油氣資源供給能力約束下未來中國煤炭資源開采總量控制指標測度

周吉光，張舉鋼，丁 欣,c，吳文盛，劉格云，陳安國，喬 潔,d

河北地質大學 a.學術傳播中心、b.自然資源資產資本研究中心、c.經濟學院、d.經濟研究所，河北 石家莊 050031

長期以來，在中國的能源消費構成中，煤炭始終占據能源消費總量的70%以上，至2014年首次降至70%以下(按電熱當量計算)，因此，以煤炭為主的能源消費結構在新一輪的礦產資源總體規劃期和展望期(2020—2030年)仍不會有較大的改變。之前對煤炭資源總量控制指標的確定，一般是從省級層面匯總產能數據，再由國家層面進行劈分。而從經濟社會發展的階段性特點出發，分析能源消費結構的變化趨勢，并測算出未來10年煤炭資源的消費需求狀況，再結合未來國內外油氣資源供給能力，進而確定煤炭資源開采總量控制指標，以實現能源結構的供需平衡，是本文的主要研究思路。

1 概述

礦產資源總量調控的基本含義是指以礦產資源開采總量與市場需求總量相適應為目標，根據礦產資源特點、國家產業政策、市場供需等因素，對關系民生的重要礦產資源及我國優勢礦種的開采量和礦業權審批進程實行控制管理，對資源開發利用進行總量調控與監測[1]。《全國礦產資源規劃(2008—2015年)》首次將煤炭產量作為預期性指標列入生產總量控制范疇。

煤炭總量控制指標的確定通常是基于對煤炭需求總量預測的基礎之上。一般來說，煤炭需求總量主要受地區宏觀經濟增長因素的影響，如張鐘毓(2015)考慮了工業總產值、下游行業產量(水泥、粗鋼、火電)因素的影響，運用貝葉斯向量自回歸(BVAR)模型預測了2020年中國煤炭消費總量，其分析結果表明：下游行業產量的上漲對煤炭消費量將產生較大的持久拉動作用，工業總產值對煤炭消費增長的貢獻率達50%，并有長期穩定的影響，下游行業中粗鋼產量貢獻率大于水泥產量和火電產量貢獻率[2]。

而一些學者則從資源和環境約束方面對煤炭總量控制進行了分析，如曹代勇、吳見、張永東等(2009)考慮了水資源和土地資源對煤炭開采的制約總量，認為必須在保障地區其他行業對水資源的需求，以及保障有限耕地資源對糧食安全的基礎上進行煤炭資源的開采[3]。而更多的學者則從大氣環境約束方面，對煤炭消費總量控制問題進行了分析。如陳瀟君、金玲、雷宇等(2015)考慮了煤炭消費引致的污染物排放，在大氣環境約束下運用空氣質量模型進行了定量分析，并基于情景分析方法，研究了未來空氣質量改善需求對煤炭消費總量的約束作用[4]。羅宏、張保留、呂連宏等(2016)基于大氣污染的約束，對大氣污染物與煤炭消費之間的關系進行了回歸，得到SO2、煙粉塵排放量和煤炭消費量之間的關系，初步設計了中國煤炭消費總量控制方案[5]。李麗英(2016)基于大氣環境約束，分別測算了在環境容量約束下和2020年全國主要大氣污染物排放控制目標約束下的最大允許煤炭消費總量[6]。王家芳(2019)構建了山東省煤控LEAP(Long-range Energy Alternatives Planning System，長期能源替代規劃系統)模型，對基準情景、煤控情景和強化煤控情景進行模擬分析，得出山東省煤炭消費總量控制目標[7]。

如前所述，本研究將從目前中國所處的經濟發展階段出發，立足于未來中國油氣資源的供應能力，在考慮能源對外依存度的現實情況下，基于實現能源結構供需平衡的角度，測算出未來10年煤炭資源的消費需求狀況。

2 中國經濟整體發展階段的基本研判

錢納里等曾從人均國民收人水平、部門結構、就業結構等幾個方面來考察經濟發展階段的一般特征，大體上將經濟發展劃分為三個基本階段：(l)工業化前的準備階段；(2)工業化實現和經濟高速增長階段；(3)工業化后的穩定增長和向更高階段過渡的階段[8]。在大國經濟中，地區之間一般都存在著程度不同的差距；運用錢納里標準判斷經濟發展階段應以國家為基本單元，從整體上進行比較。李善同、侯永志(2001)認為，從整體上看，中國經濟發展正處于工業化快速發展時期，傳統產業仍然具有巨大的發展空間[9]。

