煤炭高質量轉型發展

　　需關注的重點問題分析

　　中國信達首席能源研究員  左前明

　　煤炭作為我國的主體能源，在經濟社會發展中發揮著極其重要的作用。一方面，煤炭肩負著保障國家能源安全的兜底重任；另一方面，煤炭的低碳轉型也是我國實現“雙碳”目標的關鍵，關系著我國能源產業轉型發展。碳約束將深刻影響和改變現有能源開發利用方式，如何統籌好能源安全和綠色發展是關鍵所在。但推動經濟增長模式綠色低碳轉型不會一蹴而就。作為以煤為基礎的國家，中國想要實現能源轉型進而實現“碳達峰、碳中和”，必須探索自己的路徑，必須堅信煤炭可以做到清潔高效和低碳利用，可以變成更經濟、更安全的能源。“雙碳”目標下，煤炭轉型發展勢在必行。考慮到“十三五”以來尤其是“雙碳”目標提出以來的能源供需及發展形勢變化，以及社會上一些針對能源轉型和煤炭的關注問題，有必要從“雙碳”目標、煤炭需求、能源安全方面做一些分析與再認識。

　　一、“雙碳”目標再認識

　　“雙碳”目標提出已經三年有余，其對能源尤其是煤炭行業的影響不言而喻。然而，在歷經2021年以來能源電力煤炭短缺，以及2022年國際油氣價格飆升之后，我們需要對“雙碳”目標進行再認識。

　　2020年9月22日，習近平總書記在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上宣布，中國將采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和。隨后，各地方各部門認真貫徹落實習近平總書記要求，積極行動，“碳達峰、碳中和”工作深入人心，社會反響強烈，取得明顯成效。但在具體實施過程中，有些地區“減碳”異化為形式主義，為了政績或者不切實際的過高目標，采取“一刀切”等方式，從而干擾了正常的經濟生活及企業經營，造成減排成本和成效難以達到最優。為此，2021年7月30日召開的中共中央政治局會議提出糾正運動式“減碳”、先立后破的要求。所謂糾正，即指出當前工作存在不正確之處。糾正運動式“減碳”行為，是對喊口號、搶風口、搞競賽，甚至超出目前發展階段而采取不切實際行動的一次明確警告和糾偏。

　　（一）實現“碳達峰、碳中和”是一場廣泛而深刻的經濟社會系統性變革，需要堅持系統性、有序性、平衡性和實效性原則

　　“雙碳”問題核心是能源問題，能源的本質屬性在于支撐經濟社會可持續發展，在這個問題上既不能過慢，也不能過快，過猶不及。早在十八屆五中全會上，習近平總書記在關于《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十三個五年規劃的建議》說明中指出，在經濟結構、技術條件沒有明顯改善的條件下，資源安全供給、環境質量、溫室氣體減排等約束強化，將壓縮經濟增長空間。控制溫室氣體排放和發展經濟是矛盾的對立統一體。唯有在經濟結構調整、技術進步的前提下，才能有效化解矛盾。處理好發展和減排的問題，著力點就在于加快經濟結構、產業結構調整升級優化，在于加快推進技術進步、技術創新。

　　運動式“減碳”主要體現在激進和教條的“減碳”行為，主要表現為中長期問題短期化、系統問題片面化、復雜問題簡單化。一是“雙碳”問題短期化。“雙碳”目標是一個分階段、循序漸進的過程，而非一蹴而就、一哄而上的短期計劃。二是就“雙碳”搞“雙碳”，缺乏系統化思維。能源的“不可能三角”即“可及可靠、成本低廉、綠色低碳”，也是能源發展需要兼顧的三大任務，是需要平衡的，過度強調一點或兩點都會帶來其他方面問題。三是“一刀切”關停合法能源消費和生產企業的行為過于簡單粗暴。這種先破而后立的行為，難免造成部分產品供需缺口、價格大幅波動，干擾經濟社會正常發展。此外，短期“攀高峰”的沖動也是表現之一。一些企業喊著“碳達峰”口號，卻盲目上馬“兩高”項目，意圖在所謂的“窗口期”通過人為制造一個排放高峰，以減輕后續減排壓力。所以，中央對于遏制“兩高”項目盲目發展行為的態度十分堅決。

