《一、前言 》

一、前言

煤炭资源是国家能源安全与社会经济发展的基 础,为满足我国工业化进程中对能源的长期需求提 供了有力保障 [1]。近年来,煤炭在我国初级能源消 费结构中的比例一直保持在 66 % 左右。2014 年, 我国煤炭产量高达 3.87×109 t [2],约占同期世界煤 炭总产量的一半。煤炭是我国最经济、最可靠、最 稳定、最可调和最安全的能源,煤炭资源具有应用 普遍性、关键领域的难以替代性、优质资源稀缺性 以及地区分布极不均衡性等特性,其战略意义已经 远超在生产生活中的使用价值,成为维护国家能源 安全、促进社会经济发展与稳定的关键性力量。尽 管我国煤炭资源相对丰富,但资源保障与开发受 资源勘探程度、开采地质条件、水资源条件、生态 环境条件、区域社会经济条件等多重因素制约 [3,4], 煤炭资源的可持续开发利用和能源工业的可持续发 展对煤炭资源的保障能力提出了更高的要求。科学 地认识我国煤炭资源现状,需要对我国煤炭资源的 分布格局与赋存特征有系统的区划辨识,进而制订 相应的可持续发展战略。

《二、“井”字形区划辨识与资源分布特征》

二、“井”字形区划辨识与资源分布特征

《(一)“井”字形区划格局辨识》

(一)“井”字形区划格局辨识

关于我国煤炭地质分区的研究较多 [5 ~ 11],不 同方式的煤炭资源区划基本都以区域造山带作为分 区边界,并各有侧重点,进而从不同角度反映了我 国煤炭资源空间分布的突出差异。在第三次全国煤 炭资源预测中 [8],根据 “ 五大赋煤区、七大规划区 ” 的分区方式,提出了东部补给带、中部供给带、西 部自给带以及东北规划区、黄淮海规划区、华南规 划区、晋陕蒙(西)宁规划区、西南规划区、西北 规划区的 “ 三带六区 ” 的煤炭资源综合区划方案。 随着对我国含煤盆地和煤炭资源赋存格局认识的深 入,研究发现沿昆仑山—秦岭—大别山造山带从西 往东,两侧的煤炭资源分布差异显著,以北的新疆、 山西、陕西、安徽、河南等省区煤炭资源分布集中, 除中小型含煤盆地以外,还包括众多大型含煤盆地, 而以南直至四川地区才有大规模煤炭资源分布,除 四川盆地之外,其余均为中小型含煤盆地,往东延 伸造山带一线几乎是煤炭资源分布空白区;天山— 阴山两侧煤炭资源分布差异虽不如中央造山带两侧 明显,但在天山南北两侧的塔里木盆地和准噶尔盆 地内,煤炭资源近似环状分布,而沿天山一线,煤 炭资源呈明显线状展布,新疆以东直至陕北、蒙西 等地的中间广阔区域,几乎没有煤炭资源;往东延 伸与大兴安岭相交,尤其是呼和浩特市南北的煤炭 资源在主聚煤期分布上表现出明显的差异;大兴安 岭两侧的煤炭资源分布显著不同,以西的蒙东地区 煤炭资源主要集中于二连盆地等,分布相对集中, 而以东的东三省,煤炭资源呈明显零星分布,沿大 兴安岭一线几乎不存在煤炭资源;沿大兴安岭一线 自然延伸,穿越煤炭分布空白区,先后经过北京、 石家庄与太原之间,直至郑州地区,并与河南以南 的煤炭分布空白区连接,而该线正是太行山脉的自 然延伸线,两侧煤炭资源分布也较为富集;雪峰山 两侧临近地区的煤炭资源均比较分散,但雪峰山以 西、龙门山—哀牢山以东的川黔滇渝地区煤炭资源 集中度较高,雪峰山以东煤炭分布差异明显;贺兰 山—六盘山—龙门山两侧的煤炭资源主要集中于造 山带东部,以西地区资源分布较少。此外,通过对 比主要含煤盆地的构造剖面特征还可以得出,大兴 安岭—太行山—雪峰山一线以东的含煤盆地主要为 伸展断陷型含煤盆地,煤系宏观构造变形以地堑和 地垒交替发育的断块状变形为主;以西的含煤盆地 主要表现为挤压坳陷型含煤盆地,煤系宏观构造变 形以造山带附近变形强烈、盆地内部变形微弱的环 带状变形为主。由此可见,我国大陆区含煤盆地的 规模、煤炭资源的分布以及煤系宏观构造变形均明显受控于东西向展布的天山—阴山、昆仑山—秦 岭—大别山两条纬向构造带和南北向展布的大兴安 岭—太行山—雪峰山、贺兰山—六盘山—龙门山两 条经向构造带控制,具有“两横”和“两纵”相区隔的“井”字形分布特征 [4]