李曉西(2007)選擇工業化和城市化作為核心指標，對比美國經濟發展歷程，得出中國經濟發展處于“工業化和城市化‘雙中期’區間”的判斷[10]。梁煒、任保平(2009)從經濟總量水平、經濟結構、制度水平的變化以及創新水平四個方面對中國1978—2006年的數據進行整理，借助Fisher最優分割法進行系統分析后認為，改革開放30年，我國經濟發展經歷了四個經濟發展階段，目前正處于第四個階段，即工業化逐漸成熟、開始邁進工業化高級階段和經濟穩定增長階段[11]。齊元靜、楊宇、金鳳君(2013)認為中國經濟發展自1990年到2010年由初級產品生產階段進入工業化的中期階段，2010年中國整體上進入了工業化中期階段。但對地級行政單元的評價結果則揭示了區域經濟發展階段顯著的空間差異性，呈現出地帶性分異的總體特征。人均GDP達到工業化階段標準的地級行政單元集中分布在以環渤海、長三角、珠三角為主體的東部沿海城市群、資源富集地區以及中西部區域性的中心城市，中西部地區尚有部分地級行政單元未達到工業化階段標準[12]。

進入21世紀，特別是從2003年開始，中國經濟進入新一輪高速增長周期。此次高增長由消費升級(主要表現為房地產和汽車消費)拉動的以高耗能為特征的重化工業快速擴張所推動，一度出現能源需求量迅猛上升。2007年達到14.2%的最高增速后，經濟增速開始下降。而2012年是中國經濟進入“新常態”的一個重要轉折點。一是增速下降明顯，進入8%以下增速區間(圖 1)；2015—2017年進入7%以下增長率區間，標志著中國經濟由超常的高速增長進入常態化增長區間。這意味著長期的超高增長已經不可能，既因增長方式依賴投資和資源環境的消耗而不可持續，又由于經濟總量基數、體量過大也難以繼續保持超高增長速度(而6%左右的增速在世界上仍然是高增長率)。經濟增速的放慢有利于緩解能源供給壓力。二是三次產業結構出現轉折，2012年第三產業增加值所占比重與第二產業基本持平，長期以來第二產業比重占主導的局面發生了變化。從2013年開始，第三產業增加值所占比重超過第二產業，并逐年拉開差距，到2015年第三產業所占比重超過50%，即大于第一、第二產業增加值之和，2018年第三產業增加值比重達到52.2%，第二產業則降至40.7%。這是新常態的一個積極現象：一是標志著中國正在進入后工業化階段；二是能源消費強度下降，能源供給的壓力有所減輕。

圖1 1978—2018年中國GDP實際增速變化(%)

2010年中國人均GDP超過5 000美元，成為中等偏上收入水平經濟體。在此前后的國際金融危機沖擊及國際經濟環境變化，使中國既有的出口勞動密集型產品為導向的粗放型經濟發展方式難以為繼，中國的經濟增長率逐步下行。經濟學界對未來5～10年中國經濟是否還能保持一個高速平穩的增長態勢還存在不同的意見。國際上一些經濟學家與經濟分析機構并不看好中國經濟未來的表現，指出中國的經濟正處在崩潰的邊緣，未來5～10年中國經濟增長速率會跌落到3%～4%，甚至可能會出現更惡劣的情況；不過部分國內學術專家對此持樂觀態度，指出中國經濟在最近一個中長期的時間段還會穩定在8%左右的增幅并維持不變；多數國內學者的看法是：隨著中國人均收入進入中等偏上水平，中國經濟將擺脫傳統的經濟發展模式，即嚴重依賴高投資、高增長、低消費，進入一個新的發展階段，即保持6%～7%的經濟增長速度[13]。

潛在經濟增長率是實際經濟增長率的一個基準，實際經濟增長率往往圍繞潛在增長率上下波動[14]。郭學能、盧盛榮(2018)從供給側結構性改革出發，引入柯布―道格拉斯生產函數，構建了包含勞動力、土地、資本、制度、創新等要素的模型，在對外生變量進行向前估算的基礎上，分基準情景和悲觀情景對未來中長期中國經濟的潛在增長率進行了預測(表1)[13]。其預測值，可作為我們之后估算未來中國一次性能源消費量的推算參數依據之一。

此外，IMF也對中國未來的經濟增長情況作出了預測，后文再加以列示。

表1 中國經濟的潛在增長率預測 %

3 國內外能源結構演進和發展脈絡

3.1 世界能源形勢展望

方行明、何春麗、張蓓(2019)認為，當前世界能源開發利用主要存在如下三個方面的問題[15]：其一，不可再生能源面臨資源枯竭與環境不可持續兩大問題；其二，可再生能源面臨能源量不足與電網消納能力不夠兩大問題；其三，可控核聚變存在著能源無限、環境友好與技術上的不確定性之間的矛盾。

總體上來看，在能源領域，存在諸多不確定性。一方面，新能源開發技術成果不斷涌現；但另一方面，能源的供給形勢又不容樂觀。石油市場雖因美國頁巖油氣的進入等因素而供求格局改變，但油氣資源的暫時供應充足和價格下跌并不能改變能源供求長期形勢，不可再生能源的枯竭之勢不可避免。并且，化石能源在生產和使用過程中所產生的各種有害排放又造成環境的不可持續性，目前的環境形勢已經不允許人類把所有的化石能源全部消耗完畢再轉入更加持久的替代能源體系。

