碳达峰、碳中和目标下中国能源矿产发展现状及前景展望

樊大磊，李富兵，王宗礼，苗 琦，白 羽，刘青云

(1.自然资源部油气资源战略研究中心，北京 100860；2.中国地质大学(北京)，北京 100083)

人类文明发展史也是一部人类能源利用史[1]，从薪柴，到煤、石油、天然气等化石能源，再到风能、太阳能、水电、核能等非化石能源，人类对能源的开发利用从未止步。煤炭、石油、天然气、铀等能源矿产是现阶段人类可现实利用的主要能源，为经济社会的发展注入了强大的动力。但近现代工业生产大规模使用煤炭、石油、天然气等能源矿产，造成大气中二氧化碳等温室气体浓度和全球平均气温持续升高，引起海平面上升、生态多样化遭到破坏、极端天气等一系列问题，减少二氧化碳、甲烷等温室气体的排放成为世界各国共同应对气候变化的共识。

2020年9月22日，习近平主席在第七十五届联合国大会一般性辩论上宣布我国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和[2]。碳达峰、碳中和目标是党中央国务院审时度势，提出的重大战略决策，是我国能源行业革命性的变革。碳达峰、碳中和已纳入生态文明建设整体布局，将对全球能源供需格局产生深远影响，为我国能源矿产未来的发展指明了方向。

碳中和，一般指碳排放的中和，即进入大气的二氧化碳排放和吸收之间达到平衡[3]。我国作为世界最大的能源生产国和消费国，也是世界最大的二氧化碳排放国，受到资源禀赋、发展阶段、产业结构、技术水平、增长态势和能源安全等因素制约，我国目前发展仍依赖以煤炭为主的能源矿产。如期实现碳达峰、碳中和目标既是我国能源转型面临的巨大挑战，也是加快脱碳进程、抢占绿色能源发展高地、确保能源领域长治久安的重大抉择。持续推动能源矿产的消费、供给、技术、体制革命，统筹国内国际两个大局，全方位加强国际合作是确保我国能源安全，实现碳达峰、碳中和目标，推动国民经济高质量发展，建设美丽中国的重要抓手。本文通过梳理我国能源矿产的发展现状，结合碳达峰、碳中和目标，对我国能源矿产的发展形势和未来的发展方向做了剖析，并提出有关政策建议。

1 我国能源矿产发展现状

我国一次能源生产、消费规模大，均居世界首位，供需结构以煤炭、石油、天然气等化石能源为主。其中，煤炭资源丰富，是我国能源消费的主体，2020年煤炭占我国一次能源生产近七成，消费的一半以上。煤炭生产能够满足我国的基本需求，随着供需结构的调整，“十二五”以来煤炭生产、消费在一次能源中所占比重均呈下降趋势。我国石油、天然气资源相对短缺，虽然潜力较大，但品质下降趋势明显，增储上产难度加大。 近年来，原油产量保持在2亿t左右，天然气产量增长较快，但国内油气生产难以满足我们需求的较快增长，对外依存度居高不下。核电和可再生能源发展迅速，2020年两者已占到了我国一次能源生产的18.9%和消费的16.1%。

1.1 能源矿产在我国一次能源中的地位

1.1.1 我国能源矿产生产持续增长，有力保障国民经济的平稳运行

我国能源生产增长迅速，2000—2020年，一次能源生产年均增长5.5%，国内生产总值(GDP)年均增长12.3%。“十三五”期间我国一次能源生产量较“十二五”期间增长6.4%。根据国家统计局数据，2020年，我国一次能源生产40.8亿t标准煤，同比增长2.8%，为新中国成立初期的170余倍、改革开放初期的6倍多。其中，原煤产量39.0亿t，同比增长1.4%；原油产量19 477万t，同比增长1.6%；天然气(含煤层气、页岩气、二氧化碳和煤制气等)产量1 925亿m3，同比增长9.8%。从生产结构和增长趋势来看，煤炭一直是我国一次能源生产的主体，2000—2015年一直占据一次能源生产的七成以上，之后占比有所下降，但仍超过68%；原油产量保持稳定，但在能源生产中的占比持续下降，已从2000年的16.8%下降至2020年的6.8%；天然气产量持续增长，在一次能源中的占比稳中有升，从2000年的2.6%增长至2020年的6.0%；非化石能源生产增长迅速，生产占比快速增长，2020年已接近一次能源生产总量的1/5(图1)。

