第2章　能源“金三角”地區發展若干重大問題的分析

未來20年，能源“金三角”地區發展的外面環境和內部條件將發生深刻變化，隨著全球經濟一體化深入發展，我國工業化和城鎮化建設的加快，能源領域改革開放的不斷深入，該地區發展將面臨新的機遇和挑戰。推進能源“金三角”地區可持續發展，必須著眼于世界能源發展趨勢和我國未來能源的現實需求，對發展環境、比較優勢、可持續發展等重大戰略問題進行全面系統的分析研究，對水資源狀況和生態環境約束等瓶頸制約問題尋求科學的解決辦法，對煤炭資源轉化、技術路徑、差異化發展等重要問題形成新認識。

2.1　發展環境與比較優勢

從外部看，未來全球能源市場將繼續保持平穩增長，國內能源產業仍有較大的發展空間，“金三角”地區面臨較好的發展機遇。從內部看，區域發展優勢較為突出，煤炭開發、煤炭發電和煤炭轉化產業優勢明顯，為實現可持續發展提供了良好的條件。但是，需要高度注意“資源詛咒”問題以及無序建設帶來的惡性競爭問題。

2.1.1　能源“金三角”發展正處于重要戰略機遇期

從國際上看，一次能源需求將繼續增長，BP預測2010～2030年年均增速為1.6%。新增需求主要來自中國和印度等新興經濟體，尤其中國，并由此驅動了全球能源供應的增長、國際能源貿易的發展和全球能源市場趨向一體化。此后，由于中國和其他新興經濟體工業化、城鎮化快速進程的相繼結束，將進入一個經濟增長和能源需求增長趨于緩慢的低谷期。能源多元化是大勢所趨，天然氣和可再生能源將快速增長，非常規油氣、LNG在油氣供應中的地位將日益提升。終端用能中電力份額上升，發電能源需求快速增加，接近新增一次能源需求的60%。國際貿易保持活躍，石油、天然氣、煤炭全球貿易將進一步增長，價格將可能維持在較高水平。能源安全和氣候變化是全球能源發展面臨的主要挑戰，能效的提高是必然趨勢。

從國內看，進入21世紀以來，我國能源需求呈現前所未有的快速增長態勢，2000～2010年，年均能源消費增加1.8億噸，其中化石能源年均增長1.6億噸左右。未來在工業化和城鎮化的拉動下，預計2020年前我國能源需求將繼續增長，2020～2030年增長將有所放緩。在控制能源消費總量的國家戰略要求下，以浪費能源和不合理能源消費等狀況將在很大程度上受到遏制。能源供應側需要更為激烈的變革，重點包括化石能源清潔高效轉化，能源來源多元化和多種能源協同發展，以及基于產能科學規劃、儲運配體系完善、管理調度智能化、網絡化等重大變革的供需協調模式調整。煤炭的主體能源地位很難改變，隨著能源消費結構的快速優化，預計煤炭需求在2030年前達到峰值。能源供應日趨多元化，天然氣、核電、水電以及風能和太陽能都將得到穩步發展。推進能源高效清潔開發利用，實現能源綠色發展，是我國能源發展的重要趨勢。

對能源“金三角”地區而言，雖然近期作為國家重要的能源供應基地，需要大力發展煤炭開采、煤電和煤化工來滿足能源需求和保障能源安全，但遠期面臨煤炭需求峰值和石油需求增長速度逐步趨緩的挑戰。為規避遠期市場風險，應合理規劃煤炭產能、煤炭轉化規模和多元化結構，提高煤炭開發和利用技術經濟性能，在滿足國家能源戰略需要的同時，在多變的市場環境中維持領先的競爭優勢，避免過于依賴某種能源產業和技術而導致被動。

