朱吉茂，李瑞峰，王 雷

(神華科學技術研究院有限責任公司，北京 102211)

《煤炭工業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出壓縮東部、限制中部和東北、優(yōu)化西部的總體布局[1]。西部12個省(區(qū))中煤炭資源豐富，還有一定開發(fā)潛力的主要是內(nèi)蒙古、陜西、甘肅、寧夏和新疆5個西部省(區(qū))(以下簡稱“西北”)，為保障煤炭這一主體能源持續(xù)穩(wěn)定供應和健康發(fā)展，需要對西北煤炭發(fā)展空間和布局進行深入研究。

1 西北煤炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展狀況

我國煤炭工業(yè)經(jīng)過幾十年特別是黃金十年的快速發(fā)展，取得了顯著成就，西北更是超過全國平均速度，在資源勘探、煤炭生產(chǎn)消費、技術水平等全方位實現(xiàn)突破，成為支撐我國煤炭供給的重要力量。

1)新增查明大批資源。截至2015年底，西部查明保有資源儲量10 134.8億t，占全國的64.7%，除中部的山西外，全國超過600億t的資源儲量全部在西北(表1)。2005～2015年，全國新增查明保有資源儲量5 233.5億t，其中4 740.9億t在西北，占90.6%，說明東北、東部和中部剩余資源十分有限，西北資源保障能力增強，在我國煤炭工業(yè)中的重要地位進一步凸顯。

2) 西北煤炭生產(chǎn)消費增長快。一批大型、特大型現(xiàn)代化煤礦建成，西北煤炭產(chǎn)量快速增長，占全國的比重由2005年的21.6%提高到2015年的45.6%，年均增長12.9%，是全國煤炭產(chǎn)量年均增長率的2.7倍；一批煤電、煤化工基地逐步投產(chǎn)，西北煤炭消費量占全國比重由2005年的12.6%到2015年的24.8%，年均增長12.4%，是全國煤炭消費量年均增長率的2.5倍(表2)。

表1 2005年和2015年西北煤炭資源量Table 1 Coal resources in northwest China in 2005 and 2015

表2 西北煤炭產(chǎn)消量及占全國比重Table 2 The coal production and proportion in northwest China

3) 西北煤礦技術水平高。煤炭產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整優(yōu)化和技術水平升級，特別是高新技術的迅速推廣應用，西北煤炭開采整體技術水平有了長足進步。據(jù)陜西、內(nèi)蒙古產(chǎn)能公告，已建成的有大柳塔、上灣、紅柳林等千萬噸級礦井和哈爾烏素、黑岱溝等三千萬噸級露天礦，煤礦建設呈現(xiàn)高度集中化、智能化的特點，采掘機械裝備向大功率、大能力、高度自動化、高可靠性方向發(fā)展[2]。

4) 西北煤礦安全生產(chǎn)水平高。據(jù)國家煤監(jiān)局數(shù)據(jù)，2015年西北煤炭百萬噸死亡率0.04，是全國平均0.18的22.2%，接近美國、澳大利亞等世界先進采煤國家安全水平。西北煤礦安全生產(chǎn)水平高，除開采條件好之外，也與西北以大型特大型煤礦為主、機械化程度高、大型企業(yè)集團重視安全生產(chǎn)有關。

西北煤炭發(fā)展取得的成績是有目共睹的，但仍存在違規(guī)建設嚴重、落后產(chǎn)能退出難、加工轉(zhuǎn)化比重低等問題。

2 西北煤炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境分析

2.1 有利于西北煤炭發(fā)展的因素

1) 西北開采成本低。陜西、內(nèi)蒙古、新疆等西北省(區(qū))煤炭資源具備煤層厚度大、埋藏淺、水文地質(zhì)條件簡單等特征，大部分適合建設大型、特大型煤礦[3]，煤炭生產(chǎn)成本低于其他省區(qū)，這在很大程度上能夠彌補西北距離能源消費中心距離遠的劣勢。如新疆低煤價、低電價政策吸引和接納一批內(nèi)地高載能項目，成為我國重要的產(chǎn)業(yè)接續(xù)區(qū)。

