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石油和天然气以其便捷、经济的优势成为当今世界各国能源消费的主流,而我国“富煤、贫油、少气”的资源禀赋决定了我国以煤炭为主的能源生产结构,这种能源生产和消费的结构性差异,迫使我国每年从国外大量进口石油和天然气。中国作为世界煤炭资源储量最为丰富的国家之一,能源安全的核心问题是能源生产结构和消费结构的不匹配,供给和消费结构性失衡,其中主要矛盾是石油和天然气短缺。然而中国在开发和进口海外石油和天然气资源过程中也面临诸多威胁和挑战,包括国际安全局势日趋动荡、西方国家敌视和阻挠、一些产油国政权反复更替、周边国家竞争及政策调整等。因此,通过在煤炭资源储量丰富、水资源有保障和环境承载力容许的地区,积极有序地发展煤制油和煤制气产业,对于降低我国石油和天然气对外依存度,保障国家能源安全,具有十分重要的战略意义。 新疆作为国家重要的煤炭基地、煤电煤化工基地和陆上能源运输大通道,目前在煤炭生产和转化过程中还存在以下突出问题:煤炭转化方式没有与国家战略、市场需求、经济转型紧密结合;战略布局缺乏对区域内资源、环境、配套条件整体考量;对不同煤炭转化方式没有统一定量评价体系;缺乏对各个产业之间联系和潜在影响的定量分析。因此,如何在国家能源战略、市场对各类能源产品差异化需求的背景下,根据区域内各主要煤炭基地资源禀赋、环境承载力和配套管网条件,在综合考虑不同煤炭资源转化方式在能源转化效率、单位水资源消耗和碳排放强度方面的差异,因地制宜地制定符合新疆主要煤炭基地实际的煤炭综合利用战略,成为当前需要重点解决的问题。 本文围绕新疆煤炭资源转化方式比较和发展战略,在第一章和第二章对研究问题的现实意义和理论背景进行阐述;第三章分析了煤电和煤化工产业发展困境及未来发展趋势和转型方向;第四章通过构建多指标评价模型,研究新疆主要煤炭生产基地和不同煤炭资源转化方式之间的比较优势;第五章基于投入产出方法分析了新疆发展煤电煤制油煤制气产业对于区域经济的影响;第六章根据新疆煤炭资源、水资源和碳排放总量等约束条件,利用多目标优化模型确定煤电煤制油煤制气在不同区域的项目布局;第七章提出新疆发展煤电、煤制油、煤制气产业相关政策建议。本文研究的主要问题和结论如下: (1)通过对比煤电、煤制油和煤制气三种煤炭转化方式的能源转化效率、单位产值水资源消耗和单位产值碳排放量等指标,结合新疆以伊犁、准东、吐哈和库拜为代表的煤炭基地煤炭资源分布、水资源供需矛盾及解决方案、环境承载力和主要污染源分析,通过构建宏观层面、产业层面和项目层面的多个评价指标体系,在以往定性分析的基础上,定量分析了不同煤炭转化方式在新疆各个区域的比较优势以及同一区域内不同煤炭转化方式的优先排序,提出准东综合开发条件优于吐哈和伊犁,而库拜的开发条件相对薄弱;煤制油项目相对于煤电、煤制气项目具有比较优势,为新疆制定相关产业规划和项目布局提供了分析思路和框架。 (2)通过对新疆煤电、煤制油和煤制气产业已经投产项目进行实地调研,结合行业标准、设计规范以及专业设计院所和咨询机构提供的可行性研究报告、节能评估报告、生产运行纪录等大量资料,逐一分析梳理其生产过程中能耗、水耗、各种原辅料消耗、增加值等项数据,在2012年新疆投入产出表的基础上,编制了煤制油和煤制气投入产出矩阵,构建了包括煤制油和煤制气在内的新疆45部门投入产出基础流量表,分析了煤电、煤制油和煤制气三种煤炭转化方式对新疆经济的整体影响,明确了煤炭采选业、批发和零售行业、交通运输和仓储行业、电力热力生产和供应行业以及供水行业对于新疆煤炭资源综合利用起到的作用。此外,采用灵敏度分析的方法,分析了市场价格、其他产业中间投入、其他产业中间消耗对新疆煤电、煤制油和煤制气产业的影响,发现煤制气对水价的变动敏感度最高,煤电受电价波动影响最为直接,煤制气和煤制油受到煤价波动的影响最为明显等。 (3)在考虑新疆各地煤炭资源禀赋和环境约束条件下,通过构建多目标优化模型,分析了在现有水资源保障条件以及建设中的跨流域调水工程投入运行后,煤电、煤制油和煤制气项目在新疆伊犁、准东、吐哈和库拜四个煤炭基地的战略布局、优先排序、项目组合以及产品流向问题。得出了伊犁地区适合优先发展煤制油和煤制气项目,准东在进一步扩大对外送电规模的同时,适度发展煤制油和煤制气项目,吐哈在跨流域调水工程实施后,重点实施煤制油煤制气项目,适度开展对外送电项目,库拜由于水资源和运输条件的制约将不新增大型煤电煤制油煤制气项目等主要结论。 (4)基于多指标评价、投入产出分析和多目标优化分析模型得出的分析结论,梳理明确了新疆现代煤化工产业发展的总体思路,将国家能源战略、市场需求和资源转化方式相结合,紧紧围绕建设国家大型煤炭基地、煤电煤化工基地和陆上能源运输大通道,按照新疆主要煤炭基地资源禀赋和约束条件,因地制宜地在各煤炭基地稳步推进煤电、煤制油和煤制气项目建设,通过完善基础设施和配套条件,打造国家能源综合改革试验区,提出了包括:加强顶层统筹设计,加快能源资源产品价格改革,积极扶持金融和化工行业发展,加大跨流域调水力度,进一步完善相关基础设施,坚持科技创新,建立校企合作人材培养新模式等政策建议。