1. 資源稟賦決定能源結(jié)構(gòu)
一次能源結(jié)構(gòu)以煤為主。 我國一次能源結(jié)構(gòu)具有“富煤、貧油、少氣”的特征，雖然歷經(jīng)多年的能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，到 2015 年煤炭消費量占我國一次能源總消費量的比重仍然高達63.7%，石油和天然氣的占比合計僅為 24.5%，可再生能源（不含水電）占比僅為 2%。與世界平均水平相比，我國能源結(jié)構(gòu)仍然過度以煤炭為主的化石能用。
2015 年中國和世界一次能源結(jié)構(gòu)對比
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煤炭資源豐富、石油天然氣供應不足決定了我國以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)。 我國煤炭資源豐富， 2015 年，我國原煤產(chǎn)量 37.5 億噸，約占我國一次能源生產(chǎn)總量 72.1%。 3000m 以淺煤炭資源總量 103340 億噸，其中大陸區(qū) 2000m 以淺煤炭資源量 58260.2 億噸。同時，經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護拉動中國天然氣剛性需求快速增長，特別是受治理霧霾天氣影響，全國多個省份加快了“煤改氣”進程，導致天然氣需求量過快過猛增長。 2014 年我國天然氣表觀消費量已達到 1800 億立方米，天然氣進口達到 580 億立方米，對外依存度達到 32.2%。
天然氣供應不足導致“氣荒”時有發(fā)生，嚴重影響區(qū)域能源安全和社會穩(wěn)定。此外，中國油氣進口由于遠洋自主運輸能力不足、地緣政治形勢等因素影響，難以形成穩(wěn)定可靠的油氣供應來源，直接影響到中國的經(jīng)濟安全。
我國石油對外依存度
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我國天然氣對外依存度
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煤炭是我國重要的能源基礎和化工原料，為國民經(jīng)濟發(fā)展和社會穩(wěn)定提供了重要支撐。煤炭也是我國最豐富的能源資源，占我國已探明化石能源資源總量的 94%左右，是我國最豐富、最基礎的能源資源。而與其他能源資源相比，煤炭是我國最經(jīng)濟的能源資源。預測，到 2020 年全國煤炭消費量將達 48 億噸左右。綜合考慮我國能源產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢，受資源稟賦、技術經(jīng)濟發(fā)展水平等因素制約，未來相當長的一段時期內(nèi)，煤炭仍將是我國重要的基礎能源。
就電力裝機口徑而言，我國燃煤發(fā)電機組占比超過 67%，燃煤機組為主的火力發(fā)電在發(fā)電成本和電能質(zhì)量方面都具有顯著優(yōu)勢。不僅如此，基于目前可再生能源發(fā)展基金的運作機制，實際上火力發(fā)電憑借其顯著的成本優(yōu)勢實際上是在大量補貼較高成本的風電、光伏、生物質(zhì)等高成本可再生能源。這種補貼機制一方面確實推動了能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，加速了清潔能源裝機規(guī)模的增長；另一方面也變相推高了終端電價，增加了全社會用電負擔，降低了中國經(jīng)濟的潛在增長水平。這種補貼機制的存在本身就決定了中國的電源結(jié)構(gòu)仍將長期以燃煤機組為主。
全國分類型發(fā)電裝機容量情況
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根據(jù)美國能源信息署(EIA)2011 年 10 月 11 日發(fā)布的《2011 年國際能源展望(IEO -2011)》預測， 到 2035 年化石燃料仍將占世界能源消費量的 78%。按照 IEO-2011 參考情景，到2035 年中國能源需求量將比美國高 68%。世界煤炭消費量將從 2008 年的 139×1015Btu(1Btu=1055.06J，下同)增加到 2035 的 209×1015Btu，年均增長率為 1.5%，中國將占世界煤炭消費凈增值的 76%。由表 2 可見，到 2050 年中國的能源結(jié)構(gòu)將發(fā)生很大變化，煤炭所占比例將從 2010 年的 70%下降到 2050 年的 27%~31%， 石油所占比例將從 18%下降到 14%~15%，而天然氣將從 4%上升到 12%~16%，非化石能源從 8%上升到 39%~46%。