图1 2000—2020年我国一次能源生产结构对比Fig.1 Comparison of China’s primary energy productionstructure from 2000 to 2020(资料来源：国家统计局网站)

1.1.2 能源消费总量快速增长，但能源矿产消费占比持续下降

近些年，我国经济的高速发展拉动了能源消费的快速上升，2000—2020年，我国一次能源消费年均增长6.3%，同期，我国能源矿产消费总量年均增长5.8%。 能源消费结构趋向合理，煤炭消费总量自“十二五”期间冲高回落以来低速增长，年消费量近40亿t，消费占比呈不断下降趋势，已由2000年的68.5%下降至2020年的56.8%，但仍是我国一次能源消费的主体。 原油消费量增长较快，从2000年的2.13亿t增长至2020年的7.36亿t(表观消费量)；天然气消费总量快速上升，由2000年的245亿m3增长至2020年的3 277亿m3(表观消费量)，增长10余倍，所占一次能源消费的比例从2000年的2.2%增长至2020年的8.2%。核电、风电、水电等非化石能源消费占比上升较快，不断压低能源矿产消费所占比例，我国能源消费结构向清洁低碳转变不断加快(图2)。

图2 2000—2020年我国一次能源消费结构对比Fig.2 Comparison of China’s primary energy consumptionstructure from 2000 to 2020(资料来源：国家统计局)

1.1.3 能源自给程度较高，但油气等能源矿产在较长时间内相对短缺

我国能源自主供应保障能力较强，能源生产总量基本保持与消费同步上涨。根据国家统计局和海关总署数据，2000年以来，我国一次能源的自给率总体呈下降趋势，但“十三五”以后，能源自给率逐年小幅回升，已从2016年的78.4%回升至2020年的81.9%。2020年，我国能源矿产自给率为77.0%，不同矿种供给保障程度差异较大，其中，煤炭自给率为98.5%，石油自给率为26.5%，天然气自给率为58.7%(图3)。我国能源结构性供需矛盾较为突出，“十二五”以来，煤炭占能源消费比例不断下降，随着煤炭行业供给侧结构性改革不断深入，优质产能得到释放，国内煤炭生产能够基本满足消费；油气能源消费快速上涨，占比不断增大，而国内产量增速不及消费增速，供需缺口不断扩大，导致我国石油天然气对外依存度不断攀升。2018年7月21日，习近平总书记作出了大力提升勘探开发力度，保障国家能源安全的重要指示[4]，自然资源部、国家能源局、国内各大石油公司及有关单位积极落实中央领导同志批示，国家层面第一次在油气勘探行业提出了“七年行动计划”，有力地推动了国内油气勘探开发进程。

图3 2020年我国能源矿产及煤炭、石油、天然气自给状况Fig.3 Self sufficiency of energy minerals,coal,oil and natural gas in China in 2020

1.2 我国煤炭、油气资源分布和生产现状

我国煤炭资源丰富，但分布不均，截至2019年底，煤炭查明资源储量1.72万亿t，面积80万km2，资源地域分布不均，主要分布在西北和华北等地区，山西、陕西、内蒙古、新疆四省(区)约占全国查明资源储量的4/5。近年来，在能源消费结构调整、煤炭需求下滑的背景下，我国持续推进煤炭供给侧结构性改革，积极化解过剩产能。 通过淘汰落后产能、实施产能置换和升级改造提升，煤炭开发和产能布局不断优化，截至2020年底，全国煤炭产能不足30万t/a的煤矿数量和相关产能较2018年分别下降了45%和41%。 煤炭企业生产集中度显著提升，截至2019年底，我国共有煤矿约5 300处，年产量大于120万t的大型现代化煤矿超过1 200处，占全国年产量的80%左右，其中，千万吨级煤矿数量44处，产能合计6.96亿t/a[5]。煤炭生产、运输、消费环节的绿色、清洁和高效利用程度进一步提高，截至2019年，我国85%以上的煤炭消费已经基本实现了清洁高效利用和超低排放[6]。2019年，电力、钢铁、建材、化工等主要耗煤行业煤炭消耗占比分别为58.1%、16.5%、9.6%和7.6%。

