能源经济环境矛盾是人类发展与自然生态的重要矛盾关系。中国当前的核心问题仍是发展问题，绝大部分的不平衡、不协调和不可持续问题都可以归结为利益平衡问题，而一切利益平衡问题又都可以在发展过程中得以解决。当前制约发展的最大问题是生态环境问题，中国高度依赖煤炭的粗放低效的能源发展方式，不仅导致了资源大量浪费，而且造成了极为严重的环境污染，也致使生态不断恶化，可谓当前及今后一段时期生态文明建设的瓶颈所在。

生态环境改善的前提是解决能源发展路径问题，归根结底还是我们要走一条什么样的发展之路。改革开放36年来，我们的“经济发展”已经与“能源支撑”出现了不可调和的矛盾，我国经济转型与发展之路的核心就是要把生态文明放在最优先的位置，其关键是要解决好能源转型问题。

（一）前三次基于化石能源的能源变革背离生态文明

迄今为止，已经证明的、可以称为能源变革的能源开发和利用方式上的技术革命有三次 。第一次能源变革是火的发现与应用，人类首次主动使用能源，生产和消费的方式随之改变。火的使用开辟了人类更加丰富的食物来源，加速了人类进化，也开启了人类利用自然、改造自然的进程，使得人类告别茹毛饮血的原始文明，向农业文明迈进。

第二次能源变革以煤炭、石油等化石能源的使用为特征，伴随着蒸汽机和内燃机的发明应用，生产方式由手工劳动向动力机器转变，运输方式也产生了革命性的变化，加速了木材、煤炭、石油等大宗能源品种的商品化进程，推动了第一次工业革命和第二次工业革命的产生，使得人类社会由农业文明向工业文明转变，人类进一步征服自然，加剧了对自然资源的索取。

第三次能源变革是电力的广泛应用。它使得能源传输技术发生了重大的革命，推动能源生产和消费进入网络化时代，奠定了工业现代化的基础，并催生了自动化、信息化和互联网等技术与产品的出现与发展，带来了生产、消费、运输、通信方式的一系列重大发展与变革，改变了人类社会的组织形式，使得人类进入工业文明新阶段。新的技术也推动人类的需求不断增长，导致了对自然的更大破坏。

总的来看，前三次能源革命都是主要基于化石能源（见图2-1），推动了能源消费产生了几何级数的增长，几乎要耗尽地球上赋存的化石能源。据BP公司统计，1965—2012年全球一次能源消费量从37.55亿吨标准油增加到124.77亿吨标准油，增长了2倍多。BP公司预计，2011—2030年全球能源消费总量还将增加36%。能源消费加速的同时也带来了一系列的负面影响，在加剧能源供应安全问题的同时，还产生了巨大的环境问题，如造成大气污染、水污染和土壤污染，加剧了气候变化和臭氧层破坏等。

目前一些长时间、大面积、跨流域和跨国界的环境问题主要是化石能源燃烧造成的。例如20世纪40年代发生的美国洛杉矶光化学烟雾事件，是由于汽车尾气排放的大量碳氢化合物和氮氧化物（NO _x ）在阳光作用下，与空气中其他成分通过化学作用而产生了含有臭氧、氮氧化物、乙醛和其他氧化剂的剧毒烟雾。1952年发生的英国伦敦雾事件，是由于燃煤产生的二氧化硫（SO ₂ ）和粉尘污染遇到不易扩散的天气条件造成了大气污染物蓄积。2010年石油钻井平台爆炸导致的美国墨西哥湾原油泄漏事件，给墨西哥湾及沿岸生态环境带来了巨大破坏。

（二）化石能源资源开发利用粗放低效导致大量资源浪费

长期以来，中国长期依赖化石能源的能源开发利用方式一直是高碳低效的，可谓中国经济粗放型发展的一大缩影。改革开放40年来，中国经济获得了前所未有的快速发展，但经济发展的粗放型特征也越发显著。大量化石能源资源开采、加工转换、储运效率较低导致大量能源损耗。

以主体能源煤炭为例，由于煤田地质构造复杂、煤层埋藏深度大、高瓦斯含量矿井占比高等客观因素导致煤炭资源回采率低、煤矿安全生产水平较低。目前，中国煤炭资源整体回采率较低，仅为30%，特别是大量的乡镇煤矿回采率仅为10%左右，使得煤炭资源在开采过程中就遭到了巨大浪费。中国煤矸石利用率仅为66%左右，远低于发达国家90%的水平。目前中国能源加工转换、储运和终端利用的综合效率仅为38%，比发达国家低10%以上。其中，平均发电煤耗虽然持续下降，但仍高于国际先进水平300克标准煤/千瓦时；中国电厂厂用电率和输电线损率持续下降，目前分别已下降到5%和6%左右，但仍明显高于发达国家电力生产、输送损耗水平。

石油加工行业整体技术水平与石油化工强国相比还有十几到二十几年的差距。特别地，中国工业锅炉数量众多，但由于热效率整体较低，损耗十分巨大。当前中国近50万台燃煤工业锅炉中，约85%为链条炉，尽管设计经济运行热效率为72%～83%，但实际运行热效率仅为60%～65%。目前中国工业锅炉用煤超过7亿吨，如果锅炉效率按国际先进水平计算，仅工业锅炉用煤效率低导致的损耗就达2亿吨。

