本世紀(jì)以來，我國煤炭開發(fā)利用量以年均2億噸的速度增長，2011年已突破35億噸，占世界的45%左右。煤炭的大規(guī)模開發(fā)利用帶來了嚴(yán)峻的生態(tài)環(huán)境破壞和污染物排放問題，對(duì)可持續(xù)發(fā)展和人身健康構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。

一、煤炭開發(fā)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響

1、水資源區(qū)域分布不均衡且破壞嚴(yán)重

我國主要煤炭基地水資源總體短缺，13個(gè)大型煤炭基地中12個(gè)缺水，以晉陜蒙地區(qū)為例，該區(qū)探明煤炭資源保有儲(chǔ)量占全國的64%，但水資源僅全國水資源的1.6%，礦區(qū)供水主要靠抽取地下水資源和礦井水綜合利用。在中西部地區(qū)尋找煤礦建設(shè)所需要的水資源，比找煤更為緊迫，也更為困難。從長遠(yuǎn)來看，中西部地區(qū)煤炭工業(yè)發(fā)展不僅缺水，而且必然也存在著和工農(nóng)業(yè)爭水的問題。另一方面，煤炭資源大規(guī)模開發(fā)活動(dòng)造成地表挖損、塌陷、壓占等，致使地形地貌發(fā)生改變，對(duì)地下水、地表植被等造成一定的破壞，水土流失和土地荒漠化日益加劇。據(jù)統(tǒng)計(jì)，山西省平均開采1 t煤炭，礦井排水0.87 t，每年因采煤破壞地下水4.2億m3。而全國采煤破壞排放地下水約60億m3/a，僅25%得到利用，水資源浪費(fèi)也十分嚴(yán)重。

2、土地與地面建筑物塌陷

地下煤炭大面積開采導(dǎo)致地表沉陷，在地下潛水位較高的礦區(qū)（如華東礦區(qū)），地表沉陷會(huì)引起塌陷區(qū)積水，嚴(yán)重破壞土地資源。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國因采煤區(qū)地表塌陷造成的土地破壞總量達(dá)40萬公頃以上，開采萬噸原煤所造成土地塌陷面積平均達(dá)0.20-0.33公頃，每年因采煤破壞的土地以3-4萬公頃的速度遞增，這一問題在糧食和煤炭復(fù)合主產(chǎn)區(qū)顯得尤為突出。2010年底，全國采煤塌陷面積累計(jì)達(dá)55-60萬公頃，直接經(jīng)濟(jì)損失約數(shù)十億元。煤炭開采造成礦區(qū)土地塌陷，占用耕地，誘發(fā)滑坡、垮塌等地質(zhì)災(zāi)害和水土流失，遷村移民等一系列生態(tài)與社會(huì)問題。

3、矸石露天排放造成環(huán)境污染

煤矸石每年排放量占當(dāng)年煤炭產(chǎn)量的10%-15%。近年來，我國平均每年排放矸石約3.0億噸，壓占土地面積300-400 公頃以上。初步統(tǒng)計(jì)，我國現(xiàn)有煤矸石山1600余座，矸石堆積量已超過60億噸，占地70000公頃以上，形勢相當(dāng)嚴(yán)峻。以山西省為例，煤矸石累計(jì)堆積量高達(dá)10多億噸，形成了300多座矸石山，隨著煤炭生產(chǎn)的高速增長，每年新增煤矸石約8000萬噸。煤矸石堆積占用大量土地，侵蝕大片良田；風(fēng)化后揚(yáng)塵危及周邊大氣環(huán)境；淋溶水經(jīng)地面徑流和下滲，所含的硫化物和重金屬元素嚴(yán)重污染地表水體、土壤和地下水源；長期堆存時(shí)，經(jīng)空氣、水的綜合作用，產(chǎn)生一系列物理、化學(xué)和生物變化，發(fā)生自燃而釋放包括SO2在內(nèi)的大量有害有毒氣體，破壞礦區(qū)生態(tài)，誘發(fā)附近居民呼吸道疾病和癌癥；矸石山的不穩(wěn)定極易導(dǎo)致滑坡和噴爆，引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，釀成重大災(zāi)害，造成人員傷亡，毀壞財(cái)產(chǎn)和地面設(shè)施。