2) 西北煤炭質(zhì)量好。相對于其他地區(qū)，我國西北煤炭以低灰、低硫、高發(fā)熱量著稱，是我國優(yōu)質(zhì)動力煤集中區(qū)。《商品煤質(zhì)量管理暫行辦法》提出京津冀及周邊地區(qū)、長三角、珠三角限制銷售和使用灰分(Ad)≥16%、硫分(St,d)≥1%的散煤。逐步提高煤炭質(zhì)量、提高優(yōu)質(zhì)煤炭使用比重已列入議事日程，是大勢所趨，優(yōu)質(zhì)煤炭使用范圍將逐步擴大，西北優(yōu)質(zhì)環(huán)保煤炭前景看好。

3) 西北煤炭外運條件便捷。通過現(xiàn)有鐵路改造和新線投運，2020年“三西”鐵路外運能力18.2億t/a，加上公路運力，總能力可達20億t/a，運力大于運輸需求。新疆正在建設北、中、南三大通道，外運條件越來越好。

4) 國家支持西北煤炭開發(fā)。為充分利用西部地區(qū)豐富的電力資源，1986年國家提出西電東送，對發(fā)展西部經(jīng)濟和保障東部電力供應發(fā)揮了重要作用?！睹禾抗I(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出壓縮東部、限制中部和東北、優(yōu)化西部的總體布局，對西北煤炭的支持態(tài)度是明確的。2014年國家提出建設9個以外送為主的千萬千瓦級現(xiàn)代化大型煤電基地，其中鄂爾多斯、錫林郭勒盟、陜北、寧東、哈密、準東等6個基地位于西北。

2.2 不利于西北煤炭發(fā)展的因素

1) 能源加速向低碳可再生能源轉(zhuǎn)變。從發(fā)達國家走過的能源演變歷程看，薪柴→煤炭→石油→天然氣→新能源是總體趨勢。國際能源署預計非化石能源在全球能源結構中將從現(xiàn)在的19%提高到2040年的25%，而化石能源中僅天然氣份額增加。

2) 大量生產(chǎn)和使用煤炭受到制約。為應對全球氣候變化和國內(nèi)大氣污染，國家制定了鼓勵新能源和可再生能源大力發(fā)展的政策，未來新增電力需求主要靠風電、光伏補充，煤炭逐步由主體能源向基礎能源轉(zhuǎn)變。我國持續(xù)十多年的重化工業(yè)化階段臨近結束[4]，能源需求強度下降，煤炭受到擠壓。

3) 西北生態(tài)環(huán)境脆弱。西北干旱少雨，生態(tài)環(huán)境先天脆弱。由于部分企業(yè)對生態(tài)環(huán)境保護重視不夠、投入不足，煤炭開采帶來水資源破壞、地表沉陷、瓦斯排放等問題，加上恢復治理不到位，對礦區(qū)生態(tài)環(huán)境造成一定影響。未來環(huán)保標準和踐行綠水青山就是金山銀山的理念對西北煤炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展提出了更高要求。

3 西北煤炭發(fā)展空間研究

3.1 全國煤炭需求預測

煤炭需求預測方法比較多，相比其他方法，能源消費彈性系數(shù)法、主要耗煤行業(yè)法實用性較強，預測過程中充分考慮了相關變量的發(fā)展趨勢，預測結果更接近實際，在行業(yè)研究中被廣泛采用，本文采用這兩種方法綜合預測未來煤炭需求[5]。

3.1.1 能源消費彈性系數(shù)法

經(jīng)濟發(fā)展與能源消費關系密切，當經(jīng)濟發(fā)展到一定水平后，科技新成果作用加強，能源消費彈性系數(shù)下降。總體上看，發(fā)達國家已進入技術集約化階段，經(jīng)濟增長對能源的依賴程度低，能源消費彈性系數(shù)總體呈快速下降趨勢，如美國、韓國、西班牙，有的國家經(jīng)濟還在增長，但能源消費總量基本趨于穩(wěn)定甚至開始下降，如加拿大能源消費總量基本停滯，德國出現(xiàn)大幅下降(圖1)。

