中国煤炭资源供应格局演变及流动路径分析

高卫东，姜 巍

(济南大学资源与环境学院，济南 250002)

0 引言

受资源禀赋的影响，煤炭资源在我国能源供应体系中具有举足轻重的作用，在建国初期其消费比重曾达95%以上，为我国经济发展和社会生活做出了巨大贡献。近年来尽管我国原煤产量不断增加，但供不应求的局面仍然得不到缓解，“煤荒”及由其直接引发的“电荒”已成为阻碍中国经济发展的重要因素。为了保障地区能源资源的有效供给，我国不得不采取能源长距离运输的政策。煤炭资源的大规模流动，把产、消、运紧密联系起来，形成一个纵横交错的复合系统，只有三者有机衔接才能形成稳定的能源供应体系。因此，分析中国煤炭供应的格局演变，对于稳定中国能源供应具有重要意义。

近年来，国内对于煤炭资源的空间流动的关注度日益增加，但是研究方法和侧重点各不相同。在煤炭资源流动的特征研究中，王成金等认为煤炭利用具有“流场”特征，利用O-D表刻划了中国煤炭流动规律和供需格局的空间属性［1］;汪应宏等借鉴物理学“场”的原理，用煤炭资源—经济势分析了我国煤炭资源势的空间分布及特征［2］;赵媛等则根据我国30个煤炭资源流动省的煤炭输入输出及资源储备状况，将各省划分为输出源地、输入汇地和后备资源储备系统，并对我国煤炭资源流动的流输通道进行了梳理［3］;而成升魁等利用1953—2005年中国各省煤炭调入调出数据将中国划分为资源输流地、汇流地及无流地，并对煤炭资源流动的驱动力进行了分析［4］。在对影响煤炭流动的因素分析中，煤炭资源区域分布不均、能源需求量增加、西部地区外运能力提高是促进煤炭大规模流动的主要原因;在煤炭资源流动的途径选择上，研究多集中在我国煤炭运输的方式和路线上。

利用1949—2008年中国及各省的煤炭生产、消费、运输数据及各省历年来经济产出，分析了煤炭资源供应格局演变过程，并对区域煤炭资源开发造成的影响进行了分析，文中数据主要来自于《新中国60年统计资料汇编》、《中国煤炭工业统计年鉴(2008)》。

1 我国煤炭资源空间分布

中国是世界煤炭资源大国，统计数据显示，至2008年底中国已探明煤炭储量达1 145亿t，约占世界总量的13.86%，仅次于美国和俄罗斯。人均煤炭资源可采储量90.7t，仅为世界平均水平的57%［5］，从人均煤炭资源拥有量来看，中国(人均约230t)也只有世界平均水平的33%。能源供应不足和以煤为主的能源消费结构对正在全面进行的国家现代化特别是城镇化发展形成了巨大的挑战。此外，尽管中国煤炭资源在总量上十分可观，但空间分布存在巨大的区域差异，我国80%以上的煤炭资源集中在华北、西北地区，其中以“三西两东”为代表的山西、陕西、蒙西及宁东、陇东等区域煤炭储量就占全国的65%(图1)，而该地带因区位优势也成为我国重要的煤炭生产基地和主要煤炭输出区，与我国经济最发达、能源需求最强烈的长江三角洲、珠江三角洲、环渤海经济圈等地区构成了地理错位。

2 煤炭消费的时间演变

2.1 消费规模变化

受政策变动及经济发展状态的影响，中国煤炭资源消费增长速度起伏很大。根据消费规模和增长速度，中国煤炭资源消费变化过程可以分为3个阶段。

第一，波动增长阶段(1952—1978年)。解放初期，落后的国民生产体系使得我国煤炭资源消费水平十分低下，消费量仅为7 100万t(图2)，此后随着经济建设的全面开展，煤炭消费规模开始逐渐递增，但是受政策不连贯的影响，煤炭消费增长率起伏波动非常大，在“大跃进”及后来的“文化大革命”时期这种现象表现得更为突出，如1958年煤炭消费量为2.33亿t，较前一年增长了87%，时隔4年后的1962年煤炭消费总量锐减，仅为2.06亿t，消费增长率也较前一年减少了1/5多。

图1 中国煤炭资源分布图Fig.1 Distribution of coal resource in China

第二，稳定增长阶段(1978—2000年)。我国实行改革开放政策后，稳健的投资、输出型经济的刺激及连贯的经济政策保护使得我国产业结构逐步完善，全面复苏的经济体系及快速发展的城市化带动了中国能源消费的新一轮增长，这一时期煤炭消费增长率相对稳定，保持着年均增长率5%、年均增幅约3 000万t的水平，2000年中国煤炭消费量达到12.45亿t。