2.1.2　能源“金三角”地區區域發展優勢突出

改革開放以來，寧東、鄂爾多斯和榆林三個地區經過30余年的規劃、建設和發展，區域發展優勢越來越突出，主要表現在８個方面。

①地理位置優越。能源“金三角”地區總面積約13.35萬平方千米，是我國內陸腹心和西部前緣，居于歐亞大陸橋中樞，是古絲綢之路重要通道，是新能源絲綢之路“承東啟西”的關鍵節點，該區域土地資源豐富，為發展大型能源產業提供了廣闊的發展空間，有利于充分發揮該地區后發優勢，布局能源生產、能源運輸和能源服務產業。

②能源資源富集。煤炭、石油和天然氣三大化石能源資源總量占全國24%，風能理論資源量100GW以上，太陽能年輻射量180W/m2以上，區域內黃河干流尚未開發的水能資源達2GW以上。

③產業基礎雄厚。2012年，能源“金三角”地區化石能源產量占全國產量1/4左右，該區煤炭、石油、天然氣產業水平全國領先，煤炭液化、煤制烯烴、煤制甲醇、煤制甲烷等示范項目成功投運。

④交通格局完備。能源“金三角”地區對外鐵路、公路、航空、管網等多方式聯運的大交通格局初步形成，對一次能源直接輸出、電能、煤制油（氣）以及能源化工產品輸出提供了有力支撐。

⑤城市依托堅實。銀川、鄂爾多斯和榆林三座城市快速發展，為該區域能源產業和能源經濟發展提供了良好的生產生活服務。呼和浩特和包頭兩大沿黃城市也成為能源“金三角”開發的重要依托。

⑥生態意識增強。區域內實施植樹造林、天然林保護、退耕還林還草，封山禁牧、輪牧、休牧等工程及措施，生態環境顯著改善，實現產業與生態同步發展，完全有條件實現大生態對區域能源開發的支撐。

⑦開發經驗豐富。區域能源及產業開發進入加速發展新階段，在高起點高水平項目建設、能源基地與生態同步建設、產業基地與生活基地同步建設方面積累了豐富經驗。

⑧文化底蘊濃厚。該區域是漢族、回族、蒙古族等多民族和諧共處的家園，民族文化、黃河文化、邊塞文化、草原文化和農耕文化聚集融合形成兼容并蓄的河套文化體系，成為區域大開發的強大凝聚力和推動力。

2.1.3　煤炭開發、煤炭發電和煤炭轉化產業優勢明顯

能源“金三角”地區煤炭、石油、天然氣等能源的開發，在國家能源戰略格局中占有重要地位，其中，煤炭開發、煤電和煤化工產業具有明顯的發展優勢。

（1）煤炭開發產業

我國煤炭開發實施“控制東部、穩定中部、發展西部”戰略。從戰略角度看，除能源“金三角”地區以外，山西、蒙東和新疆煤炭資源豐富，在我國煤炭供應保障中將發揮重要作用。山西煤炭經過多年開發，逐步向深部延伸，開采條件越來越復雜，生產成本不斷增加，受生態環境制約，未來增長潛力不大。蒙東煤炭生產成本較低，但是當地生態脆弱，且以褐煤為主，距內地市場遠，運輸成本高，僅在東北市場有一定優勢。新疆煤炭資源品質好，但受運輸距離限制，大規模將煤炭直接運往內地可能性不大。從進口看，印度尼西亞、澳大利亞以動力煤為主，主要面向東南部沿海煤炭市場，蒙古、俄羅斯煤炭主要面向中部以及東北、華北地區煤炭市場，進口規模大幅度增長的空間不大。總的看，與國內主要產業區和進口煤炭相比，能源“金三角”地區煤炭生產只要控制好煤炭生產和運輸成本，將會保持競爭優勢。

（2）煤電產業

按照國家“西電東送、北電南送”戰略要求，能源“金三角”地區近年來加大電力外送力度，主要市場是東部地區。“金三角”區域富煤近水，水煤組合優勢明顯，靠近負荷中心，輸送半徑短，坑口發電煤價較低，特別是特高壓輸電技術的突破，對煤電產業發展提供了廣闊的空間。東南沿海地區大城市環保要求日益嚴格，燃煤電廠發電成本將逐步上升，一些區域已在限制煤電發展。與新疆等地煤炭坑口發電相比，能源“金三角”地區電力外送更靠近東南沿海的用電負荷中心，電力外送具有競爭優勢。

