环境管制背景下的煤炭工业前景

中国工业经济联合会、中国煤炭工业协会、
中国煤炭经济研究会、煤炭经济研究编辑部
联合举办
推进煤炭产业结构优化升级
走新型工业化道路 大型论坛(四)
环境管制背景下的煤炭工业前景———煤炭工业和环境协调发展之路
施训鹏
一、引言
自从1972年斯德哥尔摩会议后,环境问题日渐为世界瞩目。

煤炭的生产和消费有着广泛的环境影响,比如采矿引起的土地塌陷、耕地占用、水污染、尾矿等本地的环境问题;煤炭消费造成的大气污染、酸雨、气候变化等地区乃至国际的环境问题。

因为其影响程度以及国际性,地区和国际的环境问题尤为人们关注。

本文将环境管制定义为对那些与环境污染和气候变化有关的管制,如对SO2、CO2、NO x、悬浮物等进行的管制。

相关的管制制度的定义也是广义的,包括国际法律中的条约、协定、指令、指南以及国内的法律、法规等。

环境管制影响煤炭的生产、运输和消费,并最终改变煤炭在燃料能源中的竞争力。

例如,提高CO2排放成本就可使得那些含碳量低的能源更具有竞争力。

从这点上看,环境和煤炭是对立的。

煤炭对环境的破坏使得煤炭不受环境的欢迎;同时由于环境管制给煤炭带来的额外成本,环境也不受煤炭的欢迎。

一种普遍的观点认为,严格的环境管制可能使得煤炭工业前景黯淡,比如关于煤炭工业是夕阳工业的论述。

过去有很多文章反驳这种悲观的论调。

这些文章,往往用煤炭储量优势,一次能源结构演变,国家能源安全等理由来证明煤炭工业的前景是光明的。

但是,它们没能回答以下几个关键的问题:煤炭工业如何克服环境管制的负作用?如何理解西欧煤炭工业的衰落?替代能源什么时候能起作用?起多大作用?这些文章也忽视了环境管制对煤炭工业有利的一面。

总之,它们没能看到环境与煤炭和谐发展的可能性。

本文认为,通过内部化煤炭的环境成本,环境管制将对煤炭有促进作用;当系统地考察经济增长、技术进步和环境时,环境管制没有、也不会在全世界范围内使得煤炭产销量下降,反倒能使得煤炭对社会的贡献最大化。

总之,煤炭的绝对使用量不会有明显下降,甚至会继续保持上升态势;因
而,本文认为,环境管制能使得煤炭工业和环境更加和谐,并使得煤炭工业走上可持续发展的道路。

二、环境管制和煤炭工业的关系研究11国际环境管制和世界煤炭工业。

和煤炭相关的国际环境管制主要有:1979年联合国《大范围跨境大气污染公约》、1985年《SO 2议定书》、1992年联合国《气候变化框架公约》、1997年《京都议定书》、1998年《氮氧化合物议定书》,以及世界银行等众多非政府机构发布的无数环境指针、指南等。

气候变化会产生巨大的甚至是灾难性的后果。

因此,即使在温室气体和气候变化之间关系很不确定的情况下,全球控制温室气体的行动仍旧在开展。

《京都议定书》就在其中扮演了一个很重要的角色。

CO 2从体积上说,是温室气体的最主要成员,
尽管其造成的后果并不是最严重。

由于全球对温室气体的控制,CO 2也必然面临同样的控制。

而全球对SO 2和NO x 管制的规定已经存在很久,比较成熟,效果也很明显。

众所周知,煤炭是化石能源中单位能源CO 2排放量最大的,相对而言,《气候变化框架公约》和《京都议定书》对煤炭工业将产生长期的、不可预见的影响。

资料来源:EIA ,http ://www 1eia 1doe 1gov/oiaf/ieo/figure-531html
图1　1970～2020年世界煤炭消费实际及预测
因为上述这些缘故,很多人认为煤炭工业的前景不够光明。

这种观念在上世纪60、70年代的美国就很盛行,因为当时美国的《大气清洁法案》首次提出对污染进行控制,人们担心这会影响到煤炭工业的发展。

而在中国,煤炭工业是夕阳工业的论调现在仍然存在。

然而,世界范围内的现实表明,长期来说,环境管制并没有导致煤炭工业衰落(见图1)。

在过去30年里,尽管出现了越来越多的和煤炭工业相
关的环境管制,全世界总的煤炭需求量仍增长了60%。

根据美国能源署的预测,今后20年里,世界煤炭的消费将进一步增长,消费增加的主要地区是美国、日本、亚洲发展中国家(中国、印度是主要的增长点);西欧和前苏联地区的煤炭消费将下降。