“井”字形区划格局将我国大陆区划分为九个 分区(煤炭资源“井”字形区划示意图详见文献 [4]), 即①东北区(辽宁、吉林、黑龙江三省含煤区)、 ②黄淮海区(冀、鲁、豫、京、津、苏北、皖北含 煤区)、③东南区(闽、浙、赣、苏南、皖南、鄂、 湘、粤、桂、琼含煤区)、④蒙东区(内蒙古东含 煤区)、⑤晋陕蒙(西)宁区(晋、陕北、陇东、 宁、内蒙古西含煤区)、⑥西南区(滇东、贵、川 东、渝、陕南含煤区)、⑦北疆区(新疆北含煤区)、 ⑧南疆—甘青区(新疆南含煤区、陇西、青海)以 及⑨西藏区(西藏、川西、滇西含煤区)。如果按 照东部、中部和西部进行划分,东北区、黄淮海区 和东南区属于东部,蒙东区、晋陕蒙(西)宁区和 西南区属于中部,北疆区,南疆—甘青区和西藏区 均属于西部。传统上,天山—阴山、昆仑山—秦 岭—大别山、贺兰山—六盘山—龙门山、大兴安 岭—太行山—雪峰山是我国地理、地形、生态环境、 气候、水资源的分界线 [3,6],并结合了我国的行政 区划。“井”字形区划格局不仅清晰地辨识了煤炭 资源在各个分区的空间分布、主聚煤期次和资源 供求矛盾程度的差异,突出了盆山耦合差异演化 历程下构造作用对于煤炭资源空间分布及其宏观 构造变形的主导控制,而且反映了九个分区之间自然地理、生态环境、社会经济发展水平等要素 的显著区别。“井”字形中心区域——晋陕蒙(西) 宁区正是我国大型煤炭基地的集中分布区域和目 前煤炭资源开发的重点区域。因此,“井”字形区 划格局更为细致地刻画了我国煤炭资源的分布特 征,提供了新的区划方式。

《(二)“井”字形资源分布特征》

(二)“井”字形资源分布特征

根据最新煤田地质调查数据显示,我国远景煤 炭资源总量为 5.82×1012 t,其中,累计探明煤炭资 源量 2.01×1012 t,保有煤炭资源量为 1.94×1012 t, 尚有预测资源量 3.88×1012 t[4]。按照“井”字形区 划格局,晋陕蒙(西)宁区占全国煤炭资源保有量 的 54.6 %,蒙东区占 16.2 %。北疆区占 10.8 %,黄 淮海区占 8.2 %,西南区占 5.7 %,上述 5 个分区合 计占全国煤炭资源保有总量的 95.5 %(见图 1)。我 国经济发达的东南区煤炭资源保有量仅占全国总量 的0.5 %。各省区煤炭保有资源量可以分为4个等级: ①内蒙古、新疆、山西、陕西四省区煤炭资源最为 丰富,均超过 1.5×1011 t;②贵州、河南两省,均超 过 5×1010 t;③黑龙江、安徽、河北、山东、宁夏、 四川、云南和甘肃的保有资源量均大于 1×1010 t; ④北京、天津、吉林、辽宁等地煤炭资源保有量普 遍较小,东南浙、闽、赣、鄂、粤、琼等省区的煤 炭保有量甚至不足 2×109 t[4]