據美國能源信息署(EIA)發布的2016年國際能源展望報告顯示，相比2012年，2040年全球能源消費量將增長48%，原油在能源消費結構中的比重將由33%降到30%，煤炭的比重將由28%降到22%，天然氣的比重將由23%提升至26%，可再生能源的比重將由12%提升至16%，可見，化石能源仍占全球能源消費總量的3/4以上。未來20年全球人均能源消費水平將提高近1/3，能源消費總量將增加近60%，全球能源需求將繼續保持強勁上漲趨勢。

3.2 主要發達國家能源轉型情況

3.2.1 美國

美國的能源來源主要是化石燃料——煤炭、天然氣和石油。石油和天然氣的產量分別于1952年和1958年超過煤炭。20世紀60年代，煤炭產量開始恢復生產，80年代中期，煤炭的產量重新上升到第一的位置。2001—2010年，生物質能產量增長64%，并在工業應用中超過煤炭[16]。

美國能源轉型的總體思路是：以提高國內石油產量為重要支撐，以節能和提高能源利用率為基礎，大力推動清潔能源在各州的應用和推廣，最終改造和優化美國的能源體系。奧巴馬執政以來便從國家戰略高度提出了清潔化和多元化的新能源戰略，以推進能源體系轉型。結合氣候變化談判和國際壓力，2014年奧巴馬政府出臺了系列清潔能源政策。2015年8月3日政府發布了《清潔電力計劃》。這是美國第一次出臺針對化石能源發電的全國性減排措施。其目標是在擴大清潔能源使用的同時，使化石能源發電清潔化、更高效化[17]。

3.2.2 德國

德國的能源轉型形成于2011年6月，當時德國議會就有關未來能源系統做出了一項歷史性決定，即在此后40年內將電力行業從核能和煤炭依賴全面轉向可再生能源主導。這一決定要求可再生能源(主要是風電和太陽能)于2030年在用電量中的占比達到50%以上，2050年達到80%以上；同時在終端能源消費中的占比分別達到30%和60%，溫室氣體排放比1990年減少55%和80%或95%以上。經過不懈努力，德國可再生能源發電占比持續提升，2015年年中已經接近30%[17]。

3.2.3 日本

日本的能源轉型也十分突出。太陽能發電和風力發電量已達25太瓦時和5太瓦時。根據2014年4月11日通過的《能源基本計劃》，到2030年日本可再生能源發電占比將達22%～24%，其中，水電可達到94～98太瓦時，太陽能發電可達到75太瓦時，風電可達到18太瓦時(海上風電成為主力)。

自2011年福島核事故后，日本國內圍繞高核、零核和適核展開了為期三年多的爭論。到2014年4月，《能源基本計劃》確認了核電在電力系統中的基荷作用，要求到2030年將核電的占比恢復到20%～22%，同時將液化天然氣(LNG)發電提高到27%、煤炭發電占比維持在26%。預計未來15年內以此計劃為基礎，日本將形成新的能源結構和新的能源系統，能源自給率可提高到25%；同時，努力保持在核電、太陽能電池、燃料電池、風機制造等清潔能源技術方面的世界領先地位[17]。

3.3 中國的能源演進路徑與結構轉型

不可再生能源路徑為不可持續路徑，但世界能源的供給對不可再生能源存在路徑依賴，而中國的能源結構轉型必然是在世界能源演進的大背景下展開、推進。由于中國能源需求量為世界之最，卻又資源相對短缺，并處在工業化擴張尚未完成的階段，資源環境壓力大，轉型挑戰大，并具有更大的迫切性。《BP世界能源統計2016》預測，中國煤炭消費峰值將在2030年到來，2020年能源結構將發生巨大變化：天然氣增長迅速，可再生能源發展強勁；到2035年，可再生能源的增長將翻兩番，發電量增量的1/3源自可再生能源。

由于中國資源稟賦的限制，對不可再生能源路徑有著更強的依賴；又由于國內能源資源的供給不能滿足經濟發展的需要，又形成對海外能源供給的依賴。中國的能源資源稟賦是“多煤、少油、貧氣”。這一資源稟賦決定了煤炭是中國目前和未來相當長時間內的主要能源。

改革開放之初，石油和煤炭是中國獲取外匯的重要出口產品；1993年，中國由石油凈出口國轉變為凈進口國；此后，中國的石油對外依存度快速升高[15]。2009年，中國由煤炭凈出口國轉變為凈進口國，全年煤炭進口量猛增至1.26億噸(較上年增長212%)，凈進口達到1.03億噸。從此，煤炭這一曾經是中國“地大物博”的標志性資源，也成為短缺資源了。