　　毋庸置疑，運動式“減碳”對于“雙碳”工作自身會帶來負面影響，對于經濟社會發展、人民生產生活也是有害的。一方面，激進的“雙碳”目標與運動式的大干快上減碳行為，會擾亂正常的“雙碳”工作節奏，讓企業在正確處理發展和減碳關系上無所適從，甚至可能出現工作積極性上的大起大落。另一方面，“雙碳”問題短期化，擾亂正常的生產生活秩序，有的地方為破而破、先破后立、破而不立，對于上下游產業鏈發展形成沖擊，也會制約我國經濟社會健康發展。另外，積極“攀高峰”，不僅低估了后期減碳難度，還可能導致我國“2030年單位國內生產總值二氧化碳排放將比2005年下降65%以上”的承諾難以實現。而且，當前盲目上馬的部分“兩高”項目，也容易造成產能過剩與巨大浪費。

　　（二）實現“雙碳”目標要處理好發展和減排、整體和局部、短期和中長期的關系

　　習近平總書記在2021年3月主持召開中央財經委員會第九次會議時圍繞“雙碳”工作提出“處理好發展和減排、整體和局部、短期和中長期的關系”，已經為合理“減碳”指明了方向。此外，碳達峰碳中和工作領導小組第一次全體會議上提出“要尊重規律，堅持實事求是、一切從實際出發，科學把握工作節奏”，為合理“減碳”提出了原則要求。

　　一是從發展和減排的關系來看，要立足于我國仍為發展中國家的現實，經濟社會還有較大發展空間，經濟仍需要保持中高速增長。能源是“雙碳”問題的關鍵，而能源在我國經濟社會發展中起到關鍵的基礎性支撐作用。落實“雙碳”目標本質是低碳發展，低碳發展核心是發展，低碳是方式。既要逐步轉變發展方式，調整經濟和能源結構，降低碳排放強度，又不能因噎廢食，唯“低碳”論，簡單教條地“先破后立”。尤其是未來5至10年，我國依然處在達峰期和峰值平臺期，即碳排放增長與高位持穩階段，“攀高峰”不可取，不切實際推進“減碳”與早達峰亦不可取，需要科學把握工作節奏。

　　二是從整體和局部來看，當前制約人民美好生活需要的主要因素是發展不平衡、不充分的問題。發展不平衡的問題在于各地區、各行業、各企業發展不平衡。我國東部地區、中部地區、西部地區之間，發展水平差距比較大，因此“雙碳”目標不應是齊步走，而應因地制宜。一方面，鼓勵和支持有條件的地方和重點行業、重點企業率先達峰；另一方面，在確保整體“雙碳”目標實現的前提下，允許部分發展相對落后的地區和部分需求有較大增長空間且減排難度大的行業晚達峰或晚中和，即尊重規律，堅持實事求是，做好區域間、行業間、企業間的平衡與協調。

　　三是從短期和長期的關系來看，應動態看待“雙碳”問題。一方面，短期面臨的是碳達峰階段，即伴隨未來發展，碳排放依然還有一定適度增長，工作重心應放在控制增量、優化存量上。長期面臨的是碳中和問題，逐步實現增長與排放脫鉤，工作重點則將轉向存量與增量并舉。另一方面，“雙碳”工作也應隨時間推移不斷深化和調整，國際上每5年左右更新一次的氣候目標以及政府間氣候變化專門委員會（IPCC）定期報告在一定程度上也說明了這一點。還要看到，技術進步在“雙碳”工作中的深層次作用，如風電、光伏等新能源及儲能的降本速度，電力系統優化升級的技術革新，鋼鐵、建材等主要排放部門工藝流程升級與技術進步，碳捕獲、封存與利用（CCUS）等人工負碳及二氧化碳利用技術，其進展與效果也關系到“雙碳”工作的路徑和手段，要與時俱進看待“雙碳”問題。

　　（三）建立健全綠色低碳循環發展經濟體系需要從能源需求側與供給側協同發力

　　推動經濟社會綠色低碳發展，要持續優化經濟結構、產業結構和能源結構，加快建立健全綠色低碳循環發展經濟體系。“十四五”已開啟全面建設社會主義現代化國家新征程，由高速增長階段轉向高質量發展階段。我國正處在轉變發展方式、優化經濟結構、轉換增長動力的攻關期。在此背景下，做好“雙碳”工作，需要從能源供需兩側雙管齊下、共同發力，進行系統優化調整。