我国油气资源潜力较大但品质下降明显。截至2015年底，我国石油、天然气可采资源量分别为300.67亿t和50.08万亿m3[7]。截至2019年底，石油、天然气累计探明技术可采储量分别为106.80亿t和8.19万亿m3[8]，可采资源探明率分别为35.5%和16.4%，天然气潜力大于石油，但我国油气地质条件复杂，资源品位相对较差，待发现油气资源中的低渗、致密、稠油和海洋深水等占比约80%。新发现油气储量品质变差、丰度变小、埋藏变深、油藏类型趋于复杂。以2019年为例，新增石油、天然气储量中，低渗和特低渗分别占84%和91%，特低丰度分别占46%和31%。2020年，我国石油企业实施“七年行动计划”，在新冠肺炎疫情蔓延、国际油价低迷和勘查开采投资大幅减少的情况下仍然实现了增储上产，2020年，我国石油新增探明地质储量13.2亿t，同比增长17.8%，天然气新增探明地质储量12 948亿m3(含页岩气和煤层气)，同比下降18.0%；2020年原油产量1.95亿t，同比增长1.6%，天然气产量1 925亿m3，同比增长9.8%。

2 碳达峰、碳中和目标是我国能源矿产未来发展的大背景

2.1 控制碳排放成为全球应对气候变化的共识

控制温室气体，特别是控制、减少占温室气体大部分的二氧化碳的排放，最终实现周期内二氧化碳排放量和移除量的平衡，即实现碳中和或二氧化碳净零排放[9]成为各国共同应对全球气候变化的共识。各方在联合国框架下签署了相关法律文件，一些国家及地区纷纷制定了减排路线图和相关法律，明确了应对气候变化和温室气体减排责任(表1)，如2019年12月欧盟公布了《欧洲绿色协议》，并提交了《欧洲气候法》提案，以法律形式约束和促进成员国采取相关措施。2021年，美国总统拜登上任首日即宣布重返《巴黎协定》，并提出了2035年无碳发电，2050年实现碳中和的目标。日本也于2020年底推出了被视为2050年碳中和目标进度表的“绿色增长战略”。全球已有30多个国家和地区相继宣布了在21世纪中叶前后实现碳中和[10]。

表1 联合国应对气候变化法律文件和部分国家地区相关法律文件一览表Table 1 List of United Nations legal documents dealing with climate change andrelevant legal documents of some countries and regions

2.2 碳达峰、碳中和目标将我国能源绿色发展提高到了新高度

面对经济高速发展带来的生态问题，我国坚定不移地实施节约资源和保护环境的基本国策，推进生态文明和美丽中国建设，立足国情和发展阶段，持续推进节能减排总体目标，不断优化能源生产消费结构，优先发展非化石能源。秉持人类命运共同体理念，积极参与全球气候治理，先后签订《联合国气候变化框架公约》《京都议定书》和《巴黎协定》等法律文件，提出国家自主贡献减排目标。作为世界最大的发展中国家，郑重提出了“3060”碳达峰、碳中和目标，凸显了大国责任和担当，为全球共同应对气候变化注入了关键力量。将碳达峰、碳中和目标列入2035年远景目标，将经济发展与化石能源逐步脱钩，为我国高质量持续发展摆脱资源环境束缚明确了方向，绘制了低碳转型绿色发展的宏伟蓝图(表2)。