二、煤炭利用對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響

煤炭利用過程中向環(huán)境釋放了大量二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx）、揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC）、懸浮顆粒物等大氣污染物和CO2等溫室氣體。研究表明，燃煤利用過程中排放的SO2 、NOx和顆粒物分別占全部人為源排放量的94%、60%和70%左右，是主要的大氣污染物來源。

1、酸沉降由硫酸型向復(fù)合型轉(zhuǎn)變

二氧化硫和氮氧化物均為致酸物質(zhì)，其大量排放會(huì)引起酸沉降問題，影響范圍已經(jīng)由局地性污染發(fā)展成為區(qū)域性污染，甚至成為全球性污染。我國西南、華中及東部沿海地區(qū)已成為繼歐洲和北美地區(qū)之后的世界第三大酸雨區(qū)。“十一五”期間，我國加大了二氧化硫控制力度，燃煤電廠脫硫等控制措施得到堅(jiān)決執(zhí)行。與對(duì)SO2排放的研究與控制形成強(qiáng)烈反差的是，目前我國針對(duì)NOx的綜合控制還剛剛起步，NOx排放量仍處于快速增長的態(tài)勢。NOx的快速增長部分或全部抵消了SO2控制對(duì)酸沉降的改善效果，也使我國酸沉降由硫酸型向硫酸和硝酸復(fù)合型轉(zhuǎn)變。

2、顆粒物造成的沙塵和灰霾污染嚴(yán)重

顆粒物是影響城市空氣質(zhì)量的最主要的污染物，目前監(jiān)測的300 多個(gè)城市中約有三分之二的城市PM10 超過國家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。此外，在一些大中城市，隨著對(duì)粗顆粒物控制的有效性的提高，細(xì)粒子在顆粒物中所占的比例日趨上升，而且細(xì)粒子中含有高濃度的有機(jī)物、硫酸鹽和硝酸鹽等二次成分，對(duì)人體健康構(gòu)成很大威脅。我國城市監(jiān)測的PM2.5濃度最高達(dá)150 ug/m3，超過美國標(biāo)準(zhǔn)年均限值(15 ug/m3)的8-10倍。目前京津冀、長三角和珠三角等城市群地區(qū)頻發(fā)灰霾天氣，大氣能見度明顯下降，就是高PM2.5濃度與不利氣象條件共同作用的結(jié)果。1957－2005年間我國東部年平均能見度下降約10千米，下降速率約0.24 千米/年，西部能見度下降的幅度和速率約為東部的一半，表明我國以能見度下降為表征的區(qū)域霾問題日趨嚴(yán)重，且東部表現(xiàn)更為明顯。

3、臭氧和光化學(xué)污染問題凸顯

與此同時(shí)，另外一種區(qū)域性污染問題光化學(xué)污染隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和機(jī)動(dòng)車的增長日趨顯著。以北京為例，1996年以后臭氧的超標(biāo)日和小時(shí)數(shù)，以及最大小時(shí)濃度都呈逐年增加的趨勢。在1998年采取大氣污染控制緊急措施之后臭氧污染有一定程度的減輕，但近年來沒有明顯改善。臭氧最重要的前軀物除NOx外，還有揮發(fā)性有機(jī)污染物（VOC），但我國目前還幾乎沒有針對(duì)揮發(fā)性有機(jī)污染物的控制措施。

4、應(yīng)對(duì)全球氣候變化壓力日益增大

在煤炭利用的過程中，除排放大量大氣污染物外，還排放了二氧化碳、甲烷、氧化二氮等溫室氣體。目前，我國的CO2排放總量已成為世界首位，人均溫室氣體排放量也已達(dá)到世界平均水平，CO2減排壓力日益增大。

三、措施與建議

1、控制煤炭開發(fā)總量，綠色開發(fā)煤炭資源

在具有保證一定時(shí)期內(nèi)持續(xù)開發(fā)的儲(chǔ)量前提下，用安全、 高效、環(huán)境友好方法將煤炭資源最大限度采出的生產(chǎn)能力稱為科學(xué)產(chǎn)能，它要求“資源、人力、科技與裝備、投入”都必須達(dá)到相應(yīng)的要求和標(biāo)準(zhǔn)，是煤炭行業(yè)和一個(gè)礦區(qū)綜合能力的體現(xiàn)，包括安全開采、綠色開采和高效開采三個(gè)方面的要求。