　　1． 能源需求側

　　一是要樹立“節能是最大的減排”理念，更加重視節能、節材與循環利用，因地制宜倡導綠色低碳生活；二是不斷優化技術工藝流程，提高工業、交通、建筑等用能部門電氣化率，逐步替代化石能源直接利用；三是嚴控煤炭等化石能源消費增長，推動煤炭等化石能源清潔高效利用以及由燃料向燃料與原料并重轉變；四是鼓勵電從身邊來，大力推進分布式能源應用；五是深入研究低碳、負碳與二氧化碳利用技術，穩步推廣，推進碳市場建設。

　　2． 能源供給側

　　一是大力發展風電、光伏等新能源和儲能技術，推動水電、核能和天然氣等清潔能源發展；二是推動煤炭智能化綠色開采與洗選加工，產出更潔凈、更環保的煤炭產品；三是在嚴控新增煤電裝機前提下，推動兜底保障、應急備用和調峰電源建設，進行煤電節煤降耗與靈活性改造；四是以電力輸配環節為主，進行電力系統的改造升級；五是鼓勵傳統能源企業向綠色低碳綜合能源服務商轉型。

　　二、煤炭需求再認識

　　煤炭需求一直以來都是業界爭論不休的話題。據多家研究機構預測，我國煤炭消費將在2030年前達峰，達峰后將經歷一個峰值平臺期，隨后快速下降。回顧歷史，我國在歷經2002—2012年煤炭“黃金十年”后，在2013年迎來了第一個所謂的煤炭消費“峰值”（42.4億噸）。“十二五”中后期到“十三五”初期，煤炭消費量持續下滑，國內能源領域有相當一部分專家學者，包括英國石油公司（BP）在2018年發布的《世界2040年能源展望》中都認為，2013年是中國煤炭消費的歷史性峰值。基于此預判，提出對于過剩產能更加嚴苛的去化任務要求。然而，在歷經三年左右的煤炭消費量持續下滑后，2017年煤炭消費增量便由負轉正，至今已持續長達7年保持正增長，并在2021年后連續創出歷史新高。

　　（一）近年來，在新能源快速發展同時，我國煤炭消費量持續增長

　　在煤炭消費量持續增長的幾年里，也正值新能源快速發展階段，出現這一現象的背后原因主要來自能源和電力消費的超預期增長。值得注意的是，我國的能源、電力消費彈性從“十二五”時期的震蕩下行，轉為“十三五”以來的震蕩上行。2023年，我國能源消費總量57.2億噸標準煤，比上年增長5.7%，高于GDP增速（5.2%）。2023年能源消費彈性系數為1.1，這是自“十一五”以來，我國能源消費彈性系數首次超過1。2003—2005年，我國能源消費彈性系數連續三年高于1，此后“十一五”“十二五”“十三五”時期歷年能源消費彈性系數均未超過1。能源消費彈性系數越高，表明取得單位GDP增長的能源消費增長越高。近年來，風、光等新能源保持穩步增長態勢，發電增量貢獻中以風、光為主，水電占比下降，煤電仍保持相對較大規模增量。從新增裝機看，2013—2022年，風、光新能源裝機保持較大規模增量（2017年以來增量占比始終保持50%以上），火電新增裝機占比逐年下降但仍保持相對較大規模（增量占比由2012年的60.84%下降至2022年的19.03%，火電裝機絕對增量僅下降1573萬千瓦），而且2023年以來國家同步加大風、光和煤電裝機。從發電絕對量看，2013—2022年，火電仍是我國主要的發電方式（年均復合增速3.5%），但其在總發電量中的占比有所下降（由78.59%下降至65.91%），而可再生能源在總發電量中的占比有所提高，尤以風力和太陽能發電增長最為突出（由2.09%提高至13.69%）；從發電增量看，2013—2022年，新增發電量中，風、光等新能源增量占比逐步提高且保持穩步增長趨勢（由12.46%提升至65.34%），水電增量占比總體呈下降趨勢（由73.31%下降至4.69%），火電增量仍保持較大占比但波動較大（2021年占比62.55%，2022年占比26.59%）。需要注意的是，在風、光等新能源快速發展的同時，煤電也保持著同步增長的態勢，如2016年以來煤電發電量逐年抬升（增速在1.58%—8.58%之間波動），增幅明顯高于“十二五”期間（由6.70%逐年降至-2.46%）。某種程度上講，當前發電增量中的風、光等新能源增量主要替代水電減量，煤電增量仍保持相對較大份額（如2017年、2018年、2021年、2023年）。