我國能源消費與經(jīng)歷的特殊經(jīng)濟發(fā)展道路有著密切關系。新中國成立之初優(yōu)先發(fā)展重工業(yè)，能源消費彈性系數(shù)很高；改革開放后，我國經(jīng)濟發(fā)展進行了輕工業(yè)補課，能源消費彈性系數(shù)大幅下降；2001年加入世貿(mào)組織，大量基礎設施建設和出口需求拉動能源需求，能源消費彈性系數(shù)再次上升；受2007年美國次貸危機及全球金融危機影響，能源消費增速下降；2011～2015年能源消費彈性系數(shù)相比2001～2010年已大幅下降(表3)。

圖1 部分發(fā)達國家能源消費彈性系數(shù)歷史走勢Fig.1 Historical trend of energy consumption elasticity coefficient of some developed countries

表3 我國各個時期能源消費彈性系數(shù)Table 3 Energy consumption elasticity coefficient in different periods of China

我國經(jīng)濟進入新常態(tài)，增長速度將有所放緩，但從中長期來看，我國經(jīng)濟保持較快發(fā)展的基本態(tài)勢沒有改變，預測2016～2025年、2026～2030年GDP年均增速分別為6%～7%、4%～5%。借鑒發(fā)達國家發(fā)展歷程，根據(jù)我國工業(yè)化、城市化進程不同階段的特點，預測2016～2025年、2026～2035年能源彈性系數(shù)分別為0.4和0.3。

綜上分析，2016～2025年、2026～2035年，我國能源需求年均增速增長速度分別為2.4%～2.8%、1.2%～1.5%。以2015年一次能源消費量43億t標準煤為基數(shù)，2025年、2035年能源需求量分別為54.5億～56.7億t標準煤、61.4億～65.8億t標準煤(表4)。

表4 我國未來能源需求量預測Table 4 Forecast of future energy demand in China

為優(yōu)化能源結構，國家制定了大力發(fā)展可再生能源政策，根據(jù)國家能源局《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》、國家發(fā)展和改革委員會《能源生產(chǎn)和消費革命戰(zhàn)略(2016～2030年)》、BP《2035世界能源展望》、中石油技術經(jīng)濟研究院《2050年世界與中國能源展望》等文件和報告研究成果，預測2025年、2035年除煤炭外其他能源理論上可供量分別為27.7億t標準煤、35.7億t標準煤，若取能源消費彈性系數(shù)預測值下限，煤炭需求量26.8億t標準煤、25.7億t標準煤，分別折合原煤實物量37.5億t、36億t。

3.1.2 主要耗煤行業(yè)法預測

我國煤炭消費主要集中在電力、鋼鐵、建材和化工四大行業(yè)，占煤炭消費的比重一直在提高，2015年達到85.5%(圖2)。四大耗煤行業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量增長、單位產(chǎn)品煤耗和節(jié)能技術進步等趨勢比較明確，將其作為煤炭需求預測的主要依據(jù)準確性較高，預測過程也比較直觀。

圖2 我國主要耗煤行業(yè)煤炭消費比重Fig.2 The proportion of China’s major coal consumptionindustries coal consumption

根據(jù)華北電力大學對煤電發(fā)電量、中國鋼鐵協(xié)會對粗鋼產(chǎn)量、中國建筑材料聯(lián)合會對建材產(chǎn)量、中國煤炭加工利用協(xié)會對煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的預測和研判[6]，結合可再生能源的替代作用，鋼鐵、建材、化工發(fā)展趨勢并考慮技術進步帶來的煤炭節(jié)省，主要耗煤行業(yè)用煤詳見表5。預計2025年、2035年全國煤炭需求量分別是37.9億t、36.5億t。