總而言之，由于能源國情的制約，中國在相當長的時期存在著能源路徑依賴，即對不可再生能源和海外能源供給的依賴。中國能源結構轉型面臨的挑戰大、壓力大。在轉型過程中還必須處理好傳統能源與新能源發展的關系，做好兩種能源平穩交替，確保能源安全；同時加快傳統能源——煤炭的清潔高效可持續開發利用，從煤炭開采、加工、利用、轉化到綜合循環等全產業鏈實現清潔化利用，提高煤炭使用效率，減少污染排放[15]。

4 國內石油、天然氣等能源資源的未來供應能力

4.1 國際組織預測結果

國際能源署(2017)發布的《世界能源展望中國特別報告》在新政策情景下，對未來中國能源供應和投資進行了展望。報告認為2040年中國的化石燃料總產量與2016年大致相當，但能源組分卻轉變了：煤炭產量略有下降；石油產量降幅較煤炭略大，以及隨著中國加大對非常規油氣的開發力度，天然氣產量上升。隨著中國能源結構的多樣化，核能和可再生能源的產量也將增加三倍(表2)。

而在能源進口方面，中國對進口的整體依賴程度并沒有大的變化，其占能源總需求的份額從2016年的21%緩慢上升到2040年的24%。核能和可再生能源產量的增長占國內能源產量增長的主要部分，但石油和天然氣的進口量也有所增加。預計到2040年，中國仍將是煤炭進口國，但進口量會低于2016年水平。石油和天然氣進口需求的增加意味著到2040年，國際貿易中近30%的石油將出口到中國，同樣近1/4的長距離貿易天然氣將出口到中國。

表2 新政策情景下未來中國一次能源產量 百萬噸油當量

據《BP世界能源展望》2019年版中國專題的預測：雖然能源需求增速放緩，2040年中國仍是全球最大能源消費國(能源消費年均增長1.1%)，在全球能源消費中的份額占22%；在展望期(2040年)內中國能源強度以年均3.4%的速度下降，略快于3.0%的歷史(1995—2017年)年均降幅；中國的能源結構繼續演變，煤炭占比從2017年的60%降至2040年的35%。，中國能源產量增長29%，2040年在全球能源產量占比為18%。

中國的能源結構持續演變，其中煤炭占比從2017年的60%下降至2040年的35%，天然氣比重翻一番至14%，可再生能源占比從2017年的3%增至2040年的18%。石油需求(+19%)和天然氣需求(+166%)擴大，可再生能源發電(+553%)、核電(+405%)和水電(+31%)均快速增長，煤炭需求下降(-25%)。2017—2040年間，核電年均增速為7.3%，且到2040年，中國占全球核電發電量的37%。可再生能源迅速擴張，到2040年年均增長8.5%，屆時占全球可再生能源的26%。2017—2040年間，中國天然氣產量增長2 180億方(+146%)。石油進口依存度從2017年的67%升至2040年的76%。天然氣進口依存度從38%升至2040年的43%。2017—2040年間，隨著中國經濟增長181%，中國的能源強度下降54%(表 3)。

4.2 國內政策規劃目標

據《能源發展戰略行動計劃(2014—2020)》的目標，到2020年，一次能源消費總量控制在48億噸標準煤左右，煤炭消費總量控制在42億噸左右。國內一次能源生產總量達到42億噸標準煤，能源自給能力保持在85%左右，到2020年，非化石能源占一次能源消費比重達到15%，天然氣比重達到10%以上，煤炭消費比重控制在62%以內。

根據中國國家發展和改革委員會和中國國家能源局在2017年聯合頒布的《能源生產和消費革命戰略(2016—2030)》的要求：到2020年，能源消費總量控制在50億噸標準煤以內，非化石能源占比15%；2021—2030年，能源消費總量控制在60億噸標準煤以內，非化石能源占能源消費總量比重達到20%左右，天然氣占比達到15%左右，新增能源需求主要依靠清潔能源滿足。

表3 2017—2040中國能源消費量、生產量預測 百萬噸油當量

5 海外能源供給基本態勢

BP《世界能源展望》(2019)依照“漸進轉型”的情景，對未來能源形勢進行了展望，本研究依次轉述如下：

5.1 總體概況

報告認為，在所有情景下，到2040年世界生產總值增加一倍以上。可再生能源是增長最快的能源來源，到2040年時，世界能源供應增量的一半將來自可再生能源，并且屆時可再生能源將會成為最大的電力來源。可再生能源發電到2040年占到全球發電行業的約30%；相反，煤炭發電的比例顯著降低，作為一次能源到2040年將被可再生能源超越。

