赵冠一,叶旭东,梁 壮,曾维刚
(应急管理部研究中心,北京 100713)
近年来,随着我国煤炭供给侧结构性改革深入推进和煤矿安全生产要求不断提高,煤炭生产开发布局发生了重大变化,产需逆向分布格局进一步凸显,中部地区煤炭供需平衡和区域煤炭供应保障压力进一步加大。长期以来,河南省受资源禀赋影响,能源生产和消耗均以煤为主[1],能源结构偏煤化问题较为突出。2016年12月,国家发展改革委印发了《中部地区崛起“十三五”规划》,明确提出“要努力把中部地区建设成为全国重要先进制造业中心、全国新型城镇化重点区、全国现代农业发展核心区、全国生态文明建设示范区、全方位开放重要支撑区”[2],标志着政策的实施进入新一轮加速阶段[3],这些都给以河南为代表的中部地区能源供给尤其是煤炭供给保障提出了新要求。
河南省界内煤炭、石油、天然气资源均有赋存,是我国传统的化石能源开发大省,2010年全省一次能源产量17438万t标准煤[4],占全国总产量的6%左右。近年来,随着能源生产和消费革命的不断推进,河南省化石能源产量持续走低,2020年煤炭、石油、天然气产量仅约为2010年的86.6%、80.5%、80.0%[5],一次能源总产量降至约10403万t标准煤,比2010年减少了39.9%。从一次能源生产结构来看,煤炭、石油、天然气产量合计占一次能源总产量的比重由2010年的约91%降至2018年的70%,非化石能源产量比重由2010年的5%提升至2018年的25%,能源生产结构清洁化、低碳化程度显著提升。
“十三五”以来,河南省风电、太阳能光伏发电等新能源装机增速明显高于传统电源,2018年清洁能源装机容量约是2015年的13倍,占全省总发电装机的比重由2015年的3.2%提高到了2020年的28.0%,在电源结构持续优化的同时,也涌现出了一批知名新能源企业和新能源产业集群。同期,煤电发电量一直占全省发电总量的83%以上,在未来一段较长的时期,煤电仍将是河南省的主力电源。
2015年河南省能源消费量2.23亿t标准煤,占全国消费总量的5.2%左右[6]。“十三五”以来,河南省提出“节能优先、内源优化、外引多元、创新引领”能源发展新战略,在保证经济社会健康发展的基础上,全省能源消费总量保持稳定,2020年2.28亿t标准煤,占全国能源消费总量的比重降至4.6%。从能源消费结构来看,非化石能源消费占比由2010年的4.5%增至2020年的11.2%,煤炭消费占比由2010年的82.8%降至2020年的67.6%,全省能源消费结构进一步优化。河南省能源消费情况见表1。
表1 河南省能源消费情况
“十三五”前两年,河南省已完成1319万千瓦煤电机组的节能提标升级改造,火电机组平均供电煤耗由2015年的308g/(kW·h)降至2020年的300g/(kW·h)以下[7]。同期,单位GDP能耗由2015年的低于全国平均12%,降至2020年低于全国的平均20%,全省能源清洁利用水平明显提升。
河南省是国家规划的14个大型煤炭基地之一,煤炭资源分布区处于华北坳陷南缘,上古生界石炭、二叠系为重要含煤地层,其次为中生界侏罗系[8],资源主要分布在三大构造区(太行构造区、嵩箕构造区、崤熊构造区)的18个煤田和4个含煤区(其中包括2个含煤预测区)内。河南省已探明煤炭资源储量矿产地282处,其中大型矿区127处,中型矿区50处,小型矿区105处。河南全省基本分为平顶山、郑州、焦作、鹤壁、永夏、义马六大矿区[9],焦煤、气煤、肥煤和瘦煤等炼焦用煤主要分布在平顶山、禹州、陕渑和安阳煤田;无烟煤、贫煤和长焰煤等动力用煤主要分布在焦作、鹤壁、新密、登封、义马和永城矿区。河南省大多数矿区煤层稳定性较差,地质构造、水文地质及其它开采技术条件比较复杂。
截至2018年底,全省查明煤炭资源储量347亿t,其中生产和在建矿井占有储量162亿t,剩余煤炭资源储量大部分埋藏1200m以深。规划矿井查明煤炭资源储量17亿t,设计可采储量9亿t。生产、在建矿井和规划矿井剩余保有储量约110亿t,剩余可采储量约58亿t。