綜上，能源消費彈性系數(shù)法和主要耗煤行業(yè)法對未來煤炭需求的預測有一定差距，總體情況是后一種方法預測值更大，考慮控制煤炭消費總量，給予可再生能源寬松發(fā)展空間，綜合預測2025年、2035年煤炭需求量定為37.5億t、36億t。我國進口煤主要來自印度尼西亞、澳大利亞，印度尼西亞煤具有成本優(yōu)勢、澳大利亞煤質(zhì)量好，在我國東南沿海頗受歡迎，是我國煤炭供應的重要補充[7]，中長期看凈進口煤有望長期維持在2億t左右，因此2025年、2035年我國煤炭產(chǎn)量分別為35.5億t、34億t。

表5 我國煤炭消費量預測表Table 5 Prediction table of coal consumption in China

3.2 排產(chǎn)法確定其他省區(qū)產(chǎn)量

筆者統(tǒng)計了西北178個煤炭礦區(qū)(不完全統(tǒng)計)，總能力(包括生產(chǎn)、在建和規(guī)劃全口徑煤礦)42.6億t/a，是2015年產(chǎn)量的2.5倍，說明西北還有很大增長潛力，但考慮到全國煤炭生產(chǎn)有序、科學進行，不可能同一時間把這些煤礦全部打開，因此直接預測西北煤炭產(chǎn)量比較困難，可以在預測全國產(chǎn)量基礎上，先預測其他省區(qū)產(chǎn)量。

其他省區(qū)主要是中國東部、中部和西南，與剩余資源豐富的西北差距很大，經(jīng)過幾十年高強度開采，所剩資源不多，主要分布在現(xiàn)有礦區(qū)深部或外圍，一些資源被村莊壓占，由于開采成本高、搬遷難以實施導致能夠建設的新井十分有限。在煤礦明細表的基礎上，采用排產(chǎn)法對東部、中部、西南現(xiàn)有煤礦未來產(chǎn)量進行預測，具體算法是可采儲量除以1.4再除以前3年煤炭產(chǎn)量平均值得出服務年限，對各礦進行產(chǎn)量安排，排產(chǎn)過程中需考慮落后產(chǎn)能淘汰、自然災害嚴重煤礦減產(chǎn)、高成本煤礦減產(chǎn)等因素，按礦加總得到各省(區(qū)、市)煤炭產(chǎn)量，結論是2025年、2035年其他省(區(qū)、市)煤炭產(chǎn)量分別為15億t/a、10.9億t/a。

3.3 西北煤炭發(fā)展空間預測

全國煤炭產(chǎn)量減去其他省區(qū)，差值即為西北產(chǎn)量。2025年、2035年西北煤炭產(chǎn)量20.5億t、21.5億t，占全國的比重從2015年45.1%上升到2025年57.7%，2035年達到63.2%，煤炭生產(chǎn)布局持續(xù)西移(表6)。

西北未來最高產(chǎn)量約占總能力的50%，資源不對西北煤炭生產(chǎn)構成約束。土地資源、水資源、環(huán)境等是約束，但通過技術進步、生產(chǎn)工藝改進和多投入可以減輕或消除這些約束，變成軟約束。另外，我國煤炭總體需求已進入緩慢下降通道，市場總量有限，加上進口煤擠占，市場約束成為西北煤炭的最大約束。

表6 全國及西北煤炭生產(chǎn)預測Table 6 National and northwest coal production forecast

4 西北煤炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展布局研究

布局是對事物的全面規(guī)劃和安排，煤炭布局主要包括煤炭生產(chǎn)、煤炭消費、煤炭外運等關鍵環(huán)節(jié)，研究到2025年，展望到2035年，另外，還需要對煤礦淘汰報廢、新煤礦建設進行研究，使煤炭布局形成閉路循環(huán)。