在至2040年的展望期內，液體燃料產量的增長一開始由美國致密油主導，但隨著美國致密油產量下降，OPEC產量將隨之提高。到2020年代中期，美國將貢獻世界上最多的能源產量，之后，隨著致密油產量見頂并逐年降低，美國能源產量增長將減慢。美國致密油和頁巖氣的快速增長導致美洲凈出口顯著增長。因此到2040年，美洲是為世界其他地區提供能源的重要來源。展望后半期OPEC石油產量增長，使中東保持了自己作為重要能源來源的地位。在此期間，卡塔爾和伊朗的天然氣產量也將增長。由于能源消費增速不及生產，俄羅斯和其他原獨聯體國家在全球能源出口中的占比上升。相比之下，中東和非洲的凈出口量沒有變化。

由于需求基礎廣泛和天然氣可獲得性不斷提高，同時在液化天然氣持續擴張的推動輔助下，天然氣增長強勁。在展望期間，俄羅斯占全球能源產量比例小幅降低，很大程度上反映了俄羅斯天然氣產量比例的逐漸降低。即便如此，俄羅斯仍然是世界最大的油氣出口國。

5.2 液體燃料

液體燃料生產增長由天然氣凝析液和生物燃料主導，原油生產增量有限。在漸進轉型情景下，全球液體燃料產量展望期間增長1 000萬桶/日。原油和凝析油貢獻了少于300萬桶/日的增量，主要增量來自天然氣凝析液的增長(500萬桶/日)以及“其他液體燃料”(300萬桶/日)，特別是生物燃料。天然氣凝析液的增長主要由美國(300萬桶/日)和中東(200萬桶/日)驅動。 “其他液體燃料”由生物燃料主導。到2040年生物燃料將從200萬桶/日增長到400萬桶/日，大部分生產集中在美國和巴西。

5.3 天然氣

在漸進轉型情景下，天然氣供需年均增長率為1.7%，即到2040年增長近50%，是唯一和可再生能源一樣份額在展望期間增長的能源。天然氣產量增長由美國和中東(卡塔爾和伊朗)主導(貢獻展望期間近50%的天然氣產量增量)，中國和俄羅斯產量的增長很強勁。LNG供應持續增加，在全球天然氣貿易中的占比不斷提高，并在2020年代末超過管道氣。到2040年液化天然氣供應將占總需求的15%以上。

北美引領液化天然氣出口的增長，中東、非洲和俄羅斯緊隨其后。隨著市場的逐漸成熟，美國和卡塔爾將成為兩大全球液化天然氣的出口中心，到2040年兩國合計占全球液化天然氣出口的40%。亞洲仍將是全球液化天然氣的主要進口方，但進口結構有所變化：2040年中國、印度和其他亞洲國家的進口量有望占到全球進口量的一半，超過老牌進口大國日本和韓國。歐洲仍然是重要的需求市場，其“平衡市場”的作用將繼續發揮，也將是液化天然氣和管道氣之間競爭的核心市場之一。

液化天然氣供給增加導致液化天然氣和管道氣之間的競爭更加激烈，尤其是在歐洲和中國。在漸進轉型情景下，歐洲天然氣產量降低40%，導致2040年歐洲對外依存度上升到約75%。在中國，盡管國內天然氣產量大幅提升，但需求增長大于供應增長，導致到2040年進口依存度上升至超過40%。半數進口增量將由俄羅斯和其他獨聯體國家的管道氣來滿足，剩余增量來自液化天然氣。

5.4 煤炭

全球煤炭消費增速比過去大幅放緩，中國和經合組織國家需求下降由印度和亞洲其他國家的增長來抵消。在漸進轉型情景下，全球煤炭消費大體維持在現有水平，與過去20多年的情況形成鮮明對比。在過去20多年，煤炭是能源需求增長的最大來源。在此展望的期間里，中國經濟增長逐漸向更平衡、更可持續的模式過渡，煤炭需求也隨之下降。全球煤炭市場疲軟也受到經合組織煤炭消費顯著下降的影響，這些國家轉向使用更潔凈、更低碳的能源。相反，印度和其他亞洲新興經濟體的煤炭需求上升。這些經濟體經濟的增長和繁榮帶來的電力需求貢獻了全球大部分的煤炭消費增量。印度是煤炭消費增長最大的市場；到2040年，印度煤炭消費占全球比例將翻倍至約四分之一。

5.5 可再生能源

可再生能源將比歷史上的任何能源更快地滲透全球能源體系，其增長由發展中國家主導。中國、印度和其他亞洲國家占全球可再生發電增量的近一半。

歷史上，新型能源通常需要用幾十年才能滲透能源體系。例如，石油在19世紀末20世紀初用了45年時間從1%的占比增長到世界能源的10%。在20世紀初，天然氣用了超過50年才達到10%。在漸進轉型情景下，可再生能源占比從1%增長到10%需要約25年。在快速轉型情景下，可再生能源的增速將會更快，占比從1%增長到10%僅15年。