前苏联地区的煤炭消费下降主要是因为经济崩溃和能源结构调整[1]。

西欧的情形本文将作详细分析。

21西欧的环境管制和煤炭工业。

西欧的煤炭工业衰落经常被认为是世界煤炭工业的发展趋势。

这种观点认为,既然环境管制能使西欧的煤炭工业衰落,在世界其他地区必然也会产生类似的情形。

这种观点错在没有正确认识西欧煤炭工业衰落的复杂原因,而简单地将其归结为环境管制的作用。

对西欧煤炭工业的实际必须进行重新认识,这有利于从根本上消除对煤炭的悲观预期。

西欧的环境管制主要分两个层次:一个是欧盟的环境管制,另一个是各成员国的环境管制。

由于欧盟的经济驱动性,直到1972年它才形成了环境方面的规章。

不过,现在它已经有了200多个规章。

第一个共同体范围内的空气质量标准是1980年《空气质量指令》。

这个指令是关于烟尘和SO 2的,关于NO 2的到1985年才制定。

其他可能对煤炭工业有影响的环境规章主要是1988年欧共体大型燃烧指令和气候变化战略。

欧盟和各成员国都是《气候变化框架公约》和《京都议定书》的缔约国。

欧盟承诺在2008～2012年将CO 2排放量在1990的水平上降低8%。

1992年,欧盟提出对CO 2排放和能源征税。

这项措施据预计可能使得无烟煤的价格上升58%,天然气和石油的价格各自上升14%和6%[2]。

到2001年,有8个成员国开征了这种税收。

英国虽没有开征此项税收,但英国雄心勃勃地准备2010年的CO 2排放量要在1990年的基础上降低20%[3]。

西欧的煤炭工业面临着很严峻的形势。

煤炭的年产量从上世纪60年代初的6亿t ,跌到了2000年的8600万t ;从1990～1999年,煤炭消费量减少了300多万t [4]。

现在西欧只有法国、德国、英国和西班牙继续生产煤炭。

其中法国提出到2005年从煤炭工业退出。

然而,西欧的煤炭工业衰落并不完全是环境管制造成的。

西欧各国对煤炭工业巨额补贴表明(见
表1和表2),煤炭工业的衰落是因为高昂的生产成本使得本国的煤炭难以和廉价的进口煤炭进行竞争,也就是说,西欧煤炭工业的衰落是因为世界范围内的生产分工所导致。

表1　1995～2001年西欧煤炭生产和补贴
年　度
法国、德国和西班牙英国煤炭公司
生产量(万t)补贴(亿英镑)生产量(万t)补贴(万英镑) 199583003637100
199680004134900
199769003631800
199863003225600
199963003222500
200055002919105330
200149002219602170
合计46200228190607500
　资料来源:英国煤炭公司(U K COAL,即以前的RJB矿业)报告,Facts about British coal production,http://www1rjb1co1uk/reports/docfact1htm 表2　2000年西欧煤炭补贴、产量和进口均价
国　家
补贴
(百万美元)
硬煤产量
(百万t)
平均煤补贴
(美元/t)
进口煤炭均价
(美元/t)
德　国4245401410532西班牙1035161463
32
法　国93341919236
英　国1323513438
资料来源:EIA,International Energy Outlook2002,http://
www1eia1doe1gov/oiaf/ieo/coal1html
1999年德国政府给煤炭工业47亿欧元的补贴,相当于每一个煤炭工人获得7万欧元的补贴;同年,西班牙煤炭补贴相当于每个工人获得6万欧元的补贴[5]。

作为西欧最大的煤炭生产国,英国的实际情况是上述结论的有力证据。

在英国,可能对煤炭产生影响的环境规章已经存在了很长时间,如1956和1968年的《清洁空气法案》,1974年的《污染控制法案》,等等。

但是,煤炭只是在上世纪80年代初才发生了极大的转折。

这个转折和环境管制没有逻辑关系。

从逻辑上说,环境管制首先会作用于煤炭消费,也就是说,如果是环境管制造成了煤炭衰落的话,煤炭消费的下降应该比煤炭生产下降得快。

然而,在英国,情况和这种推理恰恰相反:煤炭生产的下降比煤炭消费的下降快(见图2)。

资料来源:EIA http://www1eia1doe1gov/emeu/cabs/coal
图2　1980～2000年英国煤炭生产和消费情况
实际上,英国煤炭的衰落主要是因为电力工业的私有化。