第三，快速增长阶段(2000年至今)。随着我国经济地位在世界贸易体系中的不断提升及工业结构的重型化发展，能源需求也开始日益强烈，以煤炭为主体的能源消费结构使得中国近年来煤炭消费规模迅速增长，年均增长率已超过10%、年均增幅达1.87亿t，2008年煤炭消费量更是达到19.6亿t［3］，较新中国成立之初增加了38倍。从目前世界能源结构调整优化的发展趋势及我国面临的碳减排压力来看，我国能源结构中煤炭的比重会逐步降低，但考虑到我国能源赋存特征，以煤炭为主的能源消费结构在今后一个较长的时期很难彻底改变，即煤炭在今后的一段时期内仍将在国民经济和社会发展中占据重要地位。

2.2 产消差变化

从产消差和自给率变化过程来看，由于较为丰富的资源储量，中国煤炭资源曾在新中国成立后的很长一段时间内都保持着自给有余的状态，一些煤炭工业产品(如焦炭)甚至成为重要的出口产品。但是自20世纪90年代以来，我国能源形势发生了巨大的改变，快速发展的城市化和工业重型化引发了大规模的能源需求，造成我国煤炭资源缺口曾一度达到4 000万t以上(图3)，对国民经济的发展造成巨大的影响，同时也敲响了我国能源安全问题的警钟。为此，国家不得不重视对煤炭产业的投资与支持，“十一五”期间，中国重点建设了蒙东、神东、陕北、鲁西、河南、两淮、云贵等13个大型煤炭基地、98个矿区，以提高煤炭的持续稳定供给能力，满足国民经济发展的需求。

3 煤炭生产的空间演变

3.1 生产集中程度变化

按照工业布局尽量靠近原材料产地的原则，中国煤炭资源生产的空间格局表现出与煤炭资源分布格局基本一致的特征。为了定量反映中国煤炭生产空间分布的变迁及煤炭生产大省在中国煤炭产业中的地位变动，分别引入产业经济学中生产集中度指数(Rn)和赫希曼-赫菲德尔指数(I)［6］，具体计算方法见公式(1)和(2)。

其中:Rn指数用全国规模最大的前n个煤炭产出区煤炭产量占全国煤炭总产量的比重来计算;I是某产业在各个地区i的有关数值(这里使用煤炭产量)占整个地理区域比重的平方和，Rn和I越大说明产业地理集中程度越高。

由于受资源禀赋的限制，中国煤炭生产的集中分布地区相对稳定，但在过去的60年中，受国家能源政策变化的影响，中国煤炭产业的R5指数(即5个煤炭产量最大的省份煤炭产出量占国家煤炭总产量的比重)和I指数一直处于波动变化中，并表现出总体上升的趋势(图4)。解放后，煤炭需求量的持续增加使得我国煤炭产业集中度稳步上升，但是1958年开始的“大跃进”使得我国煤炭资源开发大面积铺开，各省份对高产的盲目追逐使得我国原煤总产量翻了一番，出现煤炭开采遍地开花的现象，此后，煤炭生产刚刚开始进入正轨又再次遭遇了“文化大革命”浪潮的袭击，因而R5指数和I指数在这一时期表现出大起大落的现象。改革开放后，有序的国民生产使得我国煤炭生产地理集中度处于一个较为稳定的增长状态，但1997年亚洲金融风暴导致我国经济步入暂时性下降周期，同时期我国实施了“关井压产”的能源限制政策，这使得煤炭生产的地理集中度再次下降。目前，随着国民经济的复苏，煤炭生产地理集中度又进入了新的上升期。相关研究显示，生产集中度的提高有利于提高煤炭安全绩效和产业利润，实现规模经济［7］，因此中国煤炭产业在以兼并、重组等方式组建企业集团和大公司方面还有很大的发展空间。

3.2 供应格局变化

实际上早在新中国成立之初，随着工业生产规模增加和布局的不断扩张，我国以煤炭为主的能源生产体系就开始面对日益严重的区域供给平衡问题的困扰。此后的20世纪70～80年代，在经历了国民经济建设最为艰难的时期之后，大规模的交通基础设施建设才使得这一问题得到基本缓解。从产消差分布的区域变化来看，在90年代初期，东部除少数几个省份煤炭需要大规模输入外，其他区域基本能够保持供需平衡，煤炭输出省也仅限于山西、黑龙江和河南(图5a)。此后，随着经济总量的增长和产业重型化发展，中国能源消费总量不断攀升，煤炭资源对中国地区经济增长的影响愈加明显，除安徽、宁夏、甘肃等少数几个省能基本维持自给自足外，东部所有沿海省份和部分中部省份迅速发展成为煤炭调入省，山西、陕西和内蒙古成为我国最大的煤炭产出基地，2008年三省煤炭产量几乎达到国家煤炭总产量的一半(图5b)。

