“雙碳”目標(biāo)下我國煤炭資源開發(fā)布局研究

朱吉茂，孫寶東，張 軍，吳 璘，王 雷，韓一杰，張 保

(國家能源集團(tuán)技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究院，北京市昌平區(qū)，102211)

0 引言

習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào)，實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和，是貫徹新發(fā)展理念、構(gòu)建新發(fā)展格局、推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)在要求，是黨中央統(tǒng)籌國內(nèi)國際兩個(gè)大局作出的重大戰(zhàn)略決策。要立足我國能源資源稟賦，堅(jiān)持先立后破、通盤謀劃，傳統(tǒng)能源逐步退出必須建立在新能源安全可靠的替代基礎(chǔ)上。

我國能源資源稟賦特征為“富煤、缺油、少氣”，煤炭是我國能源安全的壓艙石[1]，在保障我國能源安全中發(fā)揮著重要的主體功能和兜底作用。2021年下半年以來，全球能源供需矛盾突出，能源價(jià)格持續(xù)攀升，以歐洲國家為代表的多個(gè)國家和地區(qū)出現(xiàn)能源電力緊缺。我國立足以煤為主的能源資源稟賦，堅(jiān)持以煤炭保能源安全，以煤電保電力安全，實(shí)現(xiàn)了能源安全保供和經(jīng)濟(jì)社會(huì)穩(wěn)定運(yùn)行。2021年煤炭消費(fèi)占我國一次能源消費(fèi)的56%，煤電以47%的裝機(jī)容量貢獻(xiàn)了60%的電量、滿足了超70%的高峰負(fù)荷需求。未來較長時(shí)期，煤炭仍是我國主體能源[2]，并逐步向基礎(chǔ)能源和調(diào)峰能源轉(zhuǎn)變[3]，但經(jīng)過長期高強(qiáng)度開采，現(xiàn)有煤礦持續(xù)穩(wěn)定保供能力面臨快速下降。面對碳達(dá)峰前后的煤炭保供需求和碳中和階段能源綠色低碳轉(zhuǎn)型要求，要加強(qiáng)中長期煤炭需求預(yù)測和資源保障潛力研究，算清煤炭供需大賬，統(tǒng)籌好安全與轉(zhuǎn)型、短期與長期的關(guān)系，發(fā)揮好煤炭兜底保障作用，為“雙碳”戰(zhàn)略提供支撐[4]。

1 全國及區(qū)域煤炭消費(fèi)現(xiàn)狀與趨勢研究

1.1 全國及區(qū)域煤炭消費(fèi)現(xiàn)狀

“十三五”以來我國煤炭消費(fèi)逐步回升。期間，我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展穩(wěn)中有進(jìn)、穩(wěn)中向好，經(jīng)濟(jì)增長向高質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)變，能源消費(fèi)持續(xù)保持回暖態(tài)勢，煤炭需求逐步回升，煤炭消費(fèi)量由2015年的40億t增加至2021年的42.7億t，如圖1所示。

主產(chǎn)區(qū)煤炭消費(fèi)增量顯著大于消費(fèi)地。隨著中部崛起戰(zhàn)略和西部大開發(fā)戰(zhàn)略實(shí)施，中西部經(jīng)濟(jì)發(fā)展加速，能耗需求較快增長，煤炭消費(fèi)量占全國消費(fèi)總量的比重呈逐步上升態(tài)勢；近年來受能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)調(diào)整和生態(tài)環(huán)境保護(hù)等因素影響，東部地區(qū)加大煤炭消費(fèi)總量控制力度，煤炭消費(fèi)所占比重逐步下降。從全國各省區(qū)2015-2021年煤炭消費(fèi)增量看，增量較明顯的是北方主產(chǎn)地晉陜蒙新等省(區(qū))，以及南方消費(fèi)地粵桂閩等省(區(qū))，但主產(chǎn)區(qū)增量遠(yuǎn)大于消費(fèi)地增量。2015-2021年，晉陜蒙寧甘新地區(qū)煤炭消費(fèi)量由9.86億t增加到13.11億t，占全國煤炭消費(fèi)總量比重由24.9%上升到29.9%；而2021年，京津冀、東北、華東地區(qū)煤炭消費(fèi)量占全國的比重分別比2015年下降2.7、0.5、2.4個(gè)百分點(diǎn)，如圖2所示。