《图1》

图 1 “井”字形区划下我国保有煤炭资源量的构成情况

煤炭预测资源量与保有资源量不同,勘查程 度较低,其反映的是在未来相当长一段时期内可供 勘查开发的资源潜力。按照“井”字形区划格局, 2 000 m 以浅的预测资源主要分布在北疆区以及晋 陕蒙(西)宁区(见图 2),北疆区预测资源总量为 1.585 784×1012 t(占总量的 40.9 %),晋陕蒙(西) 宁区为 1.352 815×1012 t(占总量的 34.8 %),两者 合计贡献 2 000 m 以浅预测资源总量的 75.7 %[4]。 我国煤炭资源井工开采活动主要集中于 1 000 m 以 浅的深度。从 1 000 m 以浅的预测资源分布来看, 北疆区占 1 000 m 以浅的预测资源总量的 60.3 %, 晋陕蒙(西)宁区占 14.9 %,其次为蒙东区(8.8 %)和西南区(8.6 %)[4]。值得一提的是,黄淮海区 保有煤炭资源量虽然在九大分区中较为突出,但 是其 1 000 m 以浅的预测资源量极少,绝大部分预 测资源集中分布于 1 000~2 000 m 的深度段,这就 表明本区域浅部煤炭资源的勘查开发程度较高,且 1 000 m 以浅的资源极为匮乏 [4,12]

《图2》

图 2“井”字形区划下我国预测煤炭资源量的分布情况

按煤类来看,我国符合炼焦用煤的资源相对稀 少且分布较为集中,保有资源量约为 3.422×1011 t, 占全国保有煤炭资源总量的 17.6 %,其中晋陕蒙 (西)宁区和黄淮海区分别占全国总量的 46.9 % 和 37.0 %,西南区排在第三位,所占比例不足 8 %;我 国非炼焦用煤资源丰富,占全国保有煤炭资源总量 的 82.4 %,特别是低变质烟煤(长焰煤、不粘煤、 弱粘煤及其未分类煤)所占比重较大 [12]。我国优质 动力用煤保有资源量约为 1.098 4×1012 t,占全国非 炼焦用煤总量的 68.5 %,其中 75.6 % 集中在晋陕 蒙(西)宁区,其次为北疆区(14.7 %)和西南区 (6.6 %),三者合计占全国的 96.9 %。我国优质液 化用煤约为 9.047×1011 t,占我国煤炭资源保有总 量的 46.5 %,其中蒙东区占全国优质液化用煤总量 的 34.7 %,其次为晋陕蒙(西)宁区(所占比例为 34.3 %)、北疆区(比例为 23.8 %),其余分区所占 比例均不足 3 %[12]

《三、煤炭资源发展面临的形势与问题 》

三、煤炭资源发展面临的形势与问题

《(一)煤炭资源相对丰富,基本保障未来煤炭能源的需求》

(一)煤炭资源相对丰富,基本保障未来煤炭能源的需求

我国煤炭资源地理分布广泛,煤类齐全,煤质 优良。近年来,我国煤炭地质行业发展迅速,勘查 力度不断加大,煤炭资源量不断增加,反映出巨大的勘探开发潜力。从资源供给的角度来看,在“井” 字形九大分区中,晋陕蒙(西)宁区、蒙东区和北 疆区基本不受资源约束,其他分区均不同程度存在 资源条件约束的问题。内蒙古、陕西、新疆、山西、 宁夏和甘肃等地都具有一定的增产潜力,贵州和云 南的资源产能扩大空间有限;其余省市的资源开发 潜力不大,短期能维持现状,长期煤炭产量的下降 趋势明显。总体判断,我国未来煤炭资源的供应量 应能保持上涨态势,基本能满足煤炭消费增长的需 要,但由于煤炭行业当前处于需求增速放缓期、过 剩产能和库存消化期、环境制约强化期和结构调整 攻坚期,未来煤炭产量增长幅度可能较低,并逐步 趋近极限。预计未来我国煤炭进口市场面临的不确 定性因素较大,近年来煤炭进口量激增的态势长期 延续的可能性较小,但可以确定的是,煤炭进口量 长期稳定在 2×108 t 左右的规模基本可以得到保证。 因此,在延续现有产能发展规模的情形下,我国煤 炭资源的供应量总体应能保持上涨态势,可以满足 2020—2030 年 4.5×109 t. a –1 以内的煤炭需求 [12]