　　（二）煤電與新能源有效協同發展是構建新型電力系統、保障能源安全穩定供應的必由之路

　　一方面，受技術和經濟性等約束，風、光新能源的發展仍面臨挑戰，如風、光的高波動和間歇性對現有電力系統的較大沖擊、時空錯配疊加調節資源缺乏帶來的消納壓力、能量密度低致使土地空間需求大、電力送出受網架限制、以及“新能源+儲能”的高成本導致經濟性差等，中短期仍難以成為主體電源。另一方面，煤炭開發利用主要區域與風、光資源富集區域高度重合，煤電的高效、經濟和便捷性能夠滿足支撐新能源大規模接入后電力系統穩定的需求。此外，國家相關主管部門正積極推動煤電“三改聯動”“兩個聯營”以及風、光、火、儲一體化協同發展模式，傳統能源央地國企也加快布局新能源業務，推動煤炭與新能源優化組合。我們認為，煤電與新能源不是簡單的此消彼長的對立關系，新能源高速增長的同時也給電力安全穩定供應帶來一系列挑戰，“新能源+儲能”并不能成為煤電的替代者，這在過去新能源與煤基能源同步增長的實踐中也得以驗證。未來煤電與新能源有效協同發展是構建新型電力系統、保障能源安全穩定供應的必由之路，煤電作為基礎保障性和系統調節性電源的功能定位也將更加明確。

　　（三）實現第二個百年奮斗目標，煤電在電力保供中的重要地位中短期內難以改變

　　我國仍處于重要戰略機遇期，第二個百年奮斗目標將持續牽引經濟社會保持長期向好發展格局，能源消費仍有較大增量空間。特別是非化石能源尚未充分發展的中短期，煤炭消費仍可能出現新的峰值。預計未來若干年，煤電、化工耗煤增量較大，鋼鐵、建材耗煤穩中趨降，散燒煤減速放緩。受限于電力系統消納瓶頸及用電需求超預期增長，電煤達峰時間預計在2028年后。綜合考慮電力消費彈性的波動性和經濟高質量發展下GDP增速趨緩的因素，假設2023—2030年全國社會用電量保持“6%→5.5%→5%→4%”的增速變化趨勢，同時考慮風、光新能源的高增速。以此為基準情形，保守測算煤電或將在2028年達峰，2023—2030年預測電煤消費增速分別為4.6%、1.8%、1.3%、1.4%、1.3%、0.3%、-0.7%和-0.7%。但需注意的是，隨著新能源電量占比的提升，電力系統消納瓶頸問題凸顯，同時計算機、通訊、半導體、人工智能、新能源電池及電動汽車等新興產業快速發展，居民生活用電占比提升，將增強我國全社會用電量的需求彈性與增長韌性，社會用電需求有望繼續超預期增長，進而導致電煤達峰時間或將晚于2028年，且存在一定平臺期。此外，從能源安全保障作用角度看，煤炭發電量仍然占總發電量近一半，煤電在電力保供中的重要地位中短期內難以改變。預計我國煤炭消費在2028年達峰，峰值為30—31億噸標煤。