图4 中国煤炭生产R5指数和I指数变化(1949—2008)Fig.4 Index R5and I of coal production in China from 1949 to 2008

图51990年(a)和2008年(b)中国煤炭产消差额图Fig.5 Coal production-consumption gap in China in 1990(a)and 2008(b)

煤炭生产和消费需求空间分布的不一致性以及全国性的能源资源短缺使得煤炭运输成为我国规模最大、范围最广、波及效应最显著的物流现象。仅在过去短短的24年间，中国煤炭供应范围大幅度扩张，煤炭铁路运输平均距离由1984年的479 km迅速发展到2008年的622 km(图6)，供应范围增加了近30%;煤炭运输周转量也由同期的2 335.5亿t·km增长到8 360.3亿t·km，增长了3.6倍。自此，煤炭资源供应已将生产、运输、消费等环节紧密联系在一起，成为决定地区经济稳定增长的一个日趋敏感的因素。

图6 中国煤炭铁路运输平均运距及周转量变化(1984—2008)Fig.6 Average distance and ton-kilometers of coal railway transportation in China from 1984 to 2008

图7 煤炭铁路运输量及其占煤炭产量的比例(1949—2008)Fig.7 Coal railway transportation quantity and its proportion to coal production from 1949 to 2008

4 煤炭资源流动路径

煤炭资源的分布不均和20世纪90年代以来煤炭消费量的迅猛增加使得我国煤炭资源的跨区域调动规模和距离大大增加，煤炭的生产与消费格局决定了铁路、水路和公路三大主要运输方式的通力合作是我国当前煤炭运输的必然选择。

4.1 铁路运输

铁路因运力大、成本低、速度快、能耗小等优势一直是我国煤炭运输的主要方式，在高峰时期的1966年我国82%的煤炭产量是通过铁路输送到各个消费地，即使是近年来运输方式更加多元化，近一半的煤炭产量仍然靠铁路运输。近年来随着对煤炭需求的强烈扩张，煤炭铁路运输规模逐年上升，煤炭铁路运输量从1949年的0.2亿t增长到2008年的13.4亿t(图7)，运输总量增加了67倍，即便如此，煤炭铁路运输量占煤炭产量的比例仍然在降低，铁路运输能力扩张速度明显落后于煤炭产量和运输需求量的增幅，铁路运输对煤炭运输发展的制约也越来越明显。

由于我国煤炭资源主要分布在西部和北方地区，而煤炭资源匮乏的东部及南部地区也是煤炭主要消费区，因此形成了若干自西向东、自北向南的运煤铁路通道，其中东西方向煤炭运输通道主要采取铁路和海路联合运输方式，而南北通道则主要采用铁路直接运输方式。

根据各铁路的位置和运煤种类，我国东西向煤炭运输线路又可划分为3个通道:北路通道是“三西”煤炭外运的主要通路，由大秦(大同—秦皇岛)、丰沙大(丰台西—沙城—大同)、京原(北京—原平)、集通(集宁—通辽)、神朔黄(神木—朔州—黄骅港)铁路组成，以输送动力煤为主，主要负责将大同、平朔、准格尔、河保偏、东胜、神府、乌达、海勃湾等矿区及宁夏的煤炭运至京津冀、华北，到达秦皇岛、唐山、天津、黄骅等港口的煤炭再通过海运转送到华东地区;中路通道由石太线(石家庄—太原)、邯长线(邯郸—长治)组成，主要将西山、晋中、阳泉、吕梁地区的炼焦煤和无烟煤及潞安、晋城和阳泉的煤炭运输至华东、中南地区以及至青岛港;南路通道由太焦(太原—焦作)铁路、侯月(候马—月山)铁路、陇海(连云港—兰州)铁路、西康(西安—安康)铁路、宁西(南京—西安)铁路组成，主要将陕北、神东、晋中、宁东和黄陇煤炭生产基地的焦煤、肥煤和无烟煤运输至中南、华东地区以及至日照、连云港等港口［8-9］(图8)。

图8 中国煤炭铁路运输通道示意图Fig.8 Sketch map of coal railway transportation channels in China

