朱吉茂,孫寶東,張 軍,吳 璘,王 雷,韓一杰,張 保
(國(guó)家能源集團(tuán)技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究院,北京市昌平區(qū),102211)
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(guó)內(nèi)國(guó)際兩個(gè)大局作出的重大戰(zhàn)略決策。要立足我國(guó)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(guó)能源資源稟賦特征為“富煤、缺油、少氣”,煤炭是我國(guó)能源安全的壓艙石[1],在保障我國(guó)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(lái),全球能源供需矛盾突出,能源價(jià)格持續(xù)攀升,以歐洲國(guó)家為代表的多個(gè)國(guó)家和地區(qū)出現(xiàn)能源電力緊缺。我國(guó)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(guó)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(lái)較長(zhǎng)時(shí)期,煤炭仍是我國(guó)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(guò)長(zhǎng)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(duì)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(zhǎng)期煤炭需求預(yù)測(cè)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(zhǎng)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]。
“十三五”以來(lái)我國(guó)煤炭消費(fèi)逐步回升。期間,我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展穩(wěn)中有進(jìn)、穩(wěn)中向好,經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)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(shì),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(zhǎng),煤炭消費(fèi)量占全國(guó)消費(fèi)總量的比重呈逐步上升態(tài)勢(shì);近年來(lái)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(guó)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(guó)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(guó)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(lái)源:中國(guó)煤炭市場(chǎng)網(wǎng)圖1 全國(guó)年度煤炭消費(fèi)量變化
來(lái)源:中國(guó)煤炭市場(chǎng)網(wǎng)圖2 2015-2021年各地區(qū)煤炭消費(fèi)量變化對(duì)比
我國(guó)煤炭消費(fèi)仍處于達(dá)峰過(guò)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(guó)家能源集團(tuán)技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究院聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院、清華大學(xué)開發(fā)的中國(guó)能源系統(tǒng)預(yù)測(cè)優(yōu)化模型(CESFOM),我國(guó)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(guó)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(shì)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng),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(zhǎng),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(zhǎng)、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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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%。
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(zhǎng)期消費(fèi)趨勢(shì)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(lái)煤炭產(chǎn)能優(yōu)化布局提供支撐。
我國(guó)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(zhǎng),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(lái)越成為生產(chǎn)重心,資源豐富,開發(fā)潛力大。未來(lái)一個(gè)時(shí)期,我國(guó)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(guó)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(guó)家能源集團(tuán)技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究院建立了全國(guó)生產(chǎn)在建煤礦數(shù)據(jù)庫(kù),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(cè)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(guó)現(xiàn)有煤礦生產(chǎn)趨勢(shì)預(yù)測(cè)
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(zhǎng)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(guó)東中西部生產(chǎn)在建煤礦產(chǎn)量趨勢(shì)比較
對(duì)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(lái)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(guó)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(jìng)爭(zhēng)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(guó)規(guī)劃煤礦產(chǎn)能分布情況(截至2022年2月底)
晉陜蒙新是我國(guó)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(guó)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(guó)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(zhǎng)潛力較大。從現(xiàn)有煤礦生產(chǎn)趨勢(shì)看,山西煤炭產(chǎn)量下降趨勢(shì)最為明顯,蒙陜地區(qū)煤炭產(chǎn)量降幅相對(duì)平緩,新疆煤炭產(chǎn)量則后來(lái)居上。具體來(lái)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(shì)。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(shì)??傮w來(lái)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(shì)
全國(guó)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)。
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(shì),如圖7所示。
圖7 全國(guó)其他七大區(qū)域現(xiàn)有煤礦(截至2022年2月底)產(chǎn)量趨勢(shì)
(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(wàn)t/a。
(2)東北是我國(guó)煤炭主產(chǎn)地之一,但資源枯竭問(wèn)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(wàn)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(wàn)t/a。
(4)魯蘇皖是我國(guó)煤炭主產(chǎn)地之一,面臨資源枯竭和壓覆問(wèn)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(wàn)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(wàn)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(guó)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(zhǎng),但受制于資源和開采條件問(wèn)題長(zhǎng)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(wàn)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。
按照供需平衡要求,對(duì)未來(lái)一個(gè)時(shí)期煤炭產(chǎn)能建設(shè)需求進(jìn)行測(cè)算。測(cè)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(guó)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(lái)一個(gè)時(shí)期的煤炭供應(yīng)安全。由于我國(guó)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(guó)煤炭供應(yīng)趨勢(shì)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(lái)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(guò)剩問(wèn)題將在2050年后逐步凸顯,中短期可通過(guò)產(chǎn)能核增代替新建煤礦的方式緩解后期產(chǎn)能過(guò)剩壓力。2022年2月以來(lái),我國(guó)已陸續(xù)核增一批煤礦產(chǎn)能,對(duì)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(duì)碳達(dá)峰前后煤炭缺口的測(cè)算影響相對(duì)有限。
未來(lái)煤炭開發(fā)將進(jìn)一步向西部地區(qū)集中[7-8]。基于上述煤炭供需平衡趨勢(shì)和新增產(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(cè)趨勢(shì)相比,中部地區(qū)產(chǎn)量占比中短期變化趨緩,并相應(yīng)對(duì)西部地區(qū)產(chǎn)量占比變化產(chǎn)生影響。
表1 我國(guó)煤炭生產(chǎn)區(qū)域產(chǎn)量占比變化預(yù)測(cè) %
(1)全國(guó)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(guó)煤炭產(chǎn)業(yè)西移步伐加快,未來(lái)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(lái)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(guó)的86%。全國(guó)規(guī)劃煤礦中,由于資源條件限制加上開采成本高、競(jìng)爭(zhēng)力弱,相當(dāng)一部分不具備開發(fā)條件。
(3)2035年前我國(guó)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(guó)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(guó)煤炭供應(yīng)存在中短期不足與遠(yuǎn)期過(guò)剩的矛盾,需通過(guò)多種措施緩解未來(lái)過(guò)剩壓力??紤]2035年前新建9億t/a煤炭產(chǎn)能,從產(chǎn)量趨勢(shì)看,預(yù)計(jì)2050-2060年煤炭富余能力逐步擴(kuò)大,但考慮未來(lái)以較高產(chǎn)能冗余度保障能源安全的需要,產(chǎn)能過(guò)剩程度不會(huì)太高,并且還可以通過(guò)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(guò)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(duì)資源優(yōu)勢(shì)、緩解油氣進(jìn)口壓力、保障國(guó)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(chǎng)景[11]。若清潔高效低碳利用水平及規(guī)模顯著提升,我國(guó)煤炭消費(fèi)空間將明顯拓展,遠(yuǎn)期煤炭產(chǎn)能過(guò)剩壓力也會(huì)隨之變小。