王海寧

(中國煤炭地質(zhì)總局，北京 100038)

0 引言

能源是現(xiàn)代化的基礎(chǔ)和動力[1-2]，而煤炭是我國的主體能源[3-4]。中國是世界上煤炭資源最豐富的國家之一，煤炭儲量大、分布廣、煤種齊全[5-6]。自建國以來，煤炭一直是我國的基礎(chǔ)能源，在我國能源消費(fèi)構(gòu)成中占70%以上的比重[1-3]。而且這種趨勢短期內(nèi)也不會有大的改變。煤炭作為基礎(chǔ)能源，有力地支撐著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，維系著國民經(jīng)濟(jì)的安全，為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出了卓越貢獻(xiàn)[3，6-7]。但是，我國長期的煤炭地質(zhì)勘探與開發(fā)，大部分整裝含煤區(qū)塊已經(jīng)查明，有的進(jìn)入開發(fā)后期，能源安全和資源的接續(xù)及可持續(xù)性形勢十分嚴(yán)峻。為尋求新的煤炭戰(zhàn)略儲備基地，需要對中國的煤炭資源分布、勘查開發(fā)現(xiàn)狀賦以新理論、新方法和新資料的情形下進(jìn)行新的總結(jié)和發(fā)現(xiàn)，更需要對新形勢下煤炭資源在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中基礎(chǔ)性作用進(jìn)行新的思考。

1 中國煤炭資源“井字形”分區(qū)及“九宮格”分布特點(diǎn)

我國煤炭資源分布地域廣闊，煤炭資源形成和演化的地質(zhì)背景多樣，毛節(jié)華等根據(jù)我國主要含煤地質(zhì)時代成煤大地構(gòu)造單元劃分的Ⅰ級單元，即東北、華北、西北、華南、滇藏五大賦煤區(qū)[5,8-13](圖1)。

結(jié)合造山帶的存在空間(圖2)發(fā)現(xiàn)，東西向的昆侖-秦嶺-大別山構(gòu)造帶、天山-陰山-圖門山構(gòu)造帶、南北向的大興安嶺-太行山-雪峰山構(gòu)造帶和漢蘭山-六盤山-龍門山構(gòu)造帶控制了我國煤炭資源的分布的總體特征，田山崗等形象地將此種分布格局稱為“井字形”分布格局[13]。

我國煤炭資源分布的主要特點(diǎn)是南北方向上，以秦嶺-大別山造山帶為界，北方賦煤盆地多而南方少。東西向上，西部蒙東地區(qū)煤炭資源主要集中于二連盆地，而以東的東三省，煤炭資源呈明顯零星分布，甚至大興安嶺一線幾乎不存在煤炭資源，進(jìn)入太行山脈延伸區(qū)，兩側(cè)煤炭資源較為集中，再往南河南南部至湖北鄂西又進(jìn)入空白區(qū)。而往西到六盤山山兩側(cè)煤炭資源仍然豐富。另一個特點(diǎn)是造山帶附近往往無煤炭資源分布，究其因先期形成的造山帶，在后期煤炭資源形成的過程中通常作為構(gòu)造高部位，充當(dāng)物源供給區(qū)而幾乎沒有聚煤作用發(fā)生；或者先期形成的煤炭資源，在后期造山帶隆起過程中而被剝蝕殆盡。彭蘇萍、王佟等結(jié)合我國煤炭地質(zhì)分區(qū)背景，以大興安嶺-太行山-雪峰山-賀蘭山-六盤山-龍門山、天山-陰山-圖門山和昆侖山-秦嶺-大別山為界進(jìn)一步劃分為9個賦煤區(qū)，系統(tǒng)呈現(xiàn)了煤炭資源空間分布格局呈“九宮分布”[6，15-16]。

圖1 中國煤炭資源分布圖[5]Figure 1 Coal resources distribution in China[5]

圖2 煤炭地質(zhì)“井”字型分區(qū)及“九宮”分布示意圖Figure 2 Schematic diagrams of coal geological “#”typed zoning and “nine squared sudoku” typed distribution