电力私有化造成了大量燃气电厂的出现。

这种私有化还使得更多的发电企业选择国外相对便宜的煤炭,结果造成国内煤炭生产的衰落。

2000年以前,英国没有给煤炭工业补贴,主要是因为用户承担了高额价格使得本国的生产得以继续。

2001年,由于购买便宜的进口煤炭,英国发电厂购买的煤炭价格和1990年相比下降了35%[4]。

IEA预测,尽管本地的煤炭产量保持下降趋势,在未来30年内,欧洲未来的煤炭消费量将只下降不到014%[7]。

通过以上分析,可以肯定地得出结论,西欧的煤炭衰落不会成为全世界共同的趋势,也不能归结于环境管制的结果。

因此,西欧的情况,不能用来作为煤炭工业前景黯淡的证据。

31美国的环境管制和煤炭工业。

选择美国作为研究对象,不是因为其唯一的超级大国地位,而是因为其作为煤炭生产消费大国建立了完善的环境管制体系。

这种情况领先于其它产煤国家,如中国和印度。

因此,美国的情况是研究环境管制对煤炭真实影响的很好的样本。

美国第一个和煤炭有关的环境管制是《清洁空气法案》。

该法案最初于1963年通过,以后经历多次修正。

在其1970年的修正案中,第一次提出了全国动手去提高空气质量。

从那以后,更多的环境法律和规章出现。

1977年的修正案第一次提出了空气污染限量的概念,如对悬浮物、铅、CO2、SO2和NO x的封顶控制。

《清洁大气法案》和其指
导的联邦和州规章、标准一起,构成了环境污染控制系统。

美国也是联合国《气候变化框架公约》和《京都议定书》的缔约国,但布什政府在2001年宣布不支持《京都议定书》。

尽管如此,本着谨慎的原则,本文仍把气候变化管制作为未来的约束因素。

因为从1977年环境管制开始影响煤炭工业,本文重点研究1977年后的煤炭工业情况。

1997年后的煤炭工业发展出乎很多人的意料。

尽管出现了越来越多的环境管制,煤炭工业不但没有失去竞争力,相反,煤炭产量不断增加,且价格不断下降,见图3、图4。

资料来源:EIA ,Annual Energy Review 2001,http ://
www 1eia 1doe 1gov/emeu/aer
图3　以1996年美元计算的1978～2000
年美国煤炭价格走势
资料来源:EIA ,Annual Energy Review 2001,http ://
www 1eia 1doe 1gov/emeu/aer
图4　1978～2001年美国煤炭产量
更值得注意的是,尽管未来环境管制带来的煤炭成本会越来越高,预计美国煤炭工业在未来还将继续保持增长的态势,见表3。

表3　2003年能源年评及展望
项 目2015
2020
参照情况
经济低增长情况经济高增长情况基准情况经济低增长情况经济高增长情况产量(百万短吨)128612581322135913141412坑口价格(＄
)141671415414176141381410614179到发电厂评价价格(＄
)23116
22178
23162
22145
21185
23120
数据来源:EIA ,Annual Energy Outlook 2003,http ://www 1eia 1doe 1gov/oiaf/aeo/tb1241html
另外一个值得注意的情况时,尽管煤炭的消费持续增长,1996年的排放量仅是1970年的67%,
预计2015年的排放量仅是1970年的47%[8]。

美国的事实表明,从长期来看,环境管制并没有损害煤炭工业。

相反,在环境管制下,煤炭工业可能更具有竞争力。

41研究小结。

世界煤炭工业的实际情况表明,尽管有越来越多的环境管制措施出现,煤炭生产和消费将继续增长。

煤炭工业在西欧的衰落主要不是环境管制造成的。

因此,在此基础上宣称世界范围内的煤炭工业衰落是错误的。

美国的事实表明,煤炭工业可以战胜环境管制的负面影响,甚至能伴随着环境管制的实施而持续发展。

而且,经济增长的需求,一定程度上抵消了一些环境管制的负面冲击。

三、环境管制的经济学分析
11环境管制的经济学分析:煤炭资源的可持续发展之路。

煤炭是一种稀缺资源。

这意味着,任何一单位的煤炭消费会比前一单位有更多的成本更少的收益,在经济学上这叫边际社会成本(MSC )递增和边际社会收益(MSB )递减。

当MSB =MSC 时,煤炭被最有效率地使用了,任何额外单位的消费都会给全社会带来净损失,也就是说,Q 1是煤炭的最佳使用量。

见图5。

图5　环境管制的经济学分析
不过,在缺乏环境管制的时候,煤炭的使用量
在最佳的使用量之上,原因如下:缺乏环境管制时,一些成本,如污染成本,由社会来承担(在经济学上称为外部性,或外部不经济)。