但是化石能源在一次能源中的比例仍將超過 50%，在化石燃料中，煤炭占 50%左右。而煤電一直是世界電力的主要來源， 2008 年世界發(fā)電量的 40.9%是煤電，其中尤以中國煤電比例最大：中國為 78.9%，印度為 68.6%，美國為 49.1%，德國為 46.1%，日本為 26.8%。
2050 年中國能源消費量和有關的碳排放量預測
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2. 煤炭燃燒造成大氣污染的主要污染源， 造成巨大環(huán)保壓力
以燃燒為主的煤炭開發(fā)利用是目前造成大氣污染的主要原因。 單位熱量燃煤產(chǎn)生的 CO2排放比石油和天然氣分別高出 36%和 61%， 同時在煤炭燃燒過程中排放的煙塵、二氧化硫、氮氧化物、三氧化硫、汞等物質(zhì)都是造成目前大氣污染的主要污染源。
火電廠在尾端煙氣除塵脫硫脫硝方面已經(jīng)取得了巨大的成果。 截止到 2015 年，我國火電脫硫機組容量已達 8.2 億千瓦，是 2005 年火電脫硫機組容量 0.42 億千瓦的 19.5 倍；火電脫硫機組容量占總裝機量的比例也從 2005 年的 12%躥升到 2012 年的 92%， 隨后進入穩(wěn)定期。 由此我們可以看出火電脫硫裝機量不僅隨著火電總裝機量在增長，還對存量電廠進行了大量的改造工作，火電脫硫行業(yè)在過去十年里進行了爆發(fā)式的增長。
2005-2015 年全國脫硫機組容量（億千瓦）
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火電行業(yè)燃煤機組的污染物排放量高，一向是環(huán)保治理的重點， 從 2011 年新版《火電廠大氣污染物排放標準》 到 2014 年發(fā)改委提出更嚴格的“超低排放”， 火電廠煙氣排放標準歷經(jīng)數(shù)次提高，目前最新的超凈排放標準已經(jīng)與燃氣機組排放標準一致。
火電大氣污染物排放標準變化
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火電排放涉及指標逐漸增多， 為相關環(huán)保公司打開新業(yè)務空間。火電廠主要污染物為煙塵、二氧化硫、氮氧化物，除此之外還有三氧化硫、一氧化碳、重金屬、 POPs 和 VOCs 等多種污染物，雖然排放量不高但危害不容忽視。在主要污染物排放設施已經(jīng)逐漸健全的情況下，政策開始偏向其他污染物的治理，在新版排放標準中已經(jīng)增設了汞及其化合物的濃度限值，未來的排放標準可能會涉及更多類別的污染物， 將為相關環(huán)保公司開拓新的增長空間。
目前非電煤炭消費是大氣污染主因，急需治理。 然而中國超過 50%的煤炭消費量是來自非火電行業(yè)，這里既包括非火電行業(yè)的燃煤鍋爐燃燒，又包括冶金、建材、化工、有色等行業(yè)使用的原料煤。相比較與目前環(huán)保設施已經(jīng)武裝到牙齒的大型火電燃煤機組而言，這些非火電行業(yè)煤炭消費成了下一步治理大氣污染的重中之重，煤炭清潔利用也將是長期的產(chǎn)業(yè)方向。
2015 年我國煤炭消費結(jié)構(gòu)
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3. 煤炭清潔利用是中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)的長期方向
技術上，煤炭在開采、轉(zhuǎn)化、發(fā)電與終端消費的過程中存在巨大的清潔化空間。 煤炭污染是現(xiàn)實問題，而這并非是煤炭自身的問題，只是由于人們對它的開采、加工和利用方式粗放，才引起人們不愿意看到的污染問題。 理論上煤炭清潔利用后可以達到的能源轉(zhuǎn)換效率和污染物（除 CO2 以外） 排放都可以接近或達到天然氣的水平。
經(jīng)濟性上， 煤價弱勢格局確立，煤炭情節(jié)利用投資回報率可觀。 在經(jīng)濟結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和環(huán)保壓力劇增的大背景下，煤炭作為潛在產(chǎn)能過剩的劣質(zhì)能源，其價格很可能將長期處于弱勢格局。這樣的大背景為煤炭清潔利用打開了廣闊的市場空間，其他非煤炭能源（石油、天然氣、可再生能源等）對煤炭的替代越多，煤炭價格越低，開發(fā)和投資煤炭清潔利用的投資回報率就越高。這樣樸素經(jīng)濟學關系就決定了煤炭清潔利用在中國注定將擁有廣闊的前景。
2011 年以來秦皇島動力煤價格變化
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