由北而南，自東向西分別為：東部地區(qū)遼吉黑賦煤區(qū)(東北三省)、黃淮海賦煤分區(qū)(冀、魯、豫、京、津、蘇北、皖北)、華南賦煤分區(qū)(閩、浙、贛、蘇南、皖南、鄂、湘、粵、桂、瓊)；中部地區(qū)蒙東賦煤分區(qū)(內(nèi)蒙古東部地區(qū))、晉陜蒙寧賦煤分區(qū)(晉、陜、隴東、寧東、內(nèi)蒙古西部)、西南云貴川渝賦煤分區(qū)(云、貴、川東、渝)；西部地區(qū)北疆賦煤分區(qū)(新疆北部地區(qū))、南疆賦煤分區(qū)(青、甘、新疆南疆地區(qū))、滇藏賦煤分區(qū)(藏、滇及川西地區(qū))。

中國煤炭資源的“九宮分布”格局不僅體現(xiàn)出各區(qū)含煤巖系沉積特點(diǎn)、主聚煤期分布、資源聚集與賦存等地質(zhì)規(guī)律的不一致，同時也體現(xiàn)出各分區(qū)地理環(huán)境、氣候、水資源、生態(tài)特點(diǎn)等要素的不盡一致，更為突出的是還與中國區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展?fàn)顩r基本吻合[6]。這種分布的區(qū)域性造成了我國煤炭工業(yè)開發(fā)的局部集中，如晉陜蒙寧地區(qū)已經(jīng)成為我國煤炭工業(yè)高速發(fā)展的金三角，新疆北疆東部地區(qū)下一步將成為新的煤炭資源開發(fā)中心。

2 煤炭資源勘探與開發(fā)總體現(xiàn)狀

2.1 煤炭資源勘查總體現(xiàn)狀

截止目前，我國煤炭資源累計探獲量達(dá)到2.01×1012t，其中東部帶為0.23×1012t，占全國累計探獲量的11.4%，中部帶為1.52×1012t，占75.6%，西部帶為0.26×1012t，占12.9%(圖3)；全國保有資源量達(dá)1.95×1012t，其中東部帶為0.20×108t，占全國保有資源總量的10.3%，中部帶為1.49×1012t，占76.4%，西部帶為0.25×1012t，占12.8%(圖4)；全國2 000m以內(nèi)煤炭資源總量5.9×1012t，其中，探獲煤炭資源儲量2.02×1012t，預(yù)測資源量3.88×1012t。

圖3 探獲資源量情況分區(qū)圖Figure 3 Explored resources zoning

圖4 保有資源量情況分區(qū)圖Figure 4 Available resources zoning

全國保有尚未利用量為1.54×108t，其中精查量為0.25×1012t，占尚未利用總量的16.2%，詳查量為0.30×1012t，占19.5%，普查量為0.51×1012t，占 33.1%，預(yù)查量為0.47×1012t，占30.5%，保有尚未利用量中，東部帶為0.13×1012t，占總量的8.4%，中部帶為1.23×1012t，占79.9%，西部帶為0.18×1012t，占11.7%。

2.2 開發(fā)利用總體現(xiàn)狀

目前，全國保有已利用量為0.40×1012t，其中東部帶為0.07×108t，中部帶為0.26×1012t，西部帶為0.073×1012t，三帶保有已利用量分別占全國的17.5%、64.2%和18.3%(圖5)。同時，我們還可以看出，當(dāng)前和未來較短時期內(nèi)，在建礦井和擬建礦井主要集中于中部晉、陜、蒙、寧和西部的北疆地區(qū)，尤其是山西和陜西省將集中大規(guī)模的煤炭開采開發(fā)活動，在未來較長時期內(nèi)仍能維持產(chǎn)煤大省的地位。此外，北疆地區(qū)在建礦井和擬建礦井占用的資源量居全國第二位，意味著未來煤炭資源的開采活動將向西部轉(zhuǎn)移，北疆地區(qū)未來將是我國煤炭資源的開發(fā)活動的有一個中心地區(qū)。