表2 我国近年来部分节能减排目标一览表Table 2 List of China’s energy saving and emission reduction targets in recent years

2.3 碳达峰、碳中和目标对能源矿产发展提出了新要求、新挑战

根据BP数据，2019年我国二氧化碳排放量为98.26亿t，约占世界的28.8%。从我国与欧盟、美国、日本的历史碳排放量和预期增长趋势看(图4)，欧盟、美国、日本分别在1979年、2007年和2008年已实现碳达峰，要实现2050年碳中和，过渡时间分别达71 a、43 a和42 a，且碳排放由增转降的平台期都长达数十年。而我国碳排放总量更大且还处于较快上升期，需要在今后10 a左右达峰，并在往后30 a快速过渡到碳中和，无论是减排总量还是平台期、过渡期压缩幅度都远大于这些国家及地区。

图4 中国、美国、日本、欧盟碳排放量及增长趋势示意图Fig.4 Carbon emissions and growth trend of China,the United States,Japan and the EU(资料来源：BP世界能源统计年鉴)

我国作为世界上人口最多的发展中国家，发展水平与美国、欧盟、日本等后工业化国家及地区相比还存在较大差距。根据联合国数据，2020年我国人类发展指数排名世界第85位[11]；根据世界银行数据，2019年我国人均GDP达不到世界平均水平，仅约为美国的1/6、欧盟的1/3、日本的1/4，城市化率为60%，低于美国的82%、欧盟的75%和日本的92%。我国刚刚打赢脱贫攻坚战，巨大的人口基数、较低的城市化水平、人民生活的改善所产生的巨大能源需求给短期内控碳、脱碳带来了巨大的挑战。目前，我国正处于从工业化中期向后期的过渡阶段，工业、制造业占产业结构比例较大，2019年分别达到39%和27%，远大于美国的19%和11%，单位GDP碳排放是发达国家的2倍多，是世界平均水平的近4倍。我国作为世界工厂，除了满足国内巨大的消费外，还为世界其他地区提供了大量的工业产品。2019年我国的工业规模和商品出口额均稳居世界首位，工业增加值占世界的23.9%，以美元计价的商品出口额占世界的13.12%。巨大的工业规模使我国碳中和目标的完成较发达国家更加艰巨。受资源禀赋影响，我国能源消费结构中煤炭消费占比较大，我国煤炭消费所占比例近六成，远高于发达国家的14%和世界平均水平的27%。由于煤炭单位热值的含碳量是原油的1.3倍、是天然气的近2倍，因此，我国现有的以煤炭为主的能源消费结构也不利于减排脱碳。

3 我国能源矿产的发展方向

我国坚持走生态优先、绿色低碳智能的发展道路，重点控制化石能源消费，持续推进煤炭等化石能源的清洁高效利用，能源消费结构进一步优化。预计2035年煤炭、油气、非化石能源将呈现“三足鼎立”格局，努力争取2060年前实现碳中和。

3.1 我国一次能源未来消费预测

按照情景分析方法对我国一次能源消费进行预测，预计2030年前化石能源消费达到峰值45亿t标准煤，2045年一次能源消费达到峰值64亿t标准煤。为实现2030年前碳排放达峰、2060年碳排放中和的目标，我国能源结构将持续优化，不断向绿色低碳智能转型，风能、太阳能、天然气等清洁能源的需求量将持续较快增长。预计到2030年，化石能源占一次能源消费比例将由2020年的84%下降到75%，非化石能源占一次能源消费比例将增至25%左右。预计2035年，我国化石能源消费量为42亿t标准煤。预计到2060年，化石能源消费占一次能源消费比例降至15%，其中，煤炭和石油消费量减少较多，天然气仍留有一定的比重，非化石能源消费占一次能源消费比例将增至85%(图5)。