这样,除了
在他们共同的出发点,消费者的私人边际成本(MPC)曲线就会在社会边际成本曲线之下。

而MSB,不管是指整个社会还是个体平均,都是一样的。

这样,两者形成的新的交叉点Q r,表明了现实生活中的煤炭使用量,要比理想的最佳使用量Q1高,同时,社会面临着MSCr-MSBr的净损失。

外部性越大,煤炭的实际消费量就越大,社会的净损失也越大。

假如所有的成本都外部化以后,私人边际成本MPC就和X轴重合,此时,它与MSB的交点在无穷远点,也就是说,消费者将倾向用完所有的煤炭资源,而社会也将面临巨大的成本负担。

环境管制能够将这些外部成本内部化,使得煤炭的使用量接近最佳使用量,也就是说,能促使煤炭对整个社会的贡献最大化,从而也能使得煤炭更受社会的欢迎。

在此种情况下,一些低等级的边际煤炭资源,如Q r-Q1的量,被节省了下来。

当新的技术,如脱硫、排放控制、燃烧等技术降低了煤炭使用的成本,或者煤炭的比较效益上升后(边际曲线分别从MSB,MSC移动到MSB1和MSC1),那些以前被节省下来的煤炭,就可以以对社会有利的方式使用了。

这种机制是煤炭和环境管制协调的经济机制。

1997年,美国环境保护署计算了《清洁空气法案》在1970年和1990年之间的效益,发现仅收益就高达2117万亿美元[9]。

21单位煤炭的排出量呈下降趋势。

限制CO2的排放,不一定就必然导致煤炭生产和消费的下降。

环境管制能促进洁净煤技术的发展。

这些技术能分离和固定CO2而不是排放,也就是说,单位煤炭的CO2排放量会下降。

图6中,直线表示煤炭消费量和CO2排放两者的关系。

如果这种关系始终维持在直线I,那么当环境管制要求CO2排放量从P降到P1时,煤炭的消费量会骤然从Q降到Q1。

然而,由于新技术的作用,未来的排放关系可能会是直线F I,这时候煤炭下降的幅度会小一些。

如果关系变成F I I,即使面临环境管制,煤炭的消费量也会增加。

这种技术不是空想的,比如可能即将商业化的联合气化燃烧循环技术(IGCC),能使得发电燃烧效率提高20%～30%,并且减排效果比现有的污染控制技术还要好[1]。

图6　在不同条件下单位煤炭的废气排放量
一项对英国的研究表明,即使简单地使用现代的超临界电厂替换一两个英国的发电站,所节约的CO2排放量也比迄今为止英国所有的可再生能源所节约的排放量还要多,而且更便宜。