《(二)煤炭资源勘查程度低,抑制后续煤炭的供应能力》

(二)煤炭资源勘查程度低,抑制后续煤炭的供应能力

我国已探明煤炭资源量中达到较高勘查阶段 的精查、详查资源偏少,低级别预查、普查资源偏 多,梯级结构不明显,且经济可采储量和人均占有 量少,不能满足资源可持续开发的要求。按照平均 回采率 60 % 估算,我国目前可采煤炭资源储量约 为 1.5×1011 t,仅按我国 3.6×109 t . a –1 的产量计算, 储采比也不过 40 年左右 [12]。如果考虑我国回采率 不足 40 % 的实际情况,可采年限可能更低 [4]。过 低的储采比不仅影响煤炭的持续供应能力,而且影响煤炭工业的可持续发展。现阶段我国中西部地区 资源探明程度偏低,尤其是新疆、内蒙古等地区精 查资源率和详查资源率过低,不利于开发战略西移。 晋陕蒙(西)宁区、北疆区和蒙东区将是未来我国 煤炭资源勘查开发的重点区域,北疆区 1 000 m 以 浅的预测资源将是未来找煤的重点方向,区域地质 勘探工作仍有大量的工作要做。

《(三)东部煤炭资源濒临枯竭,开发潜力极为有限 》

(三)东部煤炭资源濒临枯竭,开发潜力极为有限

“井”字形东部是指大兴安岭—太行山—雪峰 山一线以东区域,覆盖 18 个省市,为我国经济发 达地区。东部剩余资源量(保有资源量中尚未利用 部分)仅余 1.325×1011 t,且集中于黄淮海地区, 东北区和东南区的剩余资源量分别仅为 1.71×1010 t 和 6.2×109 t[12]。目前,煤炭资源开发利用率高,经 济可采储量少,后备资源短缺,浅部煤炭资源已基 本被开发利用。与此同时,东部城镇和建筑物压煤 严重,部分矿区下组煤煤质差,并受地下水威胁而 难以开采,许多煤矿面临资源枯竭,部分矿井进入 深部开采期,生产能力显著下降,安全隐患明显加 大。东部地区储采比普遍不足 25 年,若不采取措施, 该区域煤炭资源将加速枯竭,供应能力将迅速下降, 即使乐观估计,2020 年产量将可能降到 8.5×108 t 左右,2030 年将降至 6.7×108 t 以下 [12]。一旦东部 地区可采煤炭资源枯竭,遇中西部突发事件,东部 煤炭供应完全缺乏保障,将威胁我国能源安全甚至 国家安全。

《(四)开发布局西移势在必行,但需破解多重约束难题 》

(四)开发布局西移势在必行,但需破解多重约束难题

我国煤炭资源的分布特点,决定了在今后相 当一段时间内煤炭资源生产和开发的重心一定是在 中西部地区,并持续西移。中西部大型煤炭基地大 多处于干旱半干旱地区,水资源短缺,生态环境脆 弱,大规模高强度地开发与区域生态适应等问题突 出,影响煤炭资源可持续开发利用甚至国家的生态 安全。依靠科技进步,破解生态环境约束型地区的 煤炭资源开发难题,强化矿区水资源保护和生态治 理与修复,将是解决未来我国煤炭可持续供应问题 的关键所在。此外,中西部大规模资源开发仍然面 临能源输送通道制约,有待于持续优化。新疆地区 是我国未来煤炭供应的可靠支撑,北疆地区具备满 足未来20年6×108 ~8×108 t . a –1生产能力的条件[12], 出疆能源输送通道的建设程度将决定新疆煤炭资源 优势能否进一步发挥。因此,虽然煤炭资源总量和 品种可以满足我国未来的煤炭需求,但随着煤矿生 产工作条件的不断改善,对煤炭开采技术条件和生 产开发水平的要求也不断提高,实现中西部地区大 范围内的煤炭资源安全、高效、绿色开采,保证煤 炭资源的科学供应,还需从战略、技术和管理等多 个层面进行调整。