在南北向主通道中，京沪(北京—上海)线、京九(北京—九江)线、京广(北京—广州)线和大湛(大同—湛江)线担负着煤运重任，其中京沪线是“北煤南运”、“西煤东运”的最主要通道，京九线主要负责转运朔黄线、石德(石家庄—德州)线、新石线(新乡—日照)煤炭的任务，京广线目前客货并重、以客运为主，承担将陇海和石太铁路运来的煤炭向南运的任务;大湛线地处中西部过渡地带，是“三西”煤炭外运的重要通道，负责将内蒙、山西及西北地区与华北、东北、华东和中南地区的煤炭交流。此外，在其他南北通道中，京哈线(北京—哈尔滨)是连接东北和华北的重要通道，也是煤炭出关的最主要通路;沿海通道是将山东煤炭供应江苏、浙江沿海地区最便捷的通道，特别有利于打破长期以来兖州地区煤炭外运受制于京沪通道能力有限的局面，但目前该通道并不通畅，煤运量受限［3］。

4.2 水路运输

水运起着配合铁路运输煤炭的作用，是仅次于铁路的重要运输方式，我国煤炭水路运输格局主要通过沿海港口、长江、京杭大运河徐州—南京段以及西江实现。“北方七港”(由北向南依次为秦皇岛港、天津港、京唐港、黄骅港、青岛港、日照港、连云港)是煤炭装载港口，负责将“三西两东”及山东省的煤炭通过铁路或公路集中到中转港口，再通过海轮运向环渤海湾、华东、中南和福建等缺煤地区以及国外;江苏、上海、浙江、福建、广东等地的港口主要是接卸来自“北方七港”的煤炭，华东地区70%的煤炭调入运输量和华南地区90%的煤炭调入量都是通过这些港口完成的。除供应沿海省份外，海运煤炭还向沿江的电厂和工业企业提供转运;沿长江的“三口一枝”(指长江干线港口中的浦口、汉口、裕溪口及枝城)和京杭大运河的邳州港和徐州港主要负责把由铁路运输来的北方煤炭输送至长江沿线港口和西江港口，再通过驳船运到华东和沿江用户;其他内河仅负责区域性煤炭运输，煤炭运输量较少，如从广西贵港下水进入西江流域以及经黑龙江和其他内河港口下水的煤炭运输［10］。

4.3 公路运输

从经济成本的角度来分析，则公路适合于短途运输，1 000 km范围内是煤炭公路运输的经济运距。作为铁路和水路煤炭运输的重要补充，我国煤炭公路运输主要用于集港运输或煤炭生产基地至煤炭中转港腹地之间的中、短程的直达运输，如山西煤炭公路外运主要发往北京、河北、河南、天津、皖北和山东等临近省市;云贵地区通过公路外运的煤炭量主要输往广西、湖南和川渝等临近省市。尽管用公路运输方式进行大规模的长距离煤炭运输并不是其优势所在，然而，随着近几年来经济发展对煤炭需求的大幅度增长，铁路运力开始不断趋紧，公路煤炭运输发展开始占据一席之地，其中，山西公路外运煤炭2007年就达1.29亿t，占其全部外调量的22%［11］。

5 结论

受能源禀赋的影响，煤炭自建国以来一直是我国能源供应的主体，为我国经济建设做出了巨大的贡献。然而近年来在持续增长的能源需求和有限的交通基础设施的双重压力下，中国煤炭资源的供应已对国民经济的运行造成严重影响，煤炭资源能否持续稳定地供应直接决定我国经济能否健康发展。为此，最大限度地扩大自身的煤炭供应保障范围已经成为地区工业化发展的基本战略任务之一。

由于资源基础相对富足，中国煤炭资源供应在新中国成立后的很长一段时间内都保持着自给有余的状态，部分煤炭产品甚至是出口的重要物资。尽管煤炭资源分布区域差异巨大，但是大多数省份都能够通过自身平衡来解决。20世纪90年代后这种情况开始发生巨大转变，快速的经济扩张带动了强烈的能源需求，煤炭的需求量开始迅速增加。全局性的能源短缺带动了我国能源富集省的大量产出，最主要的表现形式就是90年代后煤炭生产集中度在快速提升。同时，随着东部所有省份都跨入能源输入区，大规模、跨区域、长距离的煤炭运输成为我国当前能源供应的重要特征。

尽管近年来我国交通基础设施取得了很大的改善，但是在巨大的煤炭资源运输压力下，铁路、水路和公路运输体系的运煤方式仍然显得力不从心。按照目前我国煤炭消费的规模和增长速度，即便铁路规划中的投资全部按期完成，未来区域间煤炭运输仅靠铁路也不可能满足需求。相比而言，电网在能源传输方面具有清洁、快速等特点，而我国煤炭消费主要用于转化为电力，因此要解决煤炭运输与需求的根本矛盾，变输煤为输电不失为一个经济、有效的解决办法。

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