河南省煤炭资源存在以下问题:一是可供新井建设的浅部资源越来越少,矿井接替困难。大部分大型煤矿剩余服务年限不足30a,甚至部分大型矿井剩余服务年限甚至不足15a,煤炭开采接续日趋紧张,平顶山、鹤壁、义马、郑州、焦作均是20世纪50—60年代建成的老矿区,经过近半个世纪的高强度开发,目前大部分主力矿井生产水平剩余可采储量已严重不足,部分矿井已进入衰老报废期。二是资源埋藏深、灾害多、开采难度大。河南省煤炭资源总量中近90%赋存于1000m以深,现有大中型生产矿井中约三分之二矿井开采深度超过800m,近几年规划建设的大中型矿井有半数以上开采深度已达800m。河南省是我国煤矿瓦斯重灾区[10],焦作、安阳、鹤壁矿区是我国严重的煤与瓦斯突出矿井的重点分布区域[11],未来随着开采深度逐步增加,瓦斯、地温、地压等灾害更趋严重,矿井建设投资和运营成本大幅增加。
河南省煤炭生产均为井工开采,机械化、自动化程度较高。截至2020年末,全省共有各类煤矿218处,生产能力1.55亿t/a。其中省骨干企业(河南能源、平煤神马、郑煤、神火,下同)所属矿井159处,生产能力1.31亿t/a;省煤层气公司矿井3处,能力81万t/a;地方煤矿53处,能力2026万t/a;央企3处,能力288万t/a。目前河南省煤矿单井平均产能77万t/a左右。
产量方面,河南省煤炭产量在2010年达到历史峰值2.1亿t,其后全省矿井数量、核定产能逐年减少,煤炭产量逐年降低。“十三五”期间,河南省煤炭产量稳定在1亿t/a左右,大中型煤矿产量占比由“十二五”前的60%提升至2020年的96%。全省煤炭生产结构进一步优化。河南省煤炭生产情况见表2。
表2 河南省煤炭生产情况
2020年,全省煤炭消费量约2.2亿t,比2015年下降了7%以上,在能源消费结构中的占比由76%降至68%。同期,电煤消费占全省煤炭消费总量的比重由2015年的约50%提升至2020年的62%以上,终端消费占比由约26%降至约21%,煤炭消费进一步向电力行业集中,规模化、清洁化趋势明显[12]。
近年来随着一批大型煤电机组的投产,河南省作为华中电网火电基地的作用进一步加强。2020年,河南省总电力装机10169万kW,其中煤电装机占比由2015年的87.4%降至2020年的66.1%。同时,在应对国家节能减排措施中,河南省持续推进煤电机组上大压小,在电源结构得到优化的同时,全省平均供电煤耗也持续下降。2020年,全省火电平均供电煤耗300g/(kW·h),比2015年下降4%左右。
河南省近年平均调出2500万t/a,调入1.4亿t/a。调出方面,河南省经铁路向外调运的煤炭几乎涵盖除西北地区之外的所有地区,其中以湖北、安徽、湖南三省为主,占总调出量的65%。“十三五”期间,河南省煤炭调出量基本保持在每年2200~2600万t,未来随着河南省本省煤炭产量的继续下降,煤炭调出量将有所下降。调入方面,近年河南省煤炭调入量基本稳定,保持在年1.4t左右,其中铁路调入量持续放大,约占总调入量的40%~50%。河南省煤炭消费主要集中在豫北地区,紧邻山西、陕西等煤炭主产区,煤炭公路调运量也较大,占总调运量的50%~60%左右。河南省煤炭调入量变化情况见表3。河南省经铁路调出煤炭去向见表4。
表3 河南省煤炭调入量变化情况 万t
表4 河南省经铁路调出煤炭去向 万t
山西、陕西两省为河南省煤炭主调入区,合计占总调入量的87%。山西省、陕西省煤炭资源丰富,是我国重要的能源基地,借助区位优势和交通优势,山西、陕西两省一直是河南省最重要的煤炭调入区,两省调入量一直占全省总调入量的80%以上。近年来,受煤炭供给侧结构性改革、经济社会转型发展等因素影响,山西向河南煤炭调出量增速放缓,陕西省调出量呈快速上升趋势。河南省经铁路调入情况见表5。
表5 河南省经铁路调入情况 万t
京广线、焦柳线、京九线、陇海线、宁西线为河南省最主要煤炭调入通道,承担了河南省90%的煤炭调运量。