《四、煤炭资源可持续发展的战略思路、目标与实施路径 》

四、煤炭资源可持续发展的战略思路、目标与实施路径

我国煤炭资源的可持续发展至少需要在三个层 面得以体现:既需要考虑煤炭资源的可持续性,又 应评估煤炭资源开发利用对水资源、生态环境的影 响及后者对前者的约束,更应最大限度地发挥煤炭 资源开发利用对社会经济发展的促进作用,使上述 各方协调发展。因而,应从三个层面认识煤炭资 源可持续发展的战略意义:①需在关系能源安全和 国家安全的高度上审视东部地区的煤炭资源开发; ②需在关系国家生态安全的高度上审视中西部地区 煤炭资源开发;③需从促进西部大开发,保障我国 社会经济安全、政治稳定的角度审视新疆等西部边 疆民族地区煤炭资源开发。相应的战略方向为“加 强资源勘查工作,保证资源充分接续;调整煤炭开 发布局,引导开发重心西移;高效开采煤炭资源, 实现资源科学开发;合理配置煤炭资源,实现资源 优化利用”。

未来 10~20 年我国煤炭资源可持续发展战略目 标如下。①实行煤炭生产和消费总量双向协同控制 措施。2020—2030 年我国煤炭生产总量应严格限制 在 4.2×109 t 以内 [12],通过布局煤炭资源勘探开发加 速西移加以产能调整。②尽快调控“井”字形东部 煤炭生产总量,加快实施保护性开发措施。“十三五” 期间,东部不再安排新上矿井项目,黑、冀、鲁、豫、 皖五省煤炭产能不再扩大,其余省份退出煤炭生产 序列;2020 年以后,加快降低东部煤炭产能,黄淮 海区煤炭产量控制在 4.5×108 t 以下,东北区和东南 区分别为 0.9×108 t 和 0.6×108 t 以下;到 2030 年争 取黄淮海区煤炭产量降低到 3×108 t,东北区和东 南区停止煤炭生产。③稳步加快开发新疆煤炭资源, 大幅提升出疆能源输送能力。2020 年新疆煤炭产 能争取达到 4×108 t 产能规模,2030 年达到 6×108~8×108 t 产能规模,将有条件置换出晋陕蒙(西) 宁地区受水资源和生态环境条件约束的部分产能 [12]

研究认为,上述战略目标的重点实施路径在于: ①持续扩大煤炭资源储量储备,优先开展中西部资 源勘查;②实施东部煤炭资源保护措施,建立资源、 产能、应急一体化战略储备体系;③加速布局和规 划煤炭开发西移,稳步加快新疆煤炭资源开发;④ 大力提升行业科学采矿水平,优先发展中西部与水 资源和生态环境相协调的采煤技术;⑤保护性开发 稀缺优质煤炭资源,强化煤炭资源清洁高效利用; ⑥加快中西部能源输送通道建设,优化整合煤炭全 产业链发展。

《五、煤炭资源可持续发展的保障措施 》

五、煤炭资源可持续发展的保障措施

《(一)尽快实施东部煤炭资源保护和资源战略储备政策 》

(一)尽快实施东部煤炭资源保护和资源战略储备政策

实施东部煤炭资源保护不会影响我国煤炭资源 的长期有效供给,应对我国煤炭开发布局进行重大 调整,将东部资源保护战略列入国家能源发展规划, 并相应调整《煤炭产业政策》。分步实施东部各地 区煤炭生产减量控制措施,圈定东部现货储备、产 能储备和资源储备矿区,支持加快矿区产业转型。