（3）煤炭加工轉化產業

能源“金三角”地區煤質較好，距離市場相對較近，發展煤化工產業優勢明顯。煤制液體燃料、烯烴、甲醇和甲烷等大宗化工轉化產品的外供，不會受到運輸距離和基礎設施的明顯制約，市場范圍相對較大。但國際威脅較大，主要是中東、馬來西亞、印度尼西亞、南美國家等地利用較為豐富的天然氣資源生產烯烴、甲醇等化工產品，成本優勢較為突出。國內產能盲目建設造成的嚴重過剩也會對該地區煤化工產業造成一定的沖擊。

根據23位專家綜合評判，近期（2010～2020年）、中期（2020～2030年）、遠期（2030～2050年）能源“金三角”地區煤炭、電力、化工產品的比較優勢會發生變化，總體來看均具有較明顯的競爭優勢，見表2-1。具備長期比較優勢的首先是煤炭外供，其次是煤炭發電，最后才是煤化工。從發展思路來看，繼續擴大和保持可持續煤炭外供能力作為戰略基礎的同時，應提高電力外送在能源產業發展中的戰略地位，并在近期量水而行、適度有序發展以石油替代為主的現代煤化工。近中期應該適度加大開發規模并促進煤、電、化的多元化發展。要避免煤化工項目的過快、過多的無序發展，根據市場和生態資源條件仔細論證其發展規模，確保生產項目在技術、經濟、環境、資源各方面性能的領先。

2.1.4　能源“金三角”地區發展應重視“資源詛咒”問題

能源“金三角”地區發展涉及范圍廣，持續時間長，在充分利用自身優勢實現快速發展的過程中，必須注意學習借鑒國外資源富集地區發展的經驗和教訓。能源資源富集地區發展中，隨著資源不斷開發，區域能源產業將經歷年輕期、成熟期、衰退期全過程。通過對能源資源富集地區一般發展規律的初步了解，發現“資源詛咒”是該類區域可持續發展面臨的一個重要問題。“資源詛咒”問題是指那些自然資源富集地區，由于無法合理地利用其資源優勢促進經濟發展，而比資源貧瘠地區的經濟發展更加緩慢的現象。有的是因為沒有合理利用資源優勢，有的是因為能源產業單一，資源價格大幅波動導致區域經濟發展放緩。

能源“金三角”地區屬于典型的能源資源高度富集區域，雖然近期在國內各種能源需求快速增長的形勢下，能源“金三角”地區發展能源產業的區位優勢和資源優勢凸顯，資本和技術大量涌入，帶動整體區域發展呈現“年輕期”特征的高速發展勢頭。但總體來看，鑒于目前資源開發強度高速增長趨勢和該地區生態環境和社會條件的限制，已經或多或少出現了“資源詛咒”問題的一些前期表征。如果能源產業繼續過快的簡單擴張發展，可能導致產業結構單一和技術同質化。中遠期一旦出現市場需求的重大變化或國內外其他類似地區的競爭，將面臨“資源詛咒”的嚴重后果，并引發整個區域經濟發展進入“衰退期”，這無論對區域自身，還是國家全局來說，都是應謹慎堤防和及早遏止的問題。必須積極借鑒國外資源富集地區的可持續發展的經驗，高度關注區域產業項目經常出現的無序建設、遍地開花、產能過剩的現象，對區域外部同類產業發展保持足夠關注，掌握好投資的方向和節奏，避免出現產業增長但是效益不佳甚至虧損的狀況。