根據(jù)工程院提出的科學(xué)產(chǎn)能評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的要求，通過對(duì)晉陜寧蒙甘、華東區(qū)、東北區(qū)、華南區(qū)和新青區(qū)進(jìn)行的現(xiàn)場調(diào)研和評(píng)價(jià)，結(jié)果表明，2010年我國共361個(gè)礦井實(shí)現(xiàn)或基本實(shí)現(xiàn)科學(xué)開采，科學(xué)產(chǎn)能約為10億噸，僅占全國煤炭總產(chǎn)量的30%左右。

最樂觀的估計(jì)，2030年，我國可建成科學(xué)產(chǎn)能近40億噸，但需要大幅度加大煤炭開發(fā)投入力度，預(yù)計(jì)累計(jì)需要投入2.5萬億元，代價(jià)過大。如果通過加強(qiáng)管理、加大投入、改進(jìn)技術(shù)與裝備，2030年科學(xué)產(chǎn)能有望達(dá)到33億噸，占總產(chǎn)能的比重達(dá)到70%左右。

提高科學(xué)產(chǎn)能比重，有效控制煤炭開發(fā)對(duì)環(huán)境的影響和破壞，需要采取以下三個(gè)方面的舉措：第一，設(shè)定科學(xué)產(chǎn)能標(biāo)準(zhǔn)，控制煤炭開發(fā)總量。針對(duì)煤炭生產(chǎn)中的資源浪費(fèi)、環(huán)境破壞等問題，對(duì)煤炭開采的資源、安全、裝備、環(huán)境等條件加以限定，設(shè)定科學(xué)產(chǎn)能標(biāo)準(zhǔn)，符合條件的準(zhǔn)予開采，達(dá)不到國家規(guī)定科學(xué)產(chǎn)能標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)強(qiáng)制退出煤炭生產(chǎn)，對(duì)資源浪費(fèi)嚴(yán)重、安全生產(chǎn)條件不達(dá)標(biāo)、瓦斯防治能力不足的煤礦堅(jiān)決予以關(guān)閉。第二，完善煤炭完全成本體系，改革煤炭價(jià)格形成機(jī)制。煤炭安全、高效、綠色開采必然導(dǎo)致開采成本上升，要使開采成本得到合理補(bǔ)償，必須消除煤炭價(jià)格市場化的體制障礙。應(yīng)建立“以煤炭成本為基礎(chǔ)，完全市場化”的價(jià)格形成機(jī)制，逐步建立煤炭期貨交易市場和煤炭價(jià)格指數(shù)，取消行業(yè)性建設(shè)基金和不合理收費(fèi)。第三，加快制定煤炭安全、高效、綠色開采的財(cái)稅優(yōu)惠政策。應(yīng)加快制定具體的財(cái)稅優(yōu)惠政策（包括增值稅、所得稅和資源稅等），為形成煤炭安全、高效、綠色開采的成本補(bǔ)償提供法律制度保證。

2、強(qiáng)化污染物控制，實(shí)施環(huán)境友好的煤炭利用戰(zhàn)略

1） 在重點(diǎn)區(qū)域推進(jìn)煤炭總量控制和多污染物聯(lián)防聯(lián)控

我國煤炭消費(fèi)區(qū)域分布不平衡。東部地區(qū)單位面積煤炭消費(fèi)量和單位面積污染物排放量均高于中部地區(qū)、遠(yuǎn)高于西部地區(qū)，空氣污染問題也最為嚴(yán)重。在城市群地區(qū)，燃煤和污染物排放集中的現(xiàn)象更為突出，直接導(dǎo)致了嚴(yán)重的灰霾，光化學(xué)煙霧等污染問題。對(duì)于這些重點(diǎn)區(qū)域，應(yīng)實(shí)行特殊的綜合控制對(duì)策，包括煤炭總量控制和多污染物聯(lián)防聯(lián)控。根據(jù)空氣質(zhì)量的目標(biāo)制定各污染物總量控制的目標(biāo)，進(jìn)而根據(jù)多污染物總量控制倒逼燃煤總量控制。大氣污染聯(lián)防聯(lián)控的重點(diǎn)污染物是二氧化硫、氮氧化物、顆粒物、揮發(fā)性有機(jī)物等,重點(diǎn)行業(yè)是火電、鋼鐵、有色、石化、水泥、化工等,重點(diǎn)企業(yè)是對(duì)區(qū)域空氣質(zhì)量影響較大的企業(yè)。