《(二)稳步加快新疆煤炭资源开发应成为长期的国家战略》

(二)稳步加快新疆煤炭资源开发应成为长期的国家战略

西部煤炭资源开发攸关边疆民族地区社会经济 发展和“一带一路”国家战略的实施成效。应将新 疆煤炭资源开发确立为长期的国家战略,出台差异 化的开发导向政策,加快出疆能源输送通道的建设, 通过铁路运费优惠、资源税调节、鼓励多种资本共 同参与通道建设与运营等措施,保障新疆煤炭资源 优势的进一步发挥。

《(三)强化优质稀缺煤炭资源的保护性开发与利用管理》

(三)强化优质稀缺煤炭资源的保护性开发与利用管理

细化优质稀缺煤炭资源管理办法和保护措施, 强化对特殊和稀缺煤种矿区实施保护性开发的管 理。制订煤炭资源利用管理办法细则,将“优煤优 用”作为提高我国煤炭清洁高效利用水平的重要抓 手,利用财税政策约束不合理用煤,强化按热值配 煤、按用途配煤、按煤质配煤等多种对路消费管理 措施。健全煤炭价格指标体系,完善煤炭价格综合 成本定价形成机制,强化市场机制对煤炭资源利用 的调控作用。

《(四)确立煤炭清洁高效开发利用为我国能源发展的国策》

(四)确立煤炭清洁高效开发利用为我国能源发展的国策

技术进步是可以实现煤炭的安全高效开发以及 高效转化、低污染和低碳利用问题。从源头控制、 采中防范、采后治理三方面,建立资源节约型、环 境友好型的安全高效煤炭开采的综合保障体系。煤 炭末端利用水平最终影响资源持续保障能力,需将 煤炭清洁高效转化与利用技术及相关产业列入我国 能源领域战略性新兴产业加以支持,进一步确立我 国煤炭利用的优先方向。

《(五)支持煤炭行业科技创新能力的提升》

(五)支持煤炭行业科技创新能力的提升

实现我国煤炭资源可持续发展,提高产业国际 竞争力,关键在于科技创新驱动,应加强煤炭清洁 高效开发与利用关键技术研究,大力发展科学采矿 和洁净煤利用技术,积极推广应用先进煤炭资源快 速精细探测技术、绿色开采关键技术和洁净煤利用 技术,鼓励在煤的高效转化与污染物近零排放、下 一代先进燃煤发电、碳捕获利用与封存等领域开展 工程探索实践,并加强煤炭科技人才培养和创新团 队建设工作。

《(六)在《煤炭法》等相关法律法规中明确资源保护条款》

(六)在《煤炭法》等相关法律法规中明确资源保护条款

从煤炭资源可持续发展的角度出发,加强涉及 资源保护与开发方面的法律法规建设,严格限制煤 炭资源的开采深度和开采回收率,不仅优质稀缺煤 种需要保护,资源稀缺地区煤炭资源也要保护,加 强对煤矿区水资源的科学管理,严格禁止地下含水 层破坏,制定并完善与煤炭资源战略储备相关的法 律法规,并修改《煤炭法》《矿产资源法》等相关 法律条文。

《六、结语 》

六、结语

由于煤炭占我国化石能源已探明储量的 90 % 以上,将长期在我国能源结构中占据半壁江山,以 煤炭为基础的能源现实,决定了煤炭资源的可持续 发展理应成为我国能源发展的优先方向。当前,我 国煤炭资源可持续发展的基础依然薄弱,且不断面临新的形势和问题,实现我国煤炭资源的可持续发 展是一项长期而且艰巨的任务。煤炭资源“井”字 形区划格局和分布特征的系统辨识,将为开展前瞻 性的科学规划,圈定资源开发的潜力区块,统筹安 排区域开发时序,优化煤炭开发利用产业布局,提 供决策参考。