中國煤炭資源供應格局演變及流動路徑分析

高衛東，姜 巍

(濟南大學資源與環境學院，濟南 250002)

0 引言

受資源稟賦的影響，煤炭資源在我國能源供應體系中具有舉足輕重的作用，在建國初期其消費比重曾達95%以上，為我國經濟發展和社會生活做出了巨大貢獻。近年來盡管我國原煤產量不斷增加，但供不應求的局面仍然得不到緩解，“煤荒”及由其直接引發的“電荒”已成為阻礙中國經濟發展的重要因素。為了保障地區能源資源的有效供給，我國不得不采取能源長距離運輸的政策。煤炭資源的大規模流動，把產、消、運緊密聯系起來，形成一個縱橫交錯的復合系統，只有三者有機銜接才能形成穩定的能源供應體系。因此，分析中國煤炭供應的格局演變，對于穩定中國能源供應具有重要意義。

近年來，國內對于煤炭資源的空間流動的關注度日益增加，但是研究方法和側重點各不相同。在煤炭資源流動的特征研究中，王成金等認為煤炭利用具有“流場”特征，利用O-D表刻劃了中國煤炭流動規律和供需格局的空間屬性［1］;汪應宏等借鑒物理學“場”的原理，用煤炭資源—經濟勢分析了我國煤炭資源勢的空間分布及特征［2］;趙媛等則根據我國30個煤炭資源流動省的煤炭輸入輸出及資源儲備狀況，將各省劃分為輸出源地、輸入匯地和后備資源儲備系統，并對我國煤炭資源流動的流輸通道進行了梳理［3］;而成升魁等利用1953—2005年中國各省煤炭調入調出數據將中國劃分為資源輸流地、匯流地及無流地，并對煤炭資源流動的驅動力進行了分析［4］。在對影響煤炭流動的因素分析中，煤炭資源區域分布不均、能源需求量增加、西部地區外運能力提高是促進煤炭大規模流動的主要原因;在煤炭資源流動的途徑選擇上，研究多集中在我國煤炭運輸的方式和路線上。

利用1949—2008年中國及各省的煤炭生產、消費、運輸數據及各省歷年來經濟產出，分析了煤炭資源供應格局演變過程，并對區域煤炭資源開發造成的影響進行了分析，文中數據主要來自于《新中國60年統計資料匯編》、《中國煤炭工業統計年鑒(2008)》。

1 我國煤炭資源空間分布

中國是世界煤炭資源大國，統計數據顯示，至2008年底中國已探明煤炭儲量達1 145億t，約占世界總量的13.86%，僅次于美國和俄羅斯。人均煤炭資源可采儲量90.7t，僅為世界平均水平的57%［5］，從人均煤炭資源擁有量來看，中國(人均約230t)也只有世界平均水平的33%。能源供應不足和以煤為主的能源消費結構對正在全面進行的國家現代化特別是城鎮化發展形成了巨大的挑戰。此外，盡管中國煤炭資源在總量上十分可觀，但空間分布存在巨大的區域差異，我國80%以上的煤炭資源集中在華北、西北地區，其中以“三西兩東”為代表的山西、陜西、蒙西及寧東、隴東等區域煤炭儲量就占全國的65%(圖1)，而該地帶因區位優勢也成為我國重要的煤炭生產基地和主要煤炭輸出區，與我國經濟最發達、能源需求最強烈的長江三角洲、珠江三角洲、環渤海經濟圈等地區構成了地理錯位。

2 煤炭消費的時間演變

2.1 消費規模變化

受政策變動及經濟發展狀態的影響，中國煤炭資源消費增長速度起伏很大。根據消費規模和增長速度，中國煤炭資源消費變化過程可以分為3個階段。

第一，波動增長階段(1952—1978年)。解放初期，落后的國民生產體系使得我國煤炭資源消費水平十分低下，消費量僅為7 100萬t(圖2)，此后隨著經濟建設的全面開展，煤炭消費規模開始逐漸遞增，但是受政策不連貫的影響，煤炭消費增長率起伏波動非常大，在“大躍進”及后來的“文化大革命”時期這種現象表現得更為突出，如1958年煤炭消費量為2.33億t，較前一年增長了87%，時隔4年后的1962年煤炭消費總量銳減，僅為2.06億t，消費增長率也較前一年減少了1/5多。

圖1 中國煤炭資源分布圖Fig.1 Distribution of coal resource in China

第二，穩定增長階段(1978—2000年)。我國實行改革開放政策后，穩健的投資、輸出型經濟的刺激及連貫的經濟政策保護使得我國產業結構逐步完善，全面復蘇的經濟體系及快速發展的城市化帶動了中國能源消費的新一輪增長，這一時期煤炭消費增長率相對穩定，保持著年均增長率5%、年均增幅約3 000萬t的水平，2000年中國煤炭消費量達到12.45億t。