图5 2060年我国一次能源消费预测Fig.5 Forecast of China’s primary energy consumption in 2060

我国将严格控制煤电项目，煤炭消费“十四五”时期要严格控制，“十五五”开始逐年递减。预计2035年前，煤炭在我国一次能源结构中的比重将持续下降，但煤炭主体地位仍将保持较长时间，预计到2035年我国煤炭消费量由2020年的28亿t标准煤降到23亿～24亿t标准煤。国内石油产量2022年有望达到2亿t，2030年之前能继续保持2亿t以上水平，石油需求预计2030年前将达峰，之后较长时间保持7亿t水平，供需缺口仍然较大，需要相当长时间依赖进口解决，对外依存度仍将超过70%。天然气作为我国能源转型的重要能源[12]，生产和消费增长较快，预计到2035年，我国天然气产量将达3 000亿～3 500亿m3，天然气消费量将达6 000亿～6 500亿m3，国内天然气产量仍无法满足经济社会发展需求，需大量进口，对外依存度将超过50%。

3.2 推动煤炭向资源富集地区集中，持续推进煤炭清洁高效利用

我国煤炭生产逐步向资源富集省区(山西省、陕西省、内蒙古自治区、新疆维吾尔自治区等)集中，山西省、陕西省和内蒙古自治区煤炭开发强度只减不增，新疆维吾尔自治区煤炭资源开发适度有序，东部地区煤炭生产逐步关停转，实现煤炭供应安全兜底。煤炭坚持走安全高效绿色开采和清洁高效集约利用的发展道路，加强洁净煤技术的基础地质研究，开展煤炭液化、气化等煤化工用煤的资源评价，积极推进煤炭分级分质梯级利用，选择煤种适宜、水资源相对丰富的地区适度开展煤制油、煤制气、煤制烯烃、煤制乙二醇等煤化工升级示范工程建设，做好煤制油气战略基地规划布局和管控，大力推进煤炭制氢示范工程建设[13-15]。

3.3 油气资源自主供应能力进一步提升，保障油气核心需求

坚持资源导向与技术导向并重，立足国内主要含油气大盆地积极推动油气稳产增产。突出新盆地、新地区、新类型和新层系等“四新领域”油气风险勘探，力争获得具有战略意义的大发现和大突破，形成新的战略储量接续区。加强海相碳酸盐岩油气勘探，以四川盆地、塔里木盆地、鄂尔多斯盆地及邻区下古生界为重点，兼顾中新元古界，同时积极探索中下扬子地区和滇黔桂地区，力争再获得战略性新发现。坚持“常非并举、海陆并进”原则，加强页岩油气(致密油气)、煤层气和近海油气勘探，开辟新的规模储量区。加强油气效益开发和产能建设，实现稳产增产，提高供应能力。强化老油区挖潜，着重加强东部主力“双高”(高含水、高采出程度)油田和已开发油气田的挖潜增产[16]。加快鄂尔多斯盆地、塔里木盆地、准噶尔盆地新兴大型石油生产基地和新发现新增天然气储量区块产能建设步伐[17]。加大高成熟度页岩油和致密油开发关键技术攻关力度，探索低成熟度页岩油开发原位改质等技术。加强南海北部深水油气田开发和产能建设，实现油气高效勘探与效益开发。确保油气稳产增产，满足国防军事、民用航空、化工等核心领域需求。

3.4 能源技术主导作用进一步增强，提高减碳、降碳和清洁用能水平

能源产业正在加速由“资本主导”“资源主导”向“技术主导”转变。美国页岩革命以来，以长水平段水平井分段压裂、旋转导向钻井、工厂化作业为代表的非常规油气勘探开发技术，推动了北美地区非常规油气的商业化和规模化开发，重塑了全球油气供应版图。未来30年，技术发展有望使石油可采储量增长50%、天然气可采储量增长25%[18]。大数据、人工智能技术在油气开采中的应用可降低30%的油气生产成本；全球太阳能和风电的累计产能每增长一倍，平均成本将分别降低23%和19%。技术的发展引领着能源行业的变革，为能源产业带来了巨大的机遇和挑战。未来应积极发展煤炭清洁化利用技术、非常规油气勘探开发技术、可燃冰安全开发技术、干热岩地热开发技术，氢能、新一代核能、高密度储能等技术。支持开展二氧化碳捕集、利用和封存技术研究和示范，推动工业互联网、云计算、大数据、人工智能等技术在能源研发设计、生产制造过程中的综合集成应用。