來源：中國煤炭市場網(wǎng)圖1 全國年度煤炭消費(fèi)量變化

來源：中國煤炭市場網(wǎng)圖2 2015-2021年各地區(qū)煤炭消費(fèi)量變化對比

1.2 全國及區(qū)域煤炭消費(fèi)預(yù)測

我國煤炭消費(fèi)仍處于達(dá)峰過程中，考慮能源轉(zhuǎn)型和新型電力系統(tǒng)建設(shè)先立后破及煤炭兜底保供的要求，根據(jù)國家能源集團(tuán)技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究院聯(lián)合中國科學(xué)院、清華大學(xué)開發(fā)的中國能源系統(tǒng)預(yù)測優(yōu)化模型(CESFOM)，我國煤炭消費(fèi)將在2028年達(dá)到45億t左右的峰值，此后經(jīng)歷10年左右峰值平臺(tái)期后進(jìn)入較為明顯的下降通道。

(1)達(dá)峰階段(2028年之前)。為實(shí)現(xiàn)2030年前二氧化碳排放達(dá)峰目標(biāo)，煤炭消費(fèi)盡快達(dá)峰是關(guān)鍵。為此，國家明確提出“十四五”控煤、“十五五”減煤的要求。從下游行業(yè)用煤趨勢看，發(fā)電供熱用煤在社會(huì)用電量繼續(xù)攀升的推動(dòng)下仍處于持續(xù)增長階段，煉焦用煤和其他終端用煤下降，其中現(xiàn)代煤化工用煤保持增長一定程度上減緩了“其他終端用煤”的降速。由于該階段發(fā)電供熱和化工用煤的增量高于其他領(lǐng)域用煤的減量，煤炭消費(fèi)持續(xù)增長至2028年的45億t左右。

(2)峰值平臺(tái)期(2029-2037年)。發(fā)電供熱用煤繼續(xù)增長，到2034年達(dá)到峰值后緩慢下降，煉焦用煤和其他終端用煤繼續(xù)下降。由于該階段發(fā)電供熱用煤仍有增長，煤炭總體消費(fèi)下降并不明顯，整體處于峰值平臺(tái)期，2037年前煤炭消費(fèi)量始終保持在40億t以上。

(3)較為明顯的下降階段(2038-2050年)。2038年后發(fā)電供熱用煤、煉焦用煤和其他終端耗煤均進(jìn)入較為明顯下降階段，2050年煤炭消費(fèi)總量降至25億t。

(4)面向碳中和的快速下降階段(2051-2060年)。在碳中和目標(biāo)約束下，2050年后所有用煤環(huán)節(jié)均進(jìn)入快速下降階段，2060年煤炭消費(fèi)總量降至8億～10億t。

從區(qū)域看，預(yù)計(jì)2035年前東中部煤炭消費(fèi)量先增后降、占比下降，西部消費(fèi)量持續(xù)增長、占比上升。東部地區(qū)煤炭消費(fèi)量預(yù)計(jì)由2020年的15.8億t增長至2025年16.6億t，隨后降至2030年、2035年的15.5億、14.2億t，消費(fèi)量占比由2020年的39%降至2035年的33%；中部地區(qū)煤炭消費(fèi)量預(yù)計(jì)由2020年的10.3億t增長至2025年10.7億t，隨后降至2030年、2035年的10.4億、10.0億t，消費(fèi)量占比由2020年的25%降至2035年的23%；西部地區(qū)煤炭消費(fèi)量預(yù)計(jì)由2020年的15.8億t增長至2025年、2030年、2035年的17.0億、17.8億、18.8億t，消費(fèi)量占比由2020年的36%升至2035年的44%。