6 供需平衡下國內煤炭資源的總量控制指標測度

6.1 中國能源消費曲線的擬合

對煤炭需求預測的方法有許多[2]，但對單一種類的能源需求預測存在較多不確定因素，它會受到其他諸多能源的替代效應的影響。因此，我們換了一個思路，首先預測未來中國一次能源需求總量，之后在根據相關機構對未來其他能源的國內外供給預測的基礎上，假定供需平衡，扣減后得到未來國內的煤炭資源總量控制指標。

在中國能源需求預測方面，林伯強開展了大量卓有成效的研究。林伯強(2001)應用協整和誤差修正模型技術研究了中國能源需求的決定因素，認為不僅價格和收入是能源需求的重要決定因素，而且用來反映結構變化的GDP中的重工業份額也是一個顯著的需求決定因素[18]。林伯強(2003)在三要素的生產函數框架下，應用協整分析和誤差修正模型技術研究了中國電力消費與經濟增長之間的關系，結果表明GDP、資本、人力資本以及電力消費之間存在著長期均衡關系[19]。林伯強(2003)提出一個長期電力需求模型以分析影響中國電力需求的主要因素，其影響因素包括GDP、電價、人口增長、產業結構變化、能源效率改進；并認為一個誤差修正模型為預測中國電力總需求的短期波動提供了適合的框架[20]。林伯強、牟敦國(2008)運用CGE方法研究石油與煤炭價格上漲對中國經濟造成的影響，結果表明：能源價格上漲對中國經濟具有緊縮作用，但對不同產業的緊縮程度不一致，能源價格除了影響經濟增長，還將推動產業結構變化[21]。林伯強的能源需求預測主要運用了協整分析和誤差修正模型，并重點考慮了GDP、人口增長、能源效率改進、能源(電力)價格等因素。

在此，我們引入Paul Ehrlich、John Holdren(1971)建立的I=PAT模型來決定關鍵變量，以提供了一個旨在全面理解能源消耗和能源效率關系的宏觀層面分析，其所涉及的主要變量基本與林伯強的研究相似。通過I=PAT理論可以將資源消費作為對環境的影響(I)，將它作為人口(P)、富裕程度(A)和技術(T)三個影響能源消耗的宏觀因素的函數。這個等式最先被杰文斯(1865)進行了驗證，意味著環境的影響將隨著人口、富裕(消費)和(或)技術的增加而增加，而杰文斯發現經濟增長將導致人口增加，從而增加對煤炭的需求[22]。在此，我們參考已有成果對IPAT模型變量的設定和變量內涵的解釋，設定變量如下：

(1)環境影響(I)用最終能源消費量(TFC)數據表示；

(2)人口(P)用總人口(PT)數據表示；

(3)富裕程度(A)用國內生產總值數據(GDP，按PPP法換算為2010年的不變美元價格)表示；

(4)技術(T)用能源效率數據(τF)表示，用單位能源消費量的萬元國內生產總值(即萬元國內生產總值能源消費量的倒數)表示。

采用Thomas Dietz、Eugene A.Rosa(1994)改進的隨機影響回歸模型(Stochastic Impacts by Regression on Population,Affluence,and Technology，STIRPAT)[23]：

I=aPbAcTde

構建如下方程：

lnTFC=a+blnPT+clnGDP+dlnτF+e

模型的基礎數據如表 4所示。

表4 回歸模型基礎數據

分段對模型進行回歸，得出以2000—2018年數據為樣本的方程較優，并進行了異方差性檢驗(Heteroskedasticity Test：Breusch-Pagan-Godfrey)和序列相關性檢驗(Breusch-Godfrey Serial Correlation LM Test)，結果列示如下(括號內為t檢驗統計量)：

lnTFC=-11.209+1.166lnPT+0.941lnGDP

(-4.150) (4.974) (38.221)

-0.984lnτF

(-78.710)

A-R2=0.999 878

F-statistic=49002.88

Durbin-Watsonstat=2.121

異方差：Prob.F(3,15)=0.108> 0.05；序列相關：Prob.F(2,13)=0.542> 0.05

6.2 相關參數的未來值預測

6.2.1 人口總量(PT)

根據聯合國《World Population Prospects 2019》的中方案預測，可以得到2019—2030年中國人口的預計年均增長率(表 5)。在本研究中，擬采用中方案的預測值進行計算，如表 6所示。

表5 2019—2030年中國人口預計年均增長率 %

表6 2019—2030年中國人口預測值 萬人

6.2.2 國內生產總值(GDP)