京广线:2017年、2018年完成煤炭运量分别为1856万t、2135万t,货运能力7000万t,河南省内段运能较为紧张。
焦柳线:焦柳铁路平行于京广铁路,连接数座工业重镇[13],承担山西、河南向河南西部地区的煤炭供应量,以及陕西省包括宁夏、甘肃等省区经宁西铁路转运至本线的煤运量。2017年、2018年河南段完成煤炭运量分别为4963万t、5516万t,货运能力7000万t,能力已近饱和。
京九线:2017年、2018年河南段完成煤炭运量分别为3678万t、4025万t,货运能力7000万t,能力比较紧张。规划的京九高速铁路贯通后,可大幅度缓解货运能力紧张状况。
陇海线:承担山西、河南、山东、陕西及西北大部分省区向东部地区的客货运输,为双线电气化铁路,2017年、2018年河南段完成煤炭运量分别为2687万t、2955万t,货运能力7000万t。河南省内段能力较为充分。
宁西线:承担山西、河南、山东、陕西及西北大部分省区向东部地区的客货运输,为国铁I级[14]双线电气化铁路,2017年、2018年河南段完成煤炭运量分别为1367万t、1753万t,货运能力7000万t。河南省内段能力较为富裕。
河南省18个地级市中,7个属于京津冀大气污染传输通道城市,“十三五”期间河南省相继印发了《河南省大气污染防治攻坚战7个实施方案》等一系列文件强调河南煤炭消费总量控制[15],未来河南省资源环境约束还将进一步加剧。
1)电力行业。根据《河南省国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》预测,2025年煤电发电量2960亿kW·h;根据《河南省“十四五”现代能源体系和碳达峰碳中和规划》,2025年河南省火电平均供电煤耗降至297g标准煤/(kW·h)、发电煤耗预计降至310g标准煤/(kW·h);预测至2025年,河南省电煤需求量0.92亿t标准煤,约1.25亿t原煤。2030—2035年,随着节能技术的进一步发展、能源利用效率的进一步提高,以及可再生能源的蓬勃发展,河南省电煤需求量将保持在1.15亿t左右[16]。
2)钢铁行业。2020年、2021年疫情期间,河南省生铁产量较为稳定,分别为2769万t、2747万t,预测至2025年,河南省生铁产量2550万t左右,吨铁煤耗按行业平均值675kg计算,预测河南省钢铁工业煤炭需求量约1800万t。远期,2030—2035年,河南钢铁行业产品产量有所下降,耗煤量保持在1500万t左右。
3)建材行业。河南省建材行业主要产品包括水泥、墙体材料、石灰等,但煤炭消耗以水泥生产为主。2019年、2020年全省水泥产量分别为10465万t、11722万t,预计至2025年河南省水泥产量14000万t左右,根据中国建材工业吨水泥平均煤耗95g标准煤,预测2025年河南省水泥行业煤炭消费量1900万t左右。同时,随着配套建材产品墙体材料、石灰等产量的增加,预测2025年河南省建材行业煤炭需求量2900万t;预测2030年、2035年,随着城镇化速度的减慢,建材行业产品产量持续回落,煤炭需求量也随之下降,预计2030—2035年河南省建材行业煤炭需求量为2700万t和2400万t。
4)化工行业。河南煤化工以传统煤化工为主,合成氨和甲醇最具代表性,耗煤约占化工行业耗煤量的80%以上。预计2025年河南省合成氨产量550万t,以无烟块煤为原料的每吨合成氨能耗约1.1t标准煤,预测2025年合成氨耗煤量稳定在850万t左右。同时,预计“十四五”期间河南省甲醇产量与“十三五”期间持平,年产稳定在900万t左右,耗煤量约750万t左右。按照国家“严格控制煤炭净调入地区发展煤化工”的产业政策,河南从2010年成为煤炭净调入省,发展煤化工产业的空间和规模受到较大限制[17],预计2025—2035年河南省没有新增煤化工项目,预测2025年、2030年、2035年化工行业煤炭需求量1600万t、1450万t和1300万t。