（三）长期高强度能源资源开发造成严重生态环境灾害和生态系统退化

过去数十年，我国森林生态系统退化严重，草原退化、水土流失、土地沙化、地质灾害频发、湿地湖泊萎缩、地面沉降、海洋自然岸线减少等问题十分严峻。全国近80%草原出现不同程度的退化，水土流失面积占国土总面积的37%，海洋自然岸线不足42%。资源开采和地下水超采造成土地沉陷和破坏。生物多样性锐减，濒危动物达258种，濒危植物达354种，濒危或接近濒危状态的高等植物有4000～5000种，生态系统缓解各种自然灾害的能力减弱。

传统能源资源开发是生态环境灾害的重要原因。高强度的煤炭资源开发严重破坏了矿区及周边地区生态环境。中国煤矿每年新增采空区超过4万公顷，累计已超过100万公顷。煤炭开发已造成西北地区约245平方公里范围的水土流失，黄河流域由此成为水土流失最严重的地区。国内煤矿共有矸石山1500余座，煤矸石存量已达40亿吨，占地近2万公顷，每年因煤矸石自燃排放的有害气体超过20万吨，严重影响周边环境和居民健康。

石油天然气资源开发消耗大量水资源，降低地下含水层水位从而导致水循环失衡，是造成华北地区形成“地下水漏斗”的重要原因之一。水能资源高强度开发和生态保护措施缺失严重改变江河湖生态关系，比较突出的例子是长江上游大坝陆续建成后，一定程度上导致洞庭湖和鄱阳湖面积相应锐减，枯水期时间不断延长，洲滩植被退化。

核能开发对周边环境也造成长期不可忽视的隐患，核事故及核辐射安全问题一旦发生对人类和环境造成的影响都是灾难性的，处理核乏燃料目前仍是世界性难题，铀矿资源的开发造成的废弃、废水、废渣等污染也不可忽视。

（四）大规模化石能源粗放式利用是雾霾等大气污染的元凶

中国二氧化硫、氮氧化物、烟粉尘、挥发性有机化合物（VOC）以及PM2.5等颗粒物长期高居世界首位，绝大部分来自化石能源燃烧，特别是煤炭燃烧（见表2-1、图2-2）。更严重的是，2012年以来全国大部分地区出现了高强度、大面积雾霾现象，污染面积之大、持续时间之长、影响人群之广前所未有，举国震惊，也令世界为之侧目。

研究表明，中东部地区过高的煤炭消费密度是雾霾产生的重要原因，煤炭消费对PM2.5浓度的贡献很可能在50%～60%。京津冀、长三角、广东省单位国土面积的煤炭消费量更是分别高达1794吨/平方千米、2267吨/平方千米、981吨/平方千米，这几个区域也是大气污染最严重的几个区域。

此外，目前中国终端直接用煤量超过8亿吨，主要集中于大量工业锅炉窑炉和居民生活领域，终端直接利用燃煤技术相对落后、煤质难以保证，污染物排放强度要高很多，终端直接利用排放的二氧化硫约占全部燃煤排放的40%以上，粉尘和可吸入颗粒物比例更高。

（五）化石能源燃烧导致大量温室气体排放和极端气候等

气候变化是当今人类社会面临的共同挑战。工业革命以来的人类活动，特别是发达国家大量消费化石能源所产生的二氧化碳累积排放，导致大气中温室气体浓度显著增加，加剧了以变暖为主要特征的全球气候变化。气候变化对全球自然生态系统产生显著影响，温度升高、海平面上升、极端气候事件频发给人类生存和发展带来严峻挑战。

1896年物理化学家阿仑尼乌斯通过定量计算提出化石燃料燃烧导致二氧化碳浓度上升使全球变暖的可能性。观测数据表明，二氧化碳浓度由工业革命前的280ppm持续上升，近期二氧化碳浓度已首次逼近或突破400ppm。IPCC第四次评估报告也表明，人类活动“很可能是”气候变暖的主要原因，并且这种可能性达到90%以上。而全球变暖带来的地表温度升高、自然水循环速率加快等变化，可能增大极端气候事件发生的频度和强度。IPCC报告同时提出，过去50年中，极端天气事件呈现不断增多增强的趋势，预计今后这种极端事件的出现将更加频繁。

2011年，我国相继发生了南方低温雨雪冰冻灾害、长江中下游地区春夏连旱、南方暴雨洪涝灾害、沿海地区台风灾害、华西秋雨灾害和北京严重内涝等诸多极端天气气候事件，全年共有4.3亿人次不同程度地受灾，直接经济损失高达3096亿元。研究表明，极端气候事件对全球造成的损失，1980年约为每年几十亿美元，而2010年已上升至2000亿美元以上，这还不包括对人们生命健康的影响和对生态系统及文化遗产的损坏。

气候变化问题已逐步成为全球性议题，应对气候变化问题不断升温，目前国际社会正努力在2015年达成包括所有国家温室气体减排行动的全球协议。中国已成为世界上最大的二氧化碳排放国，超过80%由化石能源消费所致，其中煤炭燃烧排放的二氧化碳超过2/3。2014年中国排放总量近100亿吨，人均排放超过7吨，已经高于约5吨的世界平均水平（见图2-3）。2014年以来，在中美气候变化共同声明和中国应对气候自主贡献文件中，中国承诺在2030年左右并力争提前实现碳排放峰值。