　　（四）新興產業的快速發展和居民生活水平的快速提升推動煤炭消費創歷史新高

　　之所以煤炭需求在“十三五”時期以來持續超預期增長，煤炭消費創出歷史新高，一個重要驅動力來自于新興產業的快速發展和居民生活水平的快速提升。尤其是前者往往對應近年來高速發展的一些新興行業，典型的像高端裝備制造業、信息技術服務業，比如計算機、通訊、電動汽車、新能源電池等，這些行業大多為新興高耗能產業，其單位GDP含電水平很高，逐步成為全社會用能用電拉動的邊際主力。尤其是考慮到未來人工智能的快速發展和廣闊空間，其算力對電能消耗將是一個巨大空間。AI模型與具體應用的持續落地，AI應用場景的廣泛與加深，不斷加速人工智能行業發展與數字經濟蓬勃增長，迅速增長的算力需求也將加速HPC芯片的發展應用，并快速推進算力基礎設施——數據中心建設。根據我們在《2020—2025年電力電量分析與展望》中的相關研究，數據中心、5G基站等新型基礎設施本身具有高能耗、高電耗特性，近年已逐漸成為我國電力需求增長的拉動主力，AI行業發展加速以及數字經濟產業快速發展，有望對我國電力需求起到助推作用，有力增強我國電力需求增長的韌性與彈性。AI大模型參數規模迅速增長。從產業邏輯上講，AI是對算力、算法和數據等數字資源的整合、加工、創造。算力資源作為AI行業的上游和物理基礎，是AI模型預訓練、日常運營、優化調整的基石。根據OpenAI在2020年發布的論文《Language Models are Few-Shot Learners》，訓練一次13億參數的GPT-3XL模型需要的全部算力約為27.5PFlop/s-day，訓練一次1746億參數的GPT-3模型需要的算力約為3640PFlop/s-day。預計到2026年，數據中心耗電量有望達到8140.9億千瓦時，年均復合增速14.3%。根據工業和信息化部數據，2022年底，我國數據中心在用標準機架數已近650萬架。按照工業和信息化部《新型數據中心發展三年行動計劃（2021—2023年）》及國家發展改革委等部門關于同意粵港澳大灣區、成渝地區、長三角地區、京津冀地區啟動建設全國一體化算力網絡國家樞紐節點的復函中對于國內數據中心整體規模、利用效率、設備PUE的要求，在標準機架平均功耗不變的假設下，預計2026年我國數據中心IT設備能耗和總能耗將分別達到7419.8億千瓦時和8903.7億千瓦時，2022至2026年能耗和總能耗復合增速分別為22.6%和16.9%。能耗總量占比方面，預計數據中心IT用能占全社會用電量比重將從2022年的3.8%上升至2026年的7.1%，綜合用能比重從5.5%上升至8.5%；能耗增量占比方面，在全社會用電量5%的增長假設下，預計2023—2026年，數據中心IT用能增量占全社會用電增量比重分別為20.2%、21.0%、22.1%和25.1%，綜合能耗增量占比分別為24.5%、18.2%、22.2%和23.9%，數據中心等算力基礎設施成為全社會用電增長的重要驅動。

　　基于此類新興產業的快速發展和廣闊空間，未來我國能源電力的增長空間依然不容小覷。由此，煤炭作為兜底保障能源，其需求達峰的高度和時間依然具有不確定性，應該在總結現階段用能用電特征以及充分考慮各類新興產業發展實際的基礎上，做出審慎研判，確保我國能源安全穩定供應。

　　（五）從發達國家經驗來看，即便達峰之后，煤炭消費量也將在相當長的一個時期保持一定規模

　　美國在碳達峰后，煤炭消費長期保持在7—10億噸，2018年后才快速下降至目前的5億噸左右。德國在1990年碳達峰后，煤炭消費多年保持在2億噸左右。日本在2013年碳達峰后，煤炭仍長期占能源消費的20%以上。美國、德國、日本發展歷程表明，即使有可替代煤炭的能源，碳達峰后仍然使用煤炭，只是煤炭的用途發生了變化。

　　因此，我們既要看到煤炭消費減量、逐步達峰的必然性，也要關注新興產業對（能源）煤炭需求的拉動作用，還要考慮需求達峰之后平臺期的韌性，堅持“先立后破”，在確保國家能源安全的前提下推動煤炭產業轉型發展。