如前文所述，廈門大學CQMM課題組長期對中國經濟的潛在增長率進行了預測，并給出了基準情景和悲觀情景的兩類增長趨勢(表7)。實際上，根據目前的宏觀經濟估計，中國經濟的增長速度可能已經更偏向于其悲觀情景的潛在增長率預期。而在2019年10月25日，“中國宏觀經濟高層研討會暨‘中國季度宏觀經濟模型(CQMM)2019年秋季預測發布會’”中，廈門大學宏觀經濟研究中心教授林致遠在會上發布預測報告指出，課題組通過設計中美貿易摩擦不再升級、雙方達成和解協議并取消所有新增懲罰性關稅和貿易摩擦繼續升級三種可能的發展態勢，基于CQMM模型對2019—2020年兩年中國的宏觀經濟主要指標進行預測分析結果顯示，2019年GDP增速可能在6.21%，增速比2018年降低0.39個百分點；2020年，GDP增速可能進一步下降至6.02%至6.33%的區間。

IEA在對中國能源進行展望時，采用了基于新政策情景下的潛在增長率，通常比中國學者的預期值要低(表7)。

此外，IMF對近期中國經濟的潛在增長率也作出了估計(表8)，比CQMM課題組估計的增長速度要低，但目前看來更貼近現實。這樣，我們結合了三者的預測結果，在已有數據的基礎上，對2019—2030年中國國內生產總值進行了推算(表9)。

表7 中國經濟的潛在增長率預測 %

表8 IMF對中國經濟的潛在增長率預測 %

表9 2019—2030年中國GDP增長率及預測值 億元，2010不變美元

6.2.3 能源效率變化(τF)

關于能源效率變化的預測，直接采用了BP的能源展望結果①，它認為中國能源強度在1995—2017年年均降低3.0%，而在對2040年的展望期中，年均將降低3.4%。

6.3 一次能源總需求預測結果

根據相關參數的未來值預測結果，我們主要估計出兩個時間節點的一次能源總需求值，其中2030年的值分兩種情景進行了估算(以置信區間的中值代表)，結果見表 10。根據自變量的預期值，對兩種情景的曲線進行了擬合(圖 2，圖 3)。

表10 2025年和2030年中國一次能源總需求預測值 萬噸標煤

圖2 基準情景下的擬合曲線

圖3 低增長情景下的擬合曲線

6.4 煤炭資源總量控制指標的測算

接下來我們主要分如下幾步來測算煤炭資源的總量控制指標：(1)根據至2030年非化石燃料在能源結構中占比的要求，確定化石燃料能源總量；(2)根據至2030年全球(包括國內外)石油、天然氣的供給量，得出煤炭資源預期消費量；(3)根據至2030年煤炭資源凈進口情況，計算出國內煤炭資源生產量；(4)根據相關轉換系數，將煤炭資源生產量轉換為原煤生產總量控制指標。

6.4.1 化石燃料能源總量

根據中國國家發展和改革委員會和中國國家能源局在2017年聯合頒布的《能源生產和消費革命戰略(2016—2030)》的要求：到2020年，能源消費總量控制在50億噸標準煤以內，非化石能源占比15%；2021—2030年，能源消費總量控制在60億噸標準煤以內，非化石能源占能源消費總量比重達到20%左右，天然氣占比達到15%左右②。

我們設定2030年非化石燃料能源在一次能源需求總量中的占比為20%，而根據國際能源署的預計，在中國目前大力發展可再生能源的努力之下，此目標具有現實性。為此，我們按照線性增長趨勢的方法，估算出2025年非化石燃料能源的占比為17.32%。也即是，2025年和2030年中國化石燃料能源占一次能源需求總量的比重分別為17.23%和20%。

6.4.2 石油、天然氣的供給量

根據IEA《世界能源展望中國特別報告》中對中國在當前政策情景下對一次能源需求總量預測值，2025年和2030年石油的需求量分別為720百萬噸油當量和785百萬噸油當量(通過1∶1.428 6轉換為百萬噸標煤)。

BP預測了2020年和2030年中國天然氣供給情況(表 11)，2030年國內外供給總量約為503.8十億立方米(Bcm)，同時我們推算出2025年的供給總量約為399.80 Bcm(通過1∶1.330 0的比例轉換為標準煤)。

表11 BP預測未來中國的天然氣供給情況 Bcm

6.4.3 煤炭凈進口量

國際能源署(2017)發布的《世界能源展望中國特別報告》，預計到2040年，中國仍將是煤炭進口國，但進口量會低于2016年水平。報告指出，進口煤炭只占中國煤炭需求量的不到10%，對中國煤炭供需平衡的貢獻相對較小，且對國內煤炭市場的波動非常敏感。中國進口在展望期上半時期如何演變，主要取決于政策制定機構如何引入市場再平衡機制：頻繁的政策調整帶來的價格波動，將導致進口量的強烈變動；反之，較平穩的過渡將帶來更加穩定的進口煤炭流動。一旦市場基本實現再平衡，煤炭進口的前景將會取決于國產和進口煤炭的價格差。