第三，快速增長階段(2000年至今)。隨著我國經濟地位在世界貿易體系中的不斷提升及工業結構的重型化發展，能源需求也開始日益強烈，以煤炭為主體的能源消費結構使得中國近年來煤炭消費規模迅速增長，年均增長率已超過10%、年均增幅達1.87億t，2008年煤炭消費量更是達到19.6億t［3］，較新中國成立之初增加了38倍。從目前世界能源結構調整優化的發展趨勢及我國面臨的碳減排壓力來看，我國能源結構中煤炭的比重會逐步降低，但考慮到我國能源賦存特征，以煤炭為主的能源消費結構在今后一個較長的時期很難徹底改變，即煤炭在今后的一段時期內仍將在國民經濟和社會發展中占據重要地位。

2.2 產消差變化

從產消差和自給率變化過程來看，由于較為豐富的資源儲量，中國煤炭資源曾在新中國成立后的很長一段時間內都保持著自給有余的狀態，一些煤炭工業產品(如焦炭)甚至成為重要的出口產品。但是自20世紀90年代以來，我國能源形勢發生了巨大的改變，快速發展的城市化和工業重型化引發了大規模的能源需求，造成我國煤炭資源缺口曾一度達到4 000萬t以上(圖3)，對國民經濟的發展造成巨大的影響，同時也敲響了我國能源安全問題的警鐘。為此，國家不得不重視對煤炭產業的投資與支持，“十一五”期間，中國重點建設了蒙東、神東、陜北、魯西、河南、兩淮、云貴等13個大型煤炭基地、98個礦區，以提高煤炭的持續穩定供給能力，滿足國民經濟發展的需求。

3 煤炭生產的空間演變

3.1 生產集中程度變化

按照工業布局盡量靠近原材料產地的原則，中國煤炭資源生產的空間格局表現出與煤炭資源分布格局基本一致的特征。為了定量反映中國煤炭生產空間分布的變遷及煤炭生產大省在中國煤炭產業中的地位變動，分別引入產業經濟學中生產集中度指數(Rn)和赫希曼-赫菲德爾指數(I)［6］，具體計算方法見公式(1)和(2)。

其中:Rn指數用全國規模最大的前n個煤炭產出區煤炭產量占全國煤炭總產量的比重來計算;I是某產業在各個地區i的有關數值(這里使用煤炭產量)占整個地理區域比重的平方和，Rn和I越大說明產業地理集中程度越高。

由于受資源稟賦的限制，中國煤炭生產的集中分布地區相對穩定，但在過去的60年中，受國家能源政策變化的影響，中國煤炭產業的R5指數(即5個煤炭產量最大的省份煤炭產出量占國家煤炭總產量的比重)和I指數一直處于波動變化中，并表現出總體上升的趨勢(圖4)。解放后，煤炭需求量的持續增加使得我國煤炭產業集中度穩步上升，但是1958年開始的“大躍進”使得我國煤炭資源開發大面積鋪開，各省份對高產的盲目追逐使得我國原煤總產量翻了一番，出現煤炭開采遍地開花的現象，此后，煤炭生產剛剛開始進入正軌又再次遭遇了“文化大革命”浪潮的襲擊，因而R5指數和I指數在這一時期表現出大起大落的現象。改革開放后，有序的國民生產使得我國煤炭生產地理集中度處于一個較為穩定的增長狀態，但1997年亞洲金融風暴導致我國經濟步入暫時性下降周期，同時期我國實施了“關井壓產”的能源限制政策，這使得煤炭生產的地理集中度再次下降。目前，隨著國民經濟的復蘇，煤炭生產地理集中度又進入了新的上升期。相關研究顯示，生產集中度的提高有利于提高煤炭安全績效和產業利潤，實現規模經濟［7］，因此中國煤炭產業在以兼并、重組等方式組建企業集團和大公司方面還有很大的發展空間。

3.2 供應格局變化

實際上早在新中國成立之初，隨著工業生產規模增加和布局的不斷擴張，我國以煤炭為主的能源生產體系就開始面對日益嚴重的區域供給平衡問題的困擾。此后的20世紀70～80年代，在經歷了國民經濟建設最為艱難的時期之后，大規模的交通基礎設施建設才使得這一問題得到基本緩解。從產消差分布的區域變化來看，在90年代初期，東部除少數幾個省份煤炭需要大規模輸入外，其他區域基本能夠保持供需平衡，煤炭輸出省也僅限于山西、黑龍江和河南(圖5a)。此后，隨著經濟總量的增長和產業重型化發展，中國能源消費總量不斷攀升，煤炭資源對中國地區經濟增長的影響愈加明顯，除安徽、寧夏、甘肅等少數幾個省能基本維持自給自足外，東部所有沿海省份和部分中部省份迅速發展成為煤炭調入省，山西、陜西和內蒙古成為我國最大的煤炭產出基地，2008年三省煤炭產量幾乎達到國家煤炭總產量的一半(圖5b)。

