(jù)悉,除了德國的煤礦,目前西門子公司、大眾和福特汽車公司也已經(jīng)開始在生產(chǎn)和維修中利用這項全新的技術(shù)。
 
“雙重”轉(zhuǎn)型
 
如前所述,正因為較之硬煤來說優(yōu)勢顯著,因而褐煤成為了德國使用最為廣泛的煤炭產(chǎn)品。然而尷尬的是,褐煤恰恰是環(huán)境污染最為嚴重的煤炭品種之一。
 
褐煤又名柴煤,是煤化程度最低、介于泥炭與瀝青煤之間的棕黑色、無光澤的低級煤。由于褐煤的煤化程度太低,造成燃燒時會有大量的黑灰飄在空中,如果不經(jīng)過洗煤處理和提煉,大量使用劣質(zhì)褐煤將導(dǎo)致環(huán)境問題的日益惡化。
 
盡管采用了高度機械化和規(guī);淖鳂I(yè),并盡可能地做到環(huán)保、高效,但是德國褐煤的露天開采依然給環(huán)境帶來了巨大的干擾和破壞。因此,作為曾經(jīng)的“綠色先鋒”,如今煤炭用量大增確實令德國有些尷尬。
 
一方面是環(huán)保帶來的迫切需求;另一方面,從20世紀70年代開始,魯爾等典型礦區(qū)煤炭開采也陸續(xù)進入枯竭期。因而德國政府試圖采取各種措施,努力促進煤炭產(chǎn)業(yè)與能源的雙重轉(zhuǎn)型。
 
首先在煤炭產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型方面,德國煤炭產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型實踐可謂是與德國“供應(yīng)可靠、有利環(huán)境、價格便宜”的能源政策目標(biāo)息息相關(guān)。
 
為保證煤炭資源的供應(yīng),德國對煤炭產(chǎn)業(yè)的支持除了采取價格補貼、所得稅優(yōu)惠,針對煤礦生產(chǎn)合理化、提高勞動生產(chǎn)率和安排轉(zhuǎn)業(yè)人員進行補助等常規(guī)措施外,還為保障能源供應(yīng)而采取政府收購,對礦工進行退休金補貼,限制進口,研發(fā)補貼等措施。
 
以價格補貼為例,德國政府鼓勵燃煤電廠、鋼廠使用本國煤炭,從1975年開始向電力消費者征收附加費,實施了長達30年的煤炭價格補貼。與此同時,德國還在魯爾地區(qū)積極開展煤炭產(chǎn)業(yè)鏈的延伸,發(fā)展煤化工與煤電產(chǎn)業(yè)。
 
得益于長期的保護,德國已經(jīng)具備了一些世界領(lǐng)先的煤炭加工利用技術(shù)。此外,政府還采取了多元化發(fā)展措施,引入了高校、科研機構(gòu),加強基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),鼓勵新建勞動密集型、科技型中小企業(yè),通過發(fā)放就業(yè)補貼的方式,刺激企業(yè)吸納煤炭產(chǎn)業(yè)退出的勞動力。目前,魯爾區(qū)已走出單一的煤鋼傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式,實現(xiàn)了煤鋼產(chǎn)業(yè)與信息、生物技術(shù)等新經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)相結(jié)合的協(xié)調(diào)發(fā)展。
 
除了提供各種政策優(yōu)惠積極促進煤炭產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型,從根本上而言,德國還積極推動全國能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型。
 
德國的能源生產(chǎn)結(jié)構(gòu)與消費結(jié)構(gòu)變化與世界能源結(jié)構(gòu)變遷基本保持一致,清潔能源比重不斷提高,尤其最近10年,德國的能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型可謂引領(lǐng)了世界能源結(jié)構(gòu)變革的潮流。
 
2010 年,德國政府提出并開始實施“能源轉(zhuǎn)型”戰(zhàn)略計劃,并制定了宏偉的可再生能源發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo),以逐步替代傳統(tǒng)的化石能源,兌現(xiàn)對國際氣候變化的減排承諾。這一宏偉的戰(zhàn)略目標(biāo)包括使可再生能源發(fā)電比重從當(dāng)時的26%逐步提高到2050年的80%;與1990 年相比,2050年溫室氣體排放量下降80%~95%等等。
 
然而2011年的日本福島核電事件讓德國政府對核電安全性的擔(dān)憂再度升級,于是,“能源轉(zhuǎn)型”計劃將“去核”的時間表提前到了2022年,并要求2035年將可再生能源(主要是風(fēng)能和太陽能)發(fā)電比例提高到55%~60%。新的計劃表使得整個能源結(jié)構(gòu)推進過程大大提前,也使可再生能源發(fā)展面臨極大挑戰(zhàn)。
 
而在“去煤化”方面,雖然目前德國還沒有出臺具體的時間表和詳細行動方案,但是有關(guān)煤炭去留的爭論已經(jīng)取得了一些進展,政府部門也已經(jīng)取消了征收煤電稅費。
 
同時,有關(guān)研究機構(gòu)對德國淘汰煤電的技術(shù)路線圖的研究也有了初步結(jié)果。研究指出,德國煤炭必須用35年的時間,分批、分段逐步淘汰和過渡,具體而言是在2015年淘汰17.3GW 老舊燃煤機組;在2016~2025年期間繼續(xù)淘汰12.3GW 的機組容量;2026~2035年期間淘汰7.2GW 的機組容量。除此之外,剩下的比較先進的7.8GW容量可能會面臨被關(guān)閉的風(fēng)險, 或者是承受嚴格的排放限制。按照這一路線推進,既可保障煤炭產(chǎn)業(yè)的平穩(wěn)過渡,還能促使有關(guān)氣候減排目標(biāo)的實現(xiàn)。
 
無論如何,德國政府已經(jīng)認識到“能源轉(zhuǎn)型”是國家通向安全、環(huán)保和經(jīng)濟成功的未來之路,其進程勢不可擋。但全面調(diào)整德國的能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)不能一蹴而就的,這需要基于科學(xué)性、合理性、公平性的政策決斷以及社會各界的共同努力!
 
《科學(xué)新聞》 (科學(xué)新聞2017年10月刊 視野)
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