2 全國及區(qū)域煤炭資源、生產(chǎn)趨勢與開發(fā)潛力研究

算清煤炭供需大賬是推動(dòng)產(chǎn)需有效銜接、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的重要基礎(chǔ)，研判好煤炭中長期消費(fèi)趨勢的同時(shí)，更要摸清煤炭產(chǎn)能底數(shù)和資源開發(fā)潛力，為未來煤炭產(chǎn)能優(yōu)化布局提供支撐。

2.1 全國煤炭資源、生產(chǎn)趨勢與開發(fā)潛力

我國煤炭資源區(qū)域分布不均，總體上呈西多東少、北富南貧的特點(diǎn)。東部開發(fā)歷史長，資源面臨枯竭；中部和東北部開發(fā)強(qiáng)度大，接續(xù)資源多在深部，潛力不大；西部越來越成為生產(chǎn)重心，資源豐富，開發(fā)潛力大。未來一個(gè)時(shí)期，我國煤炭開發(fā)還將繼續(xù)西移，晉陜蒙新將成為煤炭供應(yīng)保障的重點(diǎn)區(qū)域。據(jù)自然資源部統(tǒng)計(jì)，截至2021年底我國煤炭證實(shí)儲(chǔ)量與可信儲(chǔ)量2 079億t，其中晉陜蒙新占比達(dá)到72%。

國家能源集團(tuán)技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究院建立了全國生產(chǎn)在建煤礦數(shù)據(jù)庫，并構(gòu)建了資源與產(chǎn)能動(dòng)態(tài)統(tǒng)計(jì)分析模型?？紤]衰老煤礦報(bào)廢、落后產(chǎn)能淘汰、薄厚煤層配采和薄煤層開采、資源壓覆、地質(zhì)條件變差等因素(下同)，經(jīng)模型測算，現(xiàn)有煤礦(截至2022年2月底的生產(chǎn)和在建煤礦，下同)產(chǎn)量2030年前可維持在37億t以上；2030年后，隨著資源枯竭煤礦范圍擴(kuò)大，現(xiàn)有煤礦產(chǎn)量進(jìn)入持續(xù)快速下降通道，2035年、2050年分別降至32億、19億t；2060年降至14.9億t，較2020年下降62%，如圖3所示。

圖3 全國現(xiàn)有煤礦生產(chǎn)趨勢預(yù)測

分區(qū)域看，中東部現(xiàn)有煤礦產(chǎn)量衰減速度逐漸加快，煤炭生產(chǎn)西移步伐加快。2035年、2060年，東部現(xiàn)有煤礦的產(chǎn)量相比2020年分別下降60%、90%，中部分別下降36%、80%，西部則分別增長0.3%、下降47%。西部現(xiàn)有煤礦產(chǎn)量占比將由2020年的59%，分別上升至2025年的65%、2030年的69%、2035年的70%、2050年的77%和2060年的80%，如圖4所示。

圖4 我國東中西部生產(chǎn)在建煤礦產(chǎn)量趨勢比較

對各省(區(qū))主要礦區(qū)規(guī)劃煤礦進(jìn)行梳理后可以發(fā)現(xiàn)，未來煤炭開發(fā)潛力主要集中在晉陜蒙新。截至2022年2月底，全國合計(jì)規(guī)劃煤礦規(guī)模14.9億t/a，86%位于內(nèi)蒙古、陜西、新疆、山西4省(區(qū))，如圖5所示。由于資源條件限制加上開采成本高、競爭力弱，相當(dāng)一部分規(guī)劃煤礦不具備開發(fā)條件，比如西南、東中部(除山西)的大部分，開發(fā)可能性小。

圖5 我國規(guī)劃煤礦產(chǎn)能分布情況(截至2022年2月底)