圖5 已開發(fā)利用資源量分區(qū)圖Figure 5 Exploited and utilized resources zoning

3 新形勢下煤炭資源在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中基礎(chǔ)性作用新思考

中國煤炭行業(yè)歷經(jīng)60余年的發(fā)展成果豐碩，在承擔(dān)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中功勛卓著，但是存在如下突出問題：一、勘查程度“東高西低”；二、資源分布“東貧西富”[3]。在當(dāng)前資源需求“東需西供”的局勢下，為維護(hù)國家能源戰(zhàn)略和國家安全，必須綜合考慮我國大陸區(qū)生態(tài)環(huán)境、地質(zhì)特點(diǎn)、資源分布、經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r等多種因素，并在此基礎(chǔ)上制定適合于我國煤炭工業(yè)發(fā)展的勘查開發(fā)布局戰(zhàn)略。

3.1 煤炭在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)構(gòu)成中的地位

能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃(2014-2020年)中，堅持立足國內(nèi)，將國內(nèi)供應(yīng)作為保障能源安全的主渠道，牢牢掌握能源安全主動權(quán)。發(fā)揮國內(nèi)資源、技術(shù)、裝備和人才優(yōu)勢，加強(qiáng)國內(nèi)能源資源勘探開發(fā)，完善能源替代和儲備應(yīng)急體系，著力增強(qiáng)能源供應(yīng)能力。到2020年，一次能源消費(fèi)總量控制在48×108t標(biāo)準(zhǔn)煤左右，煤炭消費(fèi)總量控制在42×108t左右?？梢娨悦禾繛橹黧w能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的大局未來10 a不會有大的改變。中國將煤炭資源列為基礎(chǔ)能源是基于煤炭所獨(dú)具的自然稟賦和能源戰(zhàn)略安全的考量。

中國自1990年以后，石油消費(fèi)對進(jìn)口的依賴迅速增加(圖6)，僅在2008年依存度就已達(dá)到52%。中國正處于經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城鎮(zhèn)化建設(shè)的迅猛發(fā)展階段，不可能減少石油特別是燃料油的消耗，但是又沒有相應(yīng)的石油資源可供生產(chǎn)，對于一個后發(fā)展工業(yè)化國家而言，能源狀況所可能導(dǎo)致的危機(jī)必然重大。為有效緩解石油危機(jī)所可能帶來的強(qiáng)大危險，中國必然尋求大力發(fā)展煤炭利用與煤代石油技術(shù)，迅速擴(kuò)大煤基液體能源生產(chǎn)規(guī)模和發(fā)展煤電傳輸系統(tǒng)設(shè)施。

圖6 1994-2020年我國石油生產(chǎn)量與進(jìn)出口量趨勢圖Figure 6 Oil productions in China and oil import and export trend from 1994 to 2020

據(jù)中國煤炭地質(zhì)總局最近研究報告顯示，全國2 000m以內(nèi)煤炭資源總量5.9×1012t，其中，探獲煤炭資源儲量2.02×1012t，預(yù)測資源量3.88×1012t。而且，煤炭資源相較于石油、天然氣楚具有儲量優(yōu)勢外，還有獨(dú)到的優(yōu)勢：優(yōu)勢一、由于中國煤炭開采的規(guī)?；c機(jī)械化的推進(jìn)，以及交通基礎(chǔ)設(shè)施的改進(jìn)，動力煤開采成本正在逐步降低。此種趨勢相對于石油價格的高漲， 動力煤的價格優(yōu)勢將更加明顯；優(yōu)勢二、煤炭易于儲存和運(yùn)輸，附加成本低；優(yōu)勢三、潔凈煤技術(shù)和煤化工技術(shù)的發(fā)展，煤炭正在由燃料向原料改變，煤炭即可轉(zhuǎn)化為天然氣、石油，而且也正在從中提取化工原料。以上都是石油、天然氣等能源所不具備的，所以煤炭作為基礎(chǔ)能源的地位必將長久存在(表1)，也更難以替代。

3.2 煤炭對于國民經(jīng)濟(jì)和能源保障的作用

我國煤炭行業(yè)是集采礦業(yè)、能源業(yè)、基礎(chǔ)原材料業(yè)特征于一體的行業(yè)， 煤炭素有 “工業(yè)糧食”之稱，是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支撐，在未來相當(dāng)長的時期內(nèi)，我國仍將是以煤為主的能源結(jié)構(gòu)。隨著煤炭工業(yè)經(jīng)濟(jì)增長方式的轉(zhuǎn)變、煤炭用途的擴(kuò)展，煤炭的戰(zhàn)略地位仍然十分重要。