2.2　同質化與差異化發展

一直以來，能源“金三角”地區產業發展缺乏上層統籌規劃，導致三地產業各行其是、無序發展，這是地區產業發展的階段性特征。當前，在我國眾多產業產能嚴重過剩的背景下，寧東、鄂爾多斯、榆林三地在建和規劃能源化工項目也出現了大量的低端同質化問題，未來產能過剩問題日趨嚴重，這嚴重制約了能源“金三角”地區產業的可持續發展。三地產業差異化發展，是推動能源“金三角”地區產業轉型升級的必由之路。

2.2.1　同質化嚴重成為三地產業健康發展的掣肘

近些年，由于我國經濟快速發展帶來的能源需求迅猛增長，寧東、鄂爾多斯、榆林三地的能源開發和能源轉化規模逐步提高。三地產業同質化是地區產業缺乏統籌的結果，有其發展階段性。三地都屬于典型的資源依賴型經濟發展模式，資源環境特征類似，產業發展都處于能源重化工發展階段，在經濟發展過快、地區缺乏統籌規劃的背景下，三地極易走上規模擴張、依賴一次能源的產業發展道路，進而導致同質化問題日趨嚴重，這對于區域中短期內的快速發展起到了重要的推動作用，但從區域長遠發展角度來看，同質化問題將嚴重影響和制約了三地的經濟社會可持續發展。三地產業同質化主要體現在以下兩個方面。

①煤炭資源特色優勢未充分發揮，導致資源的較大浪費。在煤炭外輸和發電方面，榆林焦油產量高的煙煤大部分直接外輸用于直接發電，其高油產率的特性未得到應有利用；鄂爾多斯“高鋁富鎵煤”超過80%外輸，而全部外輸煤利用后未集中提鋁，造成資源較大浪費。在煤炭轉化方面，三地出臺的以就地轉化率配置資源指標等一系列政策助推了煤炭轉化利用產業無序發展和同質化問題；企業也由于缺乏足夠的人才和科研支撐，出于規避風險而放棄高附加值、高技術含量轉化項目，從而導致部分低端轉化項目大規模盲目上馬。

②伴隨同質化的低端無序競爭，產能過剩問題愈加突出。2011年，我國甲醇產能已達4654萬噸，開工率不足48%；2020年能源“金三角”三地甲醇規劃總產能預計達到4000萬噸，其中較目前產能將新增3000萬噸，甲醇產能過剩局面更趨嚴重，見表2-2。而據有關機構研究甲醇下游烯烴產業的產能也出現過剩的勢頭。

從遠期地區經濟和產業健康發展角度看，這種同質化的產業結構是不可持續的，不利于三地產業的結構優化和升級發展，不利于資源型地區的經濟轉型和革命老區的振興，更不利于我國能源的安全穩定供應和經濟、社會、資源的協調可持續開發利用。只有突破制約地區產業同質化的體制、機制障礙，打破約束地區產業升級的桎梏，激活產業發展的內在驅動力，三地產業才能真正走上健康、協調、可持續的發展道路。

2.2.2　能源資源稟賦等為產業差異化提供了基礎條件

近中期改進、遠期摒棄同質化是地區產業升級的現實路徑，產業差異化是三地經濟社會可持續發展的必然要求。通過產業差異化發展，充分利用三地的比較優勢，做強優勢并形成產業核心競爭力，提高地區產業綜合競爭能力。目前三地產業差異化發展具備如下４個主要基礎。

①煤種煤質差異為三地煤炭產業差異化提供了基礎條件。雖然三地共處鄂爾多斯盆地，但由于成煤物質、構造環境、后期變形等原因導致能源種類和特性也有一定差別。鄂爾多斯市東部煤炭為準格爾煤田，以年輕的長焰煤為主，灰分較高、共伴生鋁鎵資源豐富；西部煤炭以鄂托克前旗上海廟煤田為主，包括不黏煤、弱黏煤等，屬優質動力煤、氣化煤；中南部神東煤田，包括長焰煤、弱粘煤，屬優質化工用煤，與榆林中北部神府煤田煤炭煤質特征較為類似。榆林市東北部和東南部的陜北石炭-二疊紀煤田煤炭大多屬中年煤，干餾油產率高，適宜液化和規模化分質轉化。寧東煤田處地質褶曲構造帶，成煤環境復雜，煤質以優質動力煤和煉焦煤為主，適宜大規模氣化、發電等。