2.2 重點(diǎn)區(qū)域(晉陜蒙新)煤炭生產(chǎn)趨勢與開發(fā)潛力

晉陜蒙新是我國煤炭資源和生產(chǎn)重地，2020年、2021年煤炭產(chǎn)量分別為31.5億、32.5億t，占全國煤炭總產(chǎn)量的79%、80%。分省(區(qū))煤炭產(chǎn)量看，2021年，山西、內(nèi)蒙古、陜西、新疆的煤炭產(chǎn)量分別為12.0億、10.4億、7.0億、3.2億t，分別占全國煤炭總產(chǎn)量的29.3%、25.5%、17.2%、7.9%，其中，新疆煤炭產(chǎn)量的增長潛力較大。從現(xiàn)有煤礦生產(chǎn)趨勢看，山西煤炭產(chǎn)量下降趨勢最為明顯，蒙陜地區(qū)煤炭產(chǎn)量降幅相對平緩，新疆煤炭產(chǎn)量則后來居上。具體來看，晉陜蒙煤炭產(chǎn)量在“十四五”期間仍有一定增量，此后將隨資源消耗呈緩慢下降趨勢。新疆煤炭產(chǎn)量在“十四五”“十五五”期間隨著在建礦批量投產(chǎn)，煤炭產(chǎn)量將大幅提升，此后呈平穩(wěn)微降趨勢?？傮w來看，晉陜蒙新4省(區(qū))現(xiàn)有煤礦產(chǎn)量在“十四五”“十五五”期間先升后降并維持高位，此后受煤礦衰老報(bào)廢影響，產(chǎn)量持續(xù)下降，2035年、2050年、2060年分別較2020年下降10%、44%、55%，如圖6所示。

圖6 晉陜蒙新現(xiàn)有煤礦(截至2022年2月底)產(chǎn)量趨勢

全國14.9億t/a規(guī)劃煤礦中，晉陜蒙新產(chǎn)能規(guī)模12.8億t/a。具體包括：山西1.4億t/a，主要集中在大同、離柳、潞安和朔南礦區(qū)；內(nèi)蒙古6.7億t/a，其中蒙西3.2億t/a主要集中在納林河、準(zhǔn)格爾中部、臺(tái)格廟、納林才登、呼吉爾特、納林希里、準(zhǔn)格爾等礦區(qū)，蒙東3.5億t/a主要集中在伊敏河西、巴彥胡碩、五間房、勝利、白音烏拉、霍林河、烏尼特、巴彥寶力、寶日希勒等礦區(qū)；陜西省2.8億t/a，主要集中在榆神、榆橫兩大礦區(qū)；新疆2.2億t/a，主要集中在準(zhǔn)東開發(fā)區(qū)、淖毛湖、大南湖和伊寧礦區(qū)。

2.3 其他區(qū)域煤炭生產(chǎn)趨勢與開發(fā)潛力

其他區(qū)域除西南地區(qū)、寧甘青地區(qū)煤炭產(chǎn)量先升后降外，總體呈持續(xù)下降趨勢，如圖7所示。

圖7 全國其他七大區(qū)域現(xiàn)有煤礦(截至2022年2月底)產(chǎn)量趨勢

(1)京津冀地區(qū)持續(xù)推進(jìn)煤炭開采利用減量化和生態(tài)環(huán)境建設(shè)，目前僅河北省仍在繼續(xù)開發(fā)煤炭資源，預(yù)計(jì)現(xiàn)有煤礦2035年、2050年、2060年煤炭產(chǎn)量分別較2020年下降78%、88%、94%，規(guī)劃礦產(chǎn)能僅910萬t/a。

(2)東北是我國煤炭主產(chǎn)地之一，但資源枯竭問題較為突出[5]，預(yù)計(jì)現(xiàn)有煤礦2035年、2050年、2060年煤炭產(chǎn)量分別較2020年下降30%、62%、75%，規(guī)劃礦產(chǎn)能5 200萬t/a。

(3)寧甘青地區(qū)煤炭產(chǎn)量主要集中在寧夏，甘肅次之，青海較少，得益于甘肅若干在建礦的陸續(xù)投產(chǎn)，預(yù)計(jì)3省(區(qū))現(xiàn)有煤礦產(chǎn)量先升后降，2035年與2020年基本持平，2050年、2060年分別較2020年下降30%、44%，規(guī)劃礦產(chǎn)能 9 000萬t/a。