煤炭行業(yè)為發(fā)電行業(yè)、運(yùn)輸行業(yè)提供強(qiáng)大的能源保障。煤炭運(yùn)輸不僅占整個鐵路運(yùn)輸?shù)?0%，而且發(fā)電機(jī)組消耗的煤炭早在2005年即已達(dá)到10.54×108t，占煤炭生產(chǎn)總量的67%。

而且，從科學(xué)發(fā)展觀來講，煤炭是可持續(xù)發(fā)展中的重要一環(huán)?？沙掷m(xù)發(fā)展觀要求人與人及人與自然和諧發(fā)展，而要發(fā)展就要有消耗。煤炭相較于石油、天然氣二者的30a和60a保障年限具有約200a的時間，這就要求在人類發(fā)展過程中，若無新的替代資源條件下，就必須遵循保證加大一定量的煤炭消耗來延長石油和天然氣的過快耗竭。因為任何資源都有別的資源不可替代的特性，適當(dāng)?shù)奶岣呙禾肯亩窒汀⑻烊粴獾鹊暮慕呖杀苊饽茉椿蛟系钠贩N危機(jī),研究好煤炭的事情，為我國能源安全提供可靠保障。

4 今后煤炭地質(zhì)工作的重點(diǎn)研究問題

我國能源基本特點(diǎn)決定了煤炭能源在我國今后相當(dāng)長時期內(nèi)其主體地位，今后我國煤炭地質(zhì)工作著重要在以下幾個方面加強(qiáng)研究工作：①綠色煤炭資源評價與開發(fā)研究，建立科學(xué)的評價體系，形成不同地區(qū)綠色煤炭資源的精準(zhǔn)勘查技術(shù)；②煤炭資源安全開采的地質(zhì)保障技術(shù)研究，重點(diǎn)是借助于現(xiàn)代地球物理技術(shù)對隱蔽致災(zāi)地質(zhì)因素的探測與預(yù)測；③深地煤炭資源勘查理論及其開采地質(zhì)評價方法研究；④煤系礦產(chǎn)資源的綜合勘查與利用評價技術(shù)研究，以煤炭資源為主，兼顧與煤炭資源有緊密聯(lián)系的煤層氣、頁巖氣、天然氣水合物、煤系共伴生礦產(chǎn)等多種能源的相關(guān)研究工作；⑤煤礦環(huán)境承載力研究與礦山環(huán)境治理及生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究； ⑥煤炭地質(zhì)工作的信息化與智能化技術(shù)研究[13，17-20]。

表1 2003年至2012年間中國各種一次能源消費(fèi)百分率及能源消費(fèi)總量

5 認(rèn)識與建議

煤炭資源是國家的基礎(chǔ)資源，在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有重要的支撐作用。中國的煤炭資源稟賦注定在今后相當(dāng)長內(nèi)以煤炭為主，要保障國家的能源安全、治理環(huán)境污染，乃至實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，都離不開煤炭的基礎(chǔ)支撐。煤炭地質(zhì)研究一方面要進(jìn)一步加強(qiáng)煤炭地質(zhì)基礎(chǔ)理論與開發(fā)地質(zhì)保障技術(shù)的研究，包括煤系多能源資源特別是煤系氣資源研究[16]，另一方面更要加強(qiáng)綠色煤炭資源評價與煤炭資源綠色開發(fā)清潔利用相關(guān)地質(zhì)問題研究[21]。由于我國人口眾多，人均資源量占有量很不足，僅為世界平均水平的一半，我國作為發(fā)展中國家，未來對能源的需求量很大，但替代煤炭能源的開發(fā)還需很長時間。所以，今后國家應(yīng)結(jié)合自身資源條件以及國民經(jīng)濟(jì)的中長遠(yuǎn)發(fā)展規(guī)劃，致力于如何勘查、開發(fā)和利用好煤炭資源，解決好煤炭資源的清潔利用，實現(xiàn)好煤炭資源從燃料向原料的跨越，方是當(dāng)前乃至今后應(yīng)該致力解決的問題。