4.1 煤炭生產(chǎn)布局

確定西北煤炭生產(chǎn)總量后，結合各省(區(qū)、市)煤炭生產(chǎn)現(xiàn)狀、煤礦建設進展和市場競爭力，對西北煤炭生產(chǎn)進行布局(表7)。相對于“十二五”“十三五”西北煤炭產(chǎn)量的快速增長，“十四五”及之后增速明顯放緩，受資源約束寧夏增長空間不大，受產(chǎn)品競爭力約束甘肅省增長有限，內(nèi)蒙古、陜西、新疆等省(區(qū))是增長主力。2025年西北產(chǎn)量超過20億t后，進入緩慢增長期。

表7 全國對西北煤炭需求預測表Table 7 Forecast table of northwest coal for national demand

4.2 煤炭消費布局

2015年，西北煤炭消費量7.8億t，其中，內(nèi)蒙古3.3億t排第一，其次是陜西和新疆，寧夏、甘肅消費量較低。2025年西北消費量主要依據(jù)在建煤電、煤化工項目投產(chǎn)情況進行預測，內(nèi)蒙古、新疆消費增長很快，陜西其次，西北共增長3.2億t，而全國消費量是下降的，說明煤炭消費將快速向西北轉(zhuǎn)移(表8)。2035年西北消費量還有一定增長，但增速明顯放緩。

表8 西北煤炭生產(chǎn)消費表Table 8 Table of northwest coal production and consumption

4.3 煤炭外運

2015年西北調(diào)出煤炭約9.1億t，主要調(diào)往華中、華東、華南和東北。面對產(chǎn)能過剩，特別是西南、華中和東北等落后產(chǎn)能集中地區(qū)加大落后產(chǎn)能淘汰力度，西北以外其他區(qū)域煤炭產(chǎn)量快速下降，雖然消費量也在下降，但下降速度低于產(chǎn)量下降速度，需要調(diào)入的煤炭還要增加。2025年西北調(diào)出煤炭增加到9.5億t，之后較長一段時間，將穩(wěn)定在10億t左右。

4.4 淘汰報廢產(chǎn)能

2016年2月，國務院《關于煤炭行業(yè)化解過剩產(chǎn)能實現(xiàn)脫困發(fā)展的意見》(國發(fā)〔2016〕7號)提出，從2016年開始，用3～5年時間，再退出產(chǎn)能5億t左右、減量重組5億t左右。從淘汰落后產(chǎn)能目標與現(xiàn)有小煤礦能力數(shù)據(jù)上看，除新疆外，其他省(區(qū)、市)“十三五”化解過剩產(chǎn)能遠超過小煤礦范圍，部分煤質(zhì)差、成本高、安全生產(chǎn)壓力大的大中型煤礦也將被淘汰。

通過測算，2021～2035年西北累計淘汰和報廢煤礦3.4億t。內(nèi)蒙古西部小露天礦、老礦井，陜西韓城、澄合、蒲白、銅川四大老礦區(qū)是淘汰落后產(chǎn)能和資源枯竭煤礦報廢重點區(qū)域，甘肅、寧夏、新疆也有一定規(guī)模。

4.5 煤礦建設布局

根據(jù)相關權威部門披露的資料，截至2015年底，西北現(xiàn)有生產(chǎn)煤礦13.6億t/a，加上試運轉(zhuǎn)煤礦、在建煤礦，總產(chǎn)能20.6億t/a，加上部分未批先建煤礦，能夠滿足西北2025年煤炭需求；考慮未批先建煤礦全部投產(chǎn)，減去淘汰和報廢的3.4億t/a，在不考慮新建煤礦的條件下，總量22.4億t/a(圖3)，能夠滿足西北2035年產(chǎn)量需求。

煤炭“黃金十年”回報率刺激各行業(yè)巨資投入煤炭開發(fā)，西北出現(xiàn)一大批未批先建煤礦，這些煤礦處于資源條件好、開采成本低的西北地區(qū)，競爭力強，國家宜根據(jù)淘汰落后產(chǎn)能需要，適當把握核準節(jié)奏，有序轉(zhuǎn)正這批煤礦。因此，總體上看，2025年前西北不需要再安排新建煤礦，產(chǎn)能不足時從違規(guī)煤礦中適當補充即可，新建空間只能是產(chǎn)能置換；若新疆煤炭消費和外運量能夠到達預期規(guī)模，2035年前新疆存在1億t建設空間，但存在較大不確定性。