2）在重點(diǎn)行業(yè)推進(jìn)煤炭總量控制和清潔燃燒技術(shù)

受環(huán)境污染和氣候變化的雙重約束，需要對(duì)重點(diǎn)行業(yè)實(shí)施煤炭利用總量控制。要使燃煤消費(fèi)量逐漸向燃燒效率高，易于進(jìn)行污染控制的大型燃煤設(shè)備傾斜，同時(shí)配以先進(jìn)的經(jīng)濟(jì)有效的污染控制技術(shù)。電力行業(yè)實(shí)施“清潔燃燒-協(xié)同減排-綜合利用”三元一體化的污染控制技術(shù)路線。煉焦行業(yè)實(shí)施“大型化-資源化-清潔化”的污染控制技術(shù)路線。工業(yè)爐窯實(shí)施“先進(jìn)工藝-多污染物協(xié)同控制-副產(chǎn)品回收利用”的污染控制技術(shù)路線。

3）充分利用市場機(jī)制和經(jīng)濟(jì)政策，建立排污交易制度

實(shí)施排放權(quán)交易制度，實(shí)際是給予污染排放企業(yè)充分的靈活性來選擇減排方式，激發(fā)企業(yè)污染控制的積極性。在總量控制方案和排放許可證制度相繼推出以后，實(shí)施排放權(quán)交易，以市場手段促進(jìn)二氧化硫減排就有了可行性。我國目前的排污權(quán)交易尚處于起步和試點(diǎn)階段，需要不斷突破機(jī)制體制障礙，完善相關(guān)的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，推進(jìn)排污權(quán)交易規(guī)范、高效的實(shí)施。

3、開展煤炭清潔高效發(fā)展戰(zhàn)略研究及相關(guān)技術(shù)攻關(guān)

煤在作為主要能源的同時(shí)，也是環(huán)境的主要污染源，對(duì)生態(tài)的破壞與安全的威脅不容忽視。在新的歷史時(shí)期，科學(xué)發(fā)展、安全發(fā)展、節(jié)約發(fā)展是煤炭工業(yè)發(fā)展的方向，如何清潔、高效、可持續(xù)地利用好煤，是當(dāng)前我們面臨的最大課題。通過對(duì)煤炭從開采、運(yùn)輸、發(fā)電、轉(zhuǎn)化等全產(chǎn)業(yè)鏈的各環(huán)節(jié)進(jìn)行深入調(diào)查、研究和分析，提出具有前瞻性、科學(xué)性、可行性的我國煤炭清潔高效開發(fā)利用的戰(zhàn)略目標(biāo)及措施建議是首要的。中國工程院組織400多位院士和專家進(jìn)行的“中國煤炭清潔高效可持續(xù)開發(fā)利用戰(zhàn)略研究”重大咨詢項(xiàng)目即將完成。

與此同時(shí)，還要加強(qiáng)煤炭開發(fā)利用科學(xué)技術(shù)研究和攻關(guān)，努力依靠科技進(jìn)步，改進(jìn)技術(shù)、設(shè)備和工藝，實(shí)現(xiàn)煤炭清潔生產(chǎn)。相關(guān)企業(yè)應(yīng)堅(jiān)決克服短期效益行為，推進(jìn)潔凈煤技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用，利用生態(tài)環(huán)境技術(shù)實(shí)現(xiàn)廢棄物的循環(huán)利用。通過廢棄物的循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)煤炭污染物的最低排放。煤礦必須充分考慮到對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，采取科學(xué)合理的防治措施，把環(huán)境保護(hù)提升到技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的高度來考慮，從源頭上預(yù)測，邊開采邊治理，將煤礦開發(fā)利用對(duì)環(huán)境的破壞降低到最低限度。