(4)魯蘇皖是我國煤炭主產(chǎn)地之一，面臨資源枯竭和壓覆問題，預(yù)計(jì)現(xiàn)有煤礦2035年、2050年、2060年煤炭產(chǎn)量分別較2020年下降53%、79%、88%，規(guī)劃礦產(chǎn)能880萬t/a。

(5)華中地區(qū)煤炭資源接近枯竭，預(yù)計(jì)現(xiàn)有煤礦2035年、2050年、2060年煤炭產(chǎn)量分別較2020年下降49%、83%、90%，規(guī)劃礦產(chǎn)能690萬t/a，預(yù)計(jì)湖北短期內(nèi)、湖南和江西2035年前后將逐漸退出煤炭生產(chǎn)。

(6)西南地區(qū)是我國煤炭主產(chǎn)地之一，承擔(dān)區(qū)域煤炭保供重任，短期內(nèi)煤炭產(chǎn)量有增長，但受制于資源和開采條件問題長期趨降較明顯，預(yù)計(jì)現(xiàn)有煤礦2035年、2050年、2060年煤炭產(chǎn)量分別較2020年下降36%、74%、90%，規(guī)劃礦產(chǎn)能4 000萬t/a。

(7)東南沿海(福建、廣西)煤炭資源貧瘠，預(yù)計(jì)廣西、福建分別將于2030年、2035年前后逐漸退出煤炭生產(chǎn)，2035年煤炭產(chǎn)量較2020年下降85%，之后逐漸退出。

以上七大區(qū)域預(yù)計(jì)現(xiàn)有煤礦2035年、2050年、2060年煤炭產(chǎn)量分別較2020年下降40%、70%、81%，合計(jì)規(guī)劃礦產(chǎn)能2億t/a，但大部分開采條件差。

3 中長期煤炭開發(fā)布局分析

按照供需平衡要求，對未來一個(gè)時(shí)期煤炭產(chǎn)能建設(shè)需求進(jìn)行測算。測算結(jié)果表明，現(xiàn)有煤礦產(chǎn)量難以滿足碳達(dá)峰前后我國煤炭需求，存在8億～10億t的煤炭缺口，如圖8所示。為此，“十四五”至“十六五”時(shí)期還需新建9億t/a的煤炭產(chǎn)能，以保障未來一個(gè)時(shí)期的煤炭供應(yīng)安全。由于我國現(xiàn)有規(guī)劃煤礦大部分集中在晉陜蒙新等西部地區(qū)，且西南、東北等其他區(qū)域規(guī)劃煤礦建設(shè)條件欠佳，“十四五”至“十六五”時(shí)期需新建的9億t/a煤炭產(chǎn)能大部分應(yīng)布局于晉陜蒙新地區(qū)，進(jìn)一步優(yōu)化資源配置，促進(jìn)富煤西部地區(qū)煤炭資源開發(fā)，擴(kuò)大優(yōu)質(zhì)增量供給[6]。

圖8 全國煤炭供應(yīng)趨勢與余缺比較

由于區(qū)域保供壓力較大，黑龍江省的一些整合礦也可能在未來一個(gè)時(shí)期釋放產(chǎn)能，西南地區(qū)中短期也有提升煤炭產(chǎn)能、保障區(qū)域能源安全的需求。同時(shí)還需注意到，由于煤炭消費(fèi)峰值平臺(tái)期后需求下降較快，前期新建9億t/a產(chǎn)能后，煤炭產(chǎn)能過剩問題將在2050年后逐步凸顯，中短期可通過產(chǎn)能核增代替新建煤礦的方式緩解后期產(chǎn)能過剩壓力。2022年2月以來，我國已陸續(xù)核增一批煤礦產(chǎn)能，對減輕短期煤炭供應(yīng)壓力將發(fā)揮重要作用，但同時(shí)也加速了相應(yīng)煤礦的資源衰竭，縮短剩余服務(wù)年限，對碳達(dá)峰前后煤炭缺口的測算影響相對有限。