圖4 中國煤炭生產R5指數和I指數變化(1949—2008)Fig.4 Index R5and I of coal production in China from 1949 to 2008

圖51990年(a)和2008年(b)中國煤炭產消差額圖Fig.5 Coal production-consumption gap in China in 1990(a)and 2008(b)

煤炭生產和消費需求空間分布的不一致性以及全國性的能源資源短缺使得煤炭運輸成為我國規模最大、范圍最廣、波及效應最顯著的物流現象。僅在過去短短的24年間，中國煤炭供應范圍大幅度擴張，煤炭鐵路運輸平均距離由1984年的479 km迅速發展到2008年的622 km(圖6)，供應范圍增加了近30%;煤炭運輸周轉量也由同期的2 335.5億t·km增長到8 360.3億t·km，增長了3.6倍。自此，煤炭資源供應已將生產、運輸、消費等環節緊密聯系在一起，成為決定地區經濟穩定增長的一個日趨敏感的因素。

圖6 中國煤炭鐵路運輸平均運距及周轉量變化(1984—2008)Fig.6 Average distance and ton-kilometers of coal railway transportation in China from 1984 to 2008

圖7 煤炭鐵路運輸量及其占煤炭產量的比例(1949—2008)Fig.7 Coal railway transportation quantity and its proportion to coal production from 1949 to 2008

4 煤炭資源流動路徑

煤炭資源的分布不均和20世紀90年代以來煤炭消費量的迅猛增加使得我國煤炭資源的跨區域調動規模和距離大大增加，煤炭的生產與消費格局決定了鐵路、水路和公路三大主要運輸方式的通力合作是我國當前煤炭運輸的必然選擇。

4.1 鐵路運輸

鐵路因運力大、成本低、速度快、能耗小等優勢一直是我國煤炭運輸的主要方式，在高峰時期的1966年我國82%的煤炭產量是通過鐵路輸送到各個消費地，即使是近年來運輸方式更加多元化，近一半的煤炭產量仍然靠鐵路運輸。近年來隨著對煤炭需求的強烈擴張，煤炭鐵路運輸規模逐年上升，煤炭鐵路運輸量從1949年的0.2億t增長到2008年的13.4億t(圖7)，運輸總量增加了67倍，即便如此，煤炭鐵路運輸量占煤炭產量的比例仍然在降低，鐵路運輸能力擴張速度明顯落后于煤炭產量和運輸需求量的增幅，鐵路運輸對煤炭運輸發展的制約也越來越明顯。

由于我國煤炭資源主要分布在西部和北方地區，而煤炭資源匱乏的東部及南部地區也是煤炭主要消費區，因此形成了若干自西向東、自北向南的運煤鐵路通道，其中東西方向煤炭運輸通道主要采取鐵路和海路聯合運輸方式，而南北通道則主要采用鐵路直接運輸方式。

根據各鐵路的位置和運煤種類，我國東西向煤炭運輸線路又可劃分為3個通道:北路通道是“三西”煤炭外運的主要通路，由大秦(大同—秦皇島)、豐沙大(豐臺西—沙城—大同)、京原(北京—原平)、集通(集寧—通遼)、神朔黃(神木—朔州—黃驊港)鐵路組成，以輸送動力煤為主，主要負責將大同、平朔、準格爾、河保偏、東勝、神府、烏達、海勃灣等礦區及寧夏的煤炭運至京津冀、華北，到達秦皇島、唐山、天津、黃驊等港口的煤炭再通過海運轉送到華東地區;中路通道由石太線(石家莊—太原)、邯長線(邯鄲—長治)組成，主要將西山、晉中、陽泉、呂梁地區的煉焦煤和無煙煤及潞安、晉城和陽泉的煤炭運輸至華東、中南地區以及至青島港;南路通道由太焦(太原—焦作)鐵路、侯月(候馬—月山)鐵路、隴海(連云港—蘭州)鐵路、西康(西安—安康)鐵路、寧西(南京—西安)鐵路組成，主要將陜北、神東、晉中、寧東和黃隴煤炭生產基地的焦煤、肥煤和無煙煤運輸至中南、華東地區以及至日照、連云港等港口［8-9］(圖8)。

圖8 中國煤炭鐵路運輸通道示意圖Fig.8 Sketch map of coal railway transportation channels in China