②煤油氣稟賦差異為跨行業差異發展和跨行業技術耦合提供技術新思路。鄂爾多斯地區煤、氣儲量豐富，榆林地區煤、油、氣儲量豐富，充分利用煤油氣資源的共有特征，創新煤油氣協調開發利用的新模式，把煤油氣資源礦權疊加問題轉變為產業發展協同優勢，進而推進產業差異化發展。

③其他資源賦差異為三地產業差異化發展提供重要支撐。鄂爾多斯準格爾煤田，是我國特有的“高鋁、富鎵”煤種，煤炭利用后煤灰中的氧化鋁和金屬鎵含量高、分布均勻、儲量大，具有極高的協同開發和回收利用價值，這為發展煤-電/氣化-粉煤灰提鋁的循環經濟產業鏈提供重要基礎。榆林地區含有豐富的巖鹽資源，占全國已探明儲備量的26%，資源開發價值極高，可利用其中氯、鈉發展燒堿和氯堿化工等。三地在結合資源特色等方面初步建設了一批產業項目，這也為三地產業的進一步轉型升級提供重要支撐。

④水資源、外輸通道等條件不同也為三地產業差異化發展提供了支撐。寧東地區水資源相對豐富，鄂爾多斯土地廣闊且臨近黃河，供水條件相對較好，榆林地區水資源供給問題較為突出。鄂爾多斯建成了多條煤運外輸鐵路，外輸通道最好，榆林和寧東外輸通道建設相對滯后。

2.2.3　產業差異化發展重點是因地制宜、因煤而異

實施地區產業差異化發展是解決寧東、鄂爾多斯、榆林三地產業過度同質化問題的重要途徑。三地產業的差異化須立足各自的資源特色、水資源和生態環境特點，在一體化統籌指導下立足優勢分析，發揮各自特色，提高三地的產業發展合力和綜合競爭力。寧東、鄂爾多斯、榆林三地的產業差異化發展應因地制宜、因煤而異。

①因地制宜、突出產業差異化發展重點方向。寧東產業發展整體實力較強、優勢比較明顯，受到的外部威脅較小，具備更多條件開拓性地發展能源產業，繼續做強優勢、做大規模。產業發展以就地轉化為重點，做大做強能源化工產業；以煤電、煤化工和高載能鋁鎂合金為主；煤化工重點發展煤制烯烴、煤間接制油、煤制氣等，重要方向為甲醇、烯烴下游產業鏈、做精做優下游產品。鄂爾多斯產業發展面臨的機遇更大，宜乘勢而上、發揮優勢，推動能源產業深入發展。產業發展以煤炭外輸為重點，打造世界級億噸級礦井群；煤電重點發展高鋁煤、低質煤發電；煤化工重點發展煤制氣、煤直接液化等，重要方向為煤-電-鋁鎵、煤-電-云計算、多能源協同互補等高載能產業。榆林產業發展需更多地克服水資源、通道等產業發展瓶頸，利用后發優勢推動產業穩步發展。產業發展以煤炭外輸為重點，打造國家重要煤炭基地；以煤電、煤化工和金屬鎂冶煉為主；煤化工重點發展煤炭分質轉化、氯堿化工等，重要方向為發揮當地資源優勢，發展煤油氣鹽一體化產業鏈。

②因煤而異、推動特色資源對口高效利用。按照專欄2-2的不同煤質特征的煤炭轉化利用方向為參考標準，指導三地的產業發展。寧東地區灰分高、熱值低的劣質煤和洗選后中煤、煤泥，采用先進煤粉和循環流化床發電技術用于發電；對于灰分、硫分低、化學活性和