為此，在本研究中，我們以2016年中國煤炭凈進口量來估算未來2019—2030年的煤炭海外供給情況，即2.467 6億噸。

這樣，我們列出表格，統計出2025年和2030年的國內煤炭產量總量控制指標(表 12)。

陳瀟君、金玲、雷宇等(2015)的研究結果表明，要實現2020年、2030年空氣質量改善階段性目標，全國煤炭消費總量應分別控制在40.8億噸和37.7億噸左右[4]。羅宏、張保留、呂連宏等(2016)測算出2020和2030年全國煤炭消費量控制目標分別為40億噸和45億噸[5]。這個對2030年的預測結果要比我們的方案大不少。

再對比第三輪全國礦產資源的調控目標，《全國礦產資源規劃(2016—2020年)》對2020年原煤總量控制指標(預期性)為39億噸，本研究對2025年的總量控制削減為38.09億噸；2030年的總量控制指標，在基準情景下進一步下降為36.86億噸，而在低增長情景下則下調到33.19億噸。正如IEA和BP的展望，中國煤炭總量控制指標取決于中國經濟在新政策下或可持續發展條件下的結構轉型速度，這可能主要取決于未來中國新能源資源的發展情況。

7 結束語

徐小杰(2015)認為：“長期以來，大眾對煤炭屬性和作用的認識模糊，造成煤炭是環境污染的‘頭號敵人’；而一些人認為煤是臟的，只有窮人才用煤炭。這一認識的結論只能是去煤炭化的轉型思路，一些人往往把煤炭與可再生能源對立起來，把火電與風電和光伏理解為‘你死我活’的關系。這些認識都沒看到煤炭作為資源的自然屬性與不可再生資源的開發價值的區別，看不到煤炭在當前和今后的主導或基礎作用和替代過程，更看不到煤炭或燃煤發電對可再生能源發電的‘讓路’貢獻、捆綁保障作用和備份作用。”[17]為此，本研究從中國經濟社會發展的階段性特點入手，分析了能源消費結構的變化趨勢，測算出未來10年中國煤炭資源的消費需求狀況，再結合未來國內外油氣資源供給能力，從實現能源結構供需平衡的角度，進而推算出了未來煤炭資源開采總量控制指標。因為預測對象本身受諸多因素的影響，再加之這些影響因素本身還受其他政策因素的影響(比如本文引入的經濟增速、人口變動和能效變化等)，所以預測工作一貫難以得到廣泛的認同。可以說，本文主要是構建了一個簡易的煤炭資源開采總量控制測度框架，在各級部門制定相關規劃時可以作一參考。

表12 2025年和2030年煤炭需求預測統計表

從國內相關能源戰略規劃的目標和國外能源機構對未來中國能源展望的情況看，未來10年，化石燃料在能源結構中的比例還將保持在80%以上(或左右)，由于目前石油、天然氣的國內生產能力和海外供給能力有限，煤炭資源還將在較長一段時間內成為中國能源供給的重要保障。這是必須面對和承認的現實，而正因為中國的能源資源的賦存特點，煤炭在過去、現在和將來仍會發揮其重要作用，直至能源結構徹底轉型。

實際上，能源效率在中國具有巨大的潛力，能源效率不僅成為政策導向、產業戰略和消費方式轉變的重點，而且是推動能源轉型的支點。林伯強(2008)指出，中國的國情決定必須節能，中國在節能減排過程中付出的努力注定比發達國家要大得多，這就要求我們在戰略和政策方面有所突破和創新；就國內而言，政府的能源戰略和政策原則應該是在支持能源公平的同時不喪失能源效率；在國際上，爭取能源和環境公平應當是戰略和政策的要點[24]。煤炭走向清潔高效利用的主要途徑是將更多的煤炭用于高效發電。通過逐步減少終端用煤占比，不斷提高發電用煤占比，可以明顯提高煤炭的綜合利用效率。不斷提升這一占比，既可以增加穩定的電源和發電量，又可以在高效發電技術下控制各種污染物排放。

此外，我們前期曾對效率提高和能源消耗水平的關系進行過探討，技術進步是應付能源—環境問題的一個重要補充，但它并不像政策制定者所樂觀認為的是一種普遍適用的補救措施，盡管技術的確為人類提供了更大的選擇空間。更深層次的原因是，效率提升收益只有在響應效率的演變不會改變現存的行為時，才能帶來資源的節約。但在現實中，人類系統的演變易于快速地適應效率的任何變化。從新古典經濟學的范式來看，能效進步或技術進步并不像大多數人認為的是解決能源—環境問題的靈丹妙藥；人類必須自愿改變自身的行為，包括在選擇決策時考慮環境優先權等，才能實現資源、環境和社會的可持續發展。總之，人類應該減少自身對能源的消耗，采用更綠色更清潔的生產生活方式，使我們對化石燃料的使用高峰降低，減少對可耗竭資源的消耗和對生態環境的擾動[22]。

注釋：

① https://www.bp.com/en/global/corporate/energy-economics/energy-outlook/country-and-regional-insights/china-insights.html

② http://news.bjx.com.cn/html/20170425/822221.shtml