在南北向主通道中，京滬(北京—上海)線、京九(北京—九江)線、京廣(北京—廣州)線和大湛(大同—湛江)線擔負著煤運重任，其中京滬線是“北煤南運”、“西煤東運”的最主要通道，京九線主要負責轉運朔黃線、石德(石家莊—德州)線、新石線(新鄉—日照)煤炭的任務，京廣線目前客貨并重、以客運為主，承擔將隴海和石太鐵路運來的煤炭向南運的任務;大湛線地處中西部過渡地帶，是“三西”煤炭外運的重要通道，負責將內蒙、山西及西北地區與華北、東北、華東和中南地區的煤炭交流。此外，在其他南北通道中，京哈線(北京—哈爾濱)是連接東北和華北的重要通道，也是煤炭出關的最主要通路;沿海通道是將山東煤炭供應江蘇、浙江沿海地區最便捷的通道，特別有利于打破長期以來兗州地區煤炭外運受制于京滬通道能力有限的局面，但目前該通道并不通暢，煤運量受限［3］。

4.2 水路運輸

水運起著配合鐵路運輸煤炭的作用，是僅次于鐵路的重要運輸方式，我國煤炭水路運輸格局主要通過沿海港口、長江、京杭大運河徐州—南京段以及西江實現?！氨狈狡吒邸?由北向南依次為秦皇島港、天津港、京唐港、黃驊港、青島港、日照港、連云港)是煤炭裝載港口，負責將“三西兩東”及山東省的煤炭通過鐵路或公路集中到中轉港口，再通過海輪運向環渤海灣、華東、中南和福建等缺煤地區以及國外;江蘇、上海、浙江、福建、廣東等地的港口主要是接卸來自“北方七港”的煤炭，華東地區70%的煤炭調入運輸量和華南地區90%的煤炭調入量都是通過這些港口完成的。除供應沿海省份外，海運煤炭還向沿江的電廠和工業企業提供轉運;沿長江的“三口一枝”(指長江干線港口中的浦口、漢口、裕溪口及枝城)和京杭大運河的邳州港和徐州港主要負責把由鐵路運輸來的北方煤炭輸送至長江沿線港口和西江港口，再通過駁船運到華東和沿江用戶;其他內河僅負責區域性煤炭運輸，煤炭運輸量較少，如從廣西貴港下水進入西江流域以及經黑龍江和其他內河港口下水的煤炭運輸［10］。

4.3 公路運輸

從經濟成本的角度來分析，則公路適合于短途運輸，1 000 km范圍內是煤炭公路運輸的經濟運距。作為鐵路和水路煤炭運輸的重要補充，我國煤炭公路運輸主要用于集港運輸或煤炭生產基地至煤炭中轉港腹地之間的中、短程的直達運輸，如山西煤炭公路外運主要發往北京、河北、河南、天津、皖北和山東等臨近省市;云貴地區通過公路外運的煤炭量主要輸往廣西、湖南和川渝等臨近省市。盡管用公路運輸方式進行大規模的長距離煤炭運輸并不是其優勢所在，然而，隨著近幾年來經濟發展對煤炭需求的大幅度增長，鐵路運力開始不斷趨緊，公路煤炭運輸發展開始占據一席之地，其中，山西公路外運煤炭2007年就達1.29億t，占其全部外調量的22%［11］。

5 結論

受能源稟賦的影響，煤炭自建國以來一直是我國能源供應的主體，為我國經濟建設做出了巨大的貢獻。然而近年來在持續增長的能源需求和有限的交通基礎設施的雙重壓力下，中國煤炭資源的供應已對國民經濟的運行造成嚴重影響，煤炭資源能否持續穩定地供應直接決定我國經濟能否健康發展。為此，最大限度地擴大自身的煤炭供應保障范圍已經成為地區工業化發展的基本戰略任務之一。

由于資源基礎相對富足，中國煤炭資源供應在新中國成立后的很長一段時間內都保持著自給有余的狀態，部分煤炭產品甚至是出口的重要物資。盡管煤炭資源分布區域差異巨大，但是大多數省份都能夠通過自身平衡來解決。20世紀90年代后這種情況開始發生巨大轉變，快速的經濟擴張帶動了強烈的能源需求，煤炭的需求量開始迅速增加。全局性的能源短缺帶動了我國能源富集省的大量產出，最主要的表現形式就是90年代后煤炭生產集中度在快速提升。同時，隨著東部所有省份都跨入能源輸入區，大規模、跨區域、長距離的煤炭運輸成為我國當前能源供應的重要特征。

盡管近年來我國交通基礎設施取得了很大的改善，但是在巨大的煤炭資源運輸壓力下，鐵路、水路和公路運輸體系的運煤方式仍然顯得力不從心。按照目前我國煤炭消費的規模和增長速度，即便鐵路規劃中的投資全部按期完成，未來區域間煤炭運輸僅靠鐵路也不可能滿足需求。相比而言，電網在能源傳輸方面具有清潔、快速等特點，而我國煤炭消費主要用于轉化為電力，因此要解決煤炭運輸與需求的根本矛盾，變輸煤為輸電不失為一個經濟、有效的解決辦法。

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