这项研究还显示IGCC能够达到CO2的零排放[7]。

美国能源部也相信,煤炭能达到零排放。

它认为,除了IGCC,气化和燃料细胞(Fuel Cell)一体化技术(IGFC)也可能提高60%的效率并零排放[10]。

31环境管制对煤炭工业有利的一面。

需要说明的是,尽管这里在讨论环境管制对煤炭工业的有利方面,这并不表示环境管制所带来的所有影响都是煤炭应该承受的。

比如环境管制实施的成本就不是社会所希望的。

环境管制能促进煤炭工业结构升级和行业优化。

一项研究表明,严格的环境管制能使得那些企业标准高于环境标准的企业获得比较优势,并能促进技术革新。

也就是说,能降低成本和减少环境损害,从而使得部份抵消环境成本的新技术能更可能地被发明出来[11]。

环境管制能促进公司的创新。

这反过来,又能促进环境管制的发展。

随着管制的愈加严格,那些不能满足环境要求的公司必将破产。

这种破产提升了煤炭企业的整体素质。

这样,煤炭和环境就可能进入一个良性互动。

洁净煤技术就是一个很好的证明。

环境管制有利于吸引投资。

缺乏环境管制的国家很难吸引到外资。

这表面上看有点矛盾。

但是,考虑到将来实施环境管制的可能性,考虑到投资者
厌恶不确定性带来的风险,就可以理解。

实际上,在缺乏环境管制的国家,总会有一大堆责任不明的历史遗留问题,使得新的投资者望而却步。

比如,中国大量存在的、非常严重的矿井关闭问题,没有人知道该怎么办,因为政府、企业、社区都没有能力去做。

当然,也不能有过多的管制。

41煤炭的替代能源。

煤炭和其替代能源间竞争的结果还很不明确。

现在还不能断定哪一个是长期的选择。

煤炭是化石能源中资源最丰富的。

2001年末,世界煤炭可采储量为9844153亿t,以当前的产量水平,可以开采216年;而石油和天然气各自只能开采4013年和6119年[12]。

实际中,煤炭液化的需求在上升。

如果此类技术更加成熟,煤炭将获得更有利的地位。

最有希望替代煤炭的可再生能源,至少目前还没能力承担起世界发展的重任。

EIA指出核能和水电的前景都不很明朗。

核电因为安全性问题,受到越来越大的压力,西方一些国家已经限制核电的发展。

而水电的主要问题,是人们日益认识到其潜在的巨大的生态后果。

从环境保护中通行的谨慎原则出发,国际社会对这类项目一般不急于建设。

因为环境一但被破坏,就不可能恢复。

三峡工程在国际上引起巨大的争论,就是因为环境问题。

再者,由于水电对自然的依赖性,不能够保证电力的连续供应。

此外,煤炭和其替代物在温室气体排放上的差别远比人们的想象要小,因此还不能就此断定,环境管制会很大程度地改变能源消费结构。

洁净煤技术也会进一步帮助煤炭和它的替代能源作斗争。

如果CO2的固定技术能达到合理的成本,碳燃料可能至少和它们的替代品价格一样,甚至更加便宜[7]。

四、结论
表面看起来,环境管制造成的高成本会损害到煤炭工业,但是由于煤炭工业总能积极地找到对策,这种观点实际上并不正确。

世界煤炭工业的发展历史表明,环境管制是促进煤炭工业发展的动力之一。

从理论上讲,环境管制应该严格到足以将煤炭工业中所有的外部成本内部化。

只有如此,才能促进人类更加有效、更加经济地使用煤炭资源,最终使得煤炭能够最大限度地贡献于社会。

长期来看,环境管制将促进煤炭工业的可持续发展,从而使得环境和人类的关系更加和谐。

煤炭和环境有着潜在的积极关系,能够和环境管制协调发展。

生产率、技术以及其它要素的进步,能使得煤炭在洁净利用和价格方面同其它能源相比,更具有竞争力。

这将有利于煤炭生产和消费的增长。

特别说明的是,尽管本文将气候变化作为未来的假设背景,气候变化和温室气体的关系仍旧不确定。

如果温室气体不构成对环境的威胁,未来的煤炭前景将比本文分析的更加光明。

也就是说,本文的结论,尽管比较乐观,但还是比较保守的。

参考文献:
[1]　EIA1International Energy Outlook20011http://
www1eia1doe1gov/oiaf/archive/ieo01/coal1html1
[2]　Johnson SP,G1Corcelle G1Environmental Policy of the Euro2
pean Communities(2nd ed1)(London:K luwer Law Internation2 al,1997)1
[3]　英国贸易与工业部1Impact of Energy on the Environment and
Society1http://www1dti1gov1uk/energy/environment/energy-
impact/impact-booklet1pdf1
[4]　EIA1International Energy Outlook20021http://
www1eia1doe1gov/oiaf/ieo/coal1html1
[5]　G O THENBURG1European Council,Phasing out of subsidies to
fossil fuel production and consumption by20101http://eu2 ropa1eu1int/comm/gothenburg-council/pdf/coal-en1pdf1
[6]　英国贸易与工业部1Quarterly Energy Prices-December
20021http://www1dti1gov1uk/energy/inform/energy-prices/
content1shtm1#secton-321
[7]　K eay M1The View from Europe and elsewhere1Oxford Energy
Forum1Issue52(2003)1http://www1wci-coal1com/up2 loads/oef1doc1
[8]　Environmental and coal,http://www1ceednet1org/educ/envi2
ronment1htm1
[9]　Tietenbery T1Environmental and Natural Resource Economics
(5th ed1)(2002)1
[10]　The US Department of Energy1“Vision21”program http://
www1fe1doe1gov/coal-power/vision211
[11]　Warhurst A1the Limitations of Environmental Regulation in
Mining1in R1G1Eggert(eds1)Mining and the Environment:
International Perspectives on Public Policy,(Washington:Re2
sources for the Future,1994)1
[12]　BP Statistics20021http://www1bp1com/downloads/1086/
bp-stats-history1xls1
(作者供职于煤炭科学研究总院,现为英国University of Dundee硕士研究生)
(责任编辑:张立泉)。