圖3 西北煤礦產(chǎn)能構成及預測Fig.3 Capacity composition and prediction of northwest coal mines

5 結 論

1) 煤炭消費峰值已過，進入了緩慢下降區(qū)間。通過煤炭需求預測，全國煤炭需求已進入下行區(qū)間，再難以回到2013年42.44億t水平，本文認為我國煤炭消費峰值已經(jīng)過去。但以煤為主的能源資源結構和長期處于社會主義初級階段的經(jīng)濟特征決定，煤炭仍是我國主體能源。長期看我國煤炭消費呈下降趨勢，但這一過程是緩慢的，急于推動“去煤化”不現(xiàn)實，煤炭逐步由主體能源向基礎能源轉(zhuǎn)變，掩護和支持風電、光伏和其他新能源發(fā)展。

2) 西北煤炭資源豐富，開發(fā)潛力巨大，但受煤炭市場約束。僅從資源保障能力看，西北可開發(fā)規(guī)模遠大于未來的實際產(chǎn)量，資源不構成西北煤炭生產(chǎn)約束。在控制煤炭消費總量，大力發(fā)展可再生能源背景下，考慮全國煤炭生產(chǎn)合理接續(xù)和布局，無法讓西北煤炭放開生產(chǎn)，其開發(fā)量受到市場約束。

3) 由于在建規(guī)模大，2035年前內(nèi)蒙古、陜西、寧夏、甘肅不需要新開工煤礦，只有新疆有一定建設空間。根據(jù)產(chǎn)能推算，由于手續(xù)不全在建煤礦規(guī)模大，2025年前西北不需要再新開工煤礦，不足部分從違規(guī)煤礦中適當補充即可，新建空間只能是產(chǎn)能置換。理論上2035年前新疆存在一定建設空間，但存在較大不確定性。

4) 煤炭開發(fā)布局加速西移，2035年前西北煤炭產(chǎn)量還有增長空間。相對于中部地區(qū)、東部地區(qū)，西北煤炭具備資源豐富、煤炭質(zhì)量好、開采成本低等多種優(yōu)勢，煤炭開發(fā)布局向西轉(zhuǎn)移趨勢已形成，且未來這一趨勢還會加速，2025年前西北煤炭產(chǎn)量還有較大增長空間，比2015年增長3.6億t，之后進入穩(wěn)定發(fā)展期，2035年比2025年增長1億t。

5) 西北煤炭比重繼續(xù)增長，是我國煤炭工業(yè)的未來。未來較長時間，西北之外其他區(qū)域煤炭生產(chǎn)下降較快，減少部分主要由西北補充，西北煤炭占全國比重繼續(xù)增加，2035年超過60%，反映出西北煤炭的重要性。提高西北煤炭比重是提高我國煤炭工業(yè)生產(chǎn)力水平、增強煤炭在能源結構中競爭力的重要手段。

6) 為保障我國能源供應安全，需要高度關注和重視西北煤炭發(fā)展，推動西北煤炭從數(shù)量速度型向質(zhì)量效益型轉(zhuǎn)變。西北是保證我國能源安全穩(wěn)定供應的基石，做好煤炭這篇文章關鍵是做好西北。黨的十九大報告把能源放在生態(tài)文明篇章中，提出推進能源生產(chǎn)和消費革命，構建清潔低碳、安全高效的能源體系，這對西北煤炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展提出了更高要求，需要在安全綠色開采、清潔高效利用等方面取得新突破，不斷降低煤炭開發(fā)對水資源、土地等的影響，推動西北煤炭從數(shù)量增長向質(zhì)量提升轉(zhuǎn)變，打造煤炭工業(yè)升級版。