5)其他和民用。河南省煤炭消费中的其他按行业及民用煤炭主要包括炼焦、轻工(造纸、农副产品加工、食品、饮料、纺织等)、机械等行业用煤和城镇居民生活用煤。2015年全省民用及其他行业耗煤4400万t左右,按照大气防治要求,“气化河南”“燃煤替代”工程将加快实施,民用及其他行业用煤量将大幅下降,2019年底已降至2000万t左右,预计2025年进一步降至1700万t。预测2030年、2035年,民用及其他行业煤炭需求量逐年回落,最终降至1300万t左右。
综上分析,河南省2025年、2030年、2035年煤炭需求量分别为20500万t、19000万t、18000万t。河南省各行业煤炭需求预测见表6。
表6 河南省各行业煤炭需求预测 万t
根据河南省生产、在建、规划矿井有关资料,以及未规划井田资源情况,结合各矿井剩余可采储量、生产能力、剩余服务年限等信息进行排产,预测全省2025年、2030年、2035年河南省煤炭开发潜力。
1)2025年产能预测。经预测,河南省2025年生产煤矿118个,产能1.17亿t,生产煤矿、规划煤矿及未规划井田合计剩余可采储量58.58亿t。
2)2030年产能预测。经预测,河南省2030年生产煤矿99个,产能1.14亿t,生产煤矿及未规划井田合计剩余可采储量56.39亿t。
3)2035年产能预测。预计,2035年,河南省煤炭产能1.08亿t,剩余可采储量54.23亿t。
综上预测,2025年、2030年、2035年河南省煤炭产能分别为1.17亿t、1.14亿t、1.08亿t,产量分别为0.9亿t、0.9亿t和0.85亿t。
综上分析,预测至2025年,河南省煤炭产量、需求量分别为0.90亿t和2.05亿t,需要净调入煤炭1.15亿t。至2030年,河南省煤炭产量、需求量分别为0.90亿t和1.93亿t,需要净调入煤炭1.03亿t。至2035年,河南省煤炭产量、需求量分别为0.85亿t和1.80亿t,需要净调入煤炭0.95亿t。
煤炭从勘探、开发到加工、利用技术均比较成熟,供应有保障、组织落实效率高、能及时解决问题,仍是未来一段时期稳定、可靠、自主保障程度最高的能源[18]。河南省煤炭资源开采时间长,开采深度大,部分矿井深度已超千米,安全生产压力日益增大,同时省内人口稠密,地下煤炭资源开发与地面建设矛盾问题也较为突出。虽然《2017中国国土资源公报》中河南省煤炭资源查明保有储量377亿t[19],但根据既有研究成果测算,至2025年,河南省剩余可采储量仅为58.6亿t,可供新建矿井资源、产能和产量还将逐步下降,属煤炭生产衰减省份。
未来一段时期,河南省在落实国家有关煤炭行业供给侧改革政策的基础上,应力争获取更多中央预算内资金支持,进一步提高重点煤矿安全生产水平,推进煤矿机械化、智能化、信息化改造,同时结合河南省自身实际,适度释放优质产能,提升全省煤炭优质产能比重,进一步提高全省煤炭供应的自给率。
调入来源方面,河南省从山东、甘肃、河北等地煤炭调入量将逐步减少,山西省增量有限,调入增量将集中来自陕西、内蒙古两省区作为华中地区最大产煤省,河南省仍将继续担负向区内的湘鄂赣地区调煤,同时兼顾邻近的安徽、山东等省的品种调剂性质的交流,调运规模变动不大。
向河南省调运的铁路通道仍将主要集中在陇海、宁西、洛湛、侯月、京广等主要承担“三西”地区外运的煤运主干道。上述线路除承担向河南省煤运的供应外,也是作为向华中地区调运煤炭的共用通道。浩吉铁路运营后,与陇海、焦柳、京广等线均实现互联互通,将新开辟出从内蒙古西部地区向河南省及华中地区供应的便捷通道,在大大提升向省内供应能力的同时,也拓展了煤源的供应范围。
河南已将豫西、豫北、豫南规划为河南未来一段时期重点发展的三个煤炭储备基地[20]。依托国家骨干铁路运煤通道和省内煤炭生产布局,继续加快建设一批以满足电煤供应、煤化工用煤和煤种调剂等需要为主的煤炭物流储配园区,主要包括南阳(内乡)煤炭物流园区、义马煤炭储备基地、鹤壁豫北煤炭物流储备加工基地等,年周转量1亿t左右,对提高省内煤炭供应保障能力和应急储备能力起到重要作用。