4 政策建议

实现“十四五”规划和二○三五年远景目标，要坚定不移贯彻新发展理念，坚持系统观念，实现绿色低碳发展和能源安全的有机统一。我国能源矿产开发和环境约束之间的矛盾日益突出，在全面推进生态文明建设的同时，要长期坚持立足国内，多元保障，增强能源尤其是油气较长时间稳定供应和风险管控的能力，这是实现第二个百年目标和中华民族伟大复兴的战略抉择。要充分利用好“两种资源、两个市场”，做好化石能源和非化石能源之间的衔接工作，加强煤炭清洁低碳利用，持续加大国内油气勘探开发力度，保障我国经济的高质量发展和能源安全供给。

4.1 应加强国内能源矿产发展利用的顶层设计

加强国家层面、产业层面的顶层设计，制定2030—2060年我国煤炭、石油、天然气和铀等能源矿产行业实现碳达峰、碳中和的行动方案及路线图。基于我国能源矿产产业发展现状和利用规律，统筹推进降碳、脱碳进程，力争实现煤炭、石油、天然气等化石能源2030年前达峰。做好不同能源种类的有序接替，有效缩短碳排放由增转降的平台期，保障国民经济的平稳运行。通过建立健全相关法律法规和标准体系，强化科技和制度创新，深化能源和相关领域改革，形成有效的激励约束机制，充分发挥市场作用，积极发展低碳循环经济，尤其是做好天然气产业这篇大文章。

4.2 大力提升国内油气资源自主供应能力

进一步加大改革力度，引导社会资本有序进入油气上游市场，形成对国有大型石油公司为主导勘查开采体系的有益补充。进一步完善政府有关部门的监督检查制度，强化政府落实监管职责，确保有关加强油气勘探开发政策的落实。实行差异化税费政策，对低品位、难动用和高含水老油田等存量资源开发给予适当的财税减免政策支持，对深层、深水等油气资源勘探开发加大财税补贴政策。深入实施创新驱动发展战略，以保障国家能源安全为目标，坚持勘探与开发并重，坚持资源导向与科技导向并重，聚焦基础理论和“卡脖子”核心技术问题，补短板、强弱项、促引领，发挥举国体制优势，形成具有国际先进水平的油气勘探开发理论和技术装备体系，高效勘探，效益开发，增储上产，提高我国油气的自主供应保障能力。

4.3 处理好碳达峰、碳中和目标约束与能源安全保障的关系

我国能源消费结构转型过程中面临影响能源安全的不确定因素。我国人口众多，国民经济正在由高速增长转向高质量发展阶段。煤炭是我国的基础能源，长期以来起着压舱石作用，由于其“高碳”属性，未来所占消费比例会进一步下降。油气作为重要接替能源，消费量还将快速上涨。由于自主供应能力有限，大量的油气资源依靠进口，而我国油气外部供应受到地缘政治、国际市场价格波动的影响，特别是美国通过页岩油气革命实现能源独立后，中美博弈深化[19]，使得我国外部能源安全受到影响。此外，油气作为以美元为主要结算方式、高度市场化的国际大宗商品，其外部供应也极易受到油价波动、热点地区局势、美元政策等“灰犀牛”事件和“黑天鹅”事件的影响。在实现碳达峰、碳中和目标过程中要结合国情、科学处理好减排脱碳与能源安全的关系，不搞“一刀切”。在努力实现国内油气核心需求自保的同时，也要加强对重要能源战略通道的军事存在，扩大能源战略储备，确保我国能源进口、储备安全。加快建设国际能源结算中心，建立完善人民币能源结算体系，增强我国对石油、天然气和铀等重要能源矿产的控制力和话语权。