未來煤炭開發(fā)將進(jìn)一步向西部地區(qū)集中[7-8]?；谏鲜雒禾抗┬杵胶廒厔莺托略霎a(chǎn)能布局分析，預(yù)計(jì)2020-2035年，東部地區(qū)煤炭產(chǎn)量占比將由7%降至3%，中部地區(qū)煤炭產(chǎn)量占比將由34%降至24%，西部地區(qū)煤炭產(chǎn)量占比將由59%上升到73%?？紤]山西省近期維持高產(chǎn)，與預(yù)測趨勢相比，中部地區(qū)產(chǎn)量占比中短期變化趨緩，并相應(yīng)對西部地區(qū)產(chǎn)量占比變化產(chǎn)生影響。

表1 我國煤炭生產(chǎn)區(qū)域產(chǎn)量占比變化預(yù)測 %

4 主要結(jié)論及建議

(1)全國現(xiàn)有煤礦產(chǎn)量在2030年后衰減較快。2030年前現(xiàn)有煤礦產(chǎn)量可維持在37億t以上，2030年后隨著資源枯竭煤礦范圍擴(kuò)大，進(jìn)入持續(xù)快速下降通道。

(2)我國煤炭產(chǎn)業(yè)西移步伐加快，未來開發(fā)潛力主要集中在晉陜蒙新。預(yù)計(jì)2020-2035年，東部地區(qū)現(xiàn)有煤礦產(chǎn)量下降60%，中部地區(qū)下降36%，西部地區(qū)上升。未來煤炭開發(fā)潛力主要集中在晉陜蒙新地區(qū)，4省(區(qū))規(guī)劃煤礦產(chǎn)能占全國的86%。全國規(guī)劃煤礦中，由于資源條件限制加上開采成本高、競爭力弱，相當(dāng)一部分不具備開發(fā)條件。

(3)2035年前我國需新建9億t/a煤炭產(chǎn)能，以滿足碳達(dá)峰前后煤炭需求。碳達(dá)峰前后，現(xiàn)有煤礦產(chǎn)量與供需平衡條件下的應(yīng)生產(chǎn)量存在8億～10億t的差距。考慮煤礦3～5 a左右建設(shè)周期，“十四五”至“十六五”時(shí)期，我國需在晉陜蒙新等重點(diǎn)區(qū)域新建9億t/a左右煤炭產(chǎn)能，以滿足煤炭保供需求，新建煤礦要以大型智能化煤礦為主[9]。其中，考慮到東北煤炭保供現(xiàn)實(shí)需求，很有必要加快研究蒙東規(guī)劃煤礦安全、綠色、高效、生態(tài)低擾動(dòng)開發(fā)的必要性和可行性。

(4)“雙碳”戰(zhàn)略下我國煤炭供應(yīng)存在中短期不足與遠(yuǎn)期過剩的矛盾，需通過多種措施緩解未來過剩壓力?？紤]2035年前新建9億t/a煤炭產(chǎn)能，從產(chǎn)量趨勢看，預(yù)計(jì)2050-2060年煤炭富余能力逐步擴(kuò)大，但考慮未來以較高產(chǎn)能冗余度保障能源安全的需要，產(chǎn)能過剩程度不會(huì)太高，并且還可以通過中短期產(chǎn)能核增代替新建煤礦的方式緩解后期產(chǎn)能過剩壓力。同時(shí)也要看到，煤化工高端化、多元化、低碳化發(fā)展是充分發(fā)揮煤炭能源相對資源優(yōu)勢、緩解油氣進(jìn)口壓力、保障國家能源安全的必要措施[10]，煤電和煤化工+CCUS技術(shù)突破也將大幅拓寬煤炭利用場景[11]。若清潔高效低碳利用水平及規(guī)模顯著提升，我國煤炭消費(fèi)空間將明顯拓展，遠(yuǎn)期煤炭產(chǎn)能過剩壓力也會(huì)隨之變小。