　　三、能源安全再認識

　　（一）能源安全是國家安全的重要一環，也是能源支撐社會經濟發展不可輕視的底線

　　煤炭作為我國主體能源，在確保國家能源安全、進行兜底保障方面起著關鍵作用。2020年“雙碳”目標提出以來，我國經歷了一輪較嚴峻的缺煤、缺電階段。尤其是2021年下半年和2022年，在國內經濟走出疫情嚴重沖擊、煤炭電力產能短缺、俄烏沖突等多重因素共振下，區域性、季節性、結構性能源電力短缺頻發，給我國能源保供帶來巨大挑戰。能源轉型過程中，如何平衡好能源安全是一個重要命題。回顧歷史，煤炭由短缺到過剩再到短缺反復交替。化解矛盾過程中若把握不好將會醞釀新的矛盾。20世紀八九十年代“有水快流”背景下小煤礦發展過快，到20世紀末演變為煤炭生產過剩，而緊接著“關井壓產”之后出現供不應求矛盾。進入21世紀，煤炭產業的大擴張在“十二五”時期演變為產能嚴重過剩矛盾，化解過剩產能后又重新面臨煤炭供應緊張的矛盾。反復出現的煤炭供應緊缺和過剩矛盾說明，化解煤基能源發展矛盾需要充分認識矛盾運動的規律，在理性預期的基礎上把握政策措施的力度和節奏。尤其是在未來煤炭轉型發展過程中，如何統籌好煤炭資源勘查開發與供應保障問題，值得高度關注，要避免一哄而上、盲目拋棄、寅吃卯糧的轉型。

　　（二）“十四五”后期和“十五五”煤炭的供應問題或將是行業發展的主要矛盾

　　根據國家能源集團測算，全國現有煤礦難以滿足碳達峰前后我國煤炭需求，存在9億噸左右的產能缺口。考慮到煤礦建設周期，2035年前還需新建同樣規模的煤礦。具體節奏方面，“十四五”時期3.5億噸、“十五五”時期3億噸、“十六五”時期2.5億噸。無論如何，相比“十三五”時期的只減不增、單純去產能或存量置換，未來一個時期煤炭保供將是關鍵。

　　需要高度關注煤炭資源端可能難以為繼。2012至2021年，我國煤炭資源勘查投入呈快速下降趨勢，從2012年最高121.91億元降至2021年13.49億元，下降近90%。煤炭資源勘查投入的快速下降，也為煤炭資源儲量進一步提升帶來巨大壓力。2022年，可供建礦開采的煤炭儲量僅為2078.85億噸。按照50億噸/年的開發規模，并考慮到回采率等因素影響，預計可供建礦開采的煤炭儲量僅能維持20—30年。而且此口徑為總的煤炭證實與可信儲量，并未考慮區域結構問題。比如，晉陜蒙的產能占到總產能的70%以上，然而儲量僅有50%多一點；擁有1/4儲量的新疆與貴州，產能占比較低；山東、河北、河南等中東部省區資源更為貧乏，如果分區域來測算煤炭服務年限，則更為有限。未來十年或將是煤炭資源枯竭退出的加速期，值得高度關注。

　　（三）轉型發展中的能源安全還要關注礦產資源安全

　　轉型發展中的能源安全問題不僅僅體現在煤炭資源方面。在能源轉型過程中將需要大量礦產資源來支持全球向低碳能源未來的過渡。許多清潔能源技術都是礦物密集型技術。例如，與傳統汽車相比，一輛典型電動汽車需要的所選礦物輸入量是傳統汽車的6倍。基于相同的發電量，陸上風力渦輪機需要的精選礦物是燃氣發電廠的9倍。相同生命周期的基礎上，光伏和風力發電每單位發電量需要的銅和鐵比化石燃料發電分別多40倍和14倍。

　　儲能技術也是礦物密集型技術，盡管電池化學成分可能有所不同，但在能源轉換相關用途上，需求量大的電池類型需要相對大量的石墨、鋰和鈷。銅、鉻和鉬是廣泛用于各種清潔能源和存儲技術的交叉礦物。未來對關鍵礦產高達75%的需求將來自對電網、電池存儲（特別是用于電動汽車）和可再生發電能力的投資。可再生能源發電、電網擴張、電池和電動機是關鍵材料需求的主要驅動力。約87%的鋁需求將來自太陽能光伏，而98%的鋅需求將來自風力渦輪機，64%的鈦需求將來自地熱技術。根據世界銀行2020年的一份報告，大約75%的銅需求將來自太陽能光伏和風力渦輪機。隨著能源轉型的推進，能源安全討論越來越關注關鍵礦物供應的可用性和安全性。

　　(本文作者介紹：圍繞經濟金融和不良資產領域熱點問題，發布中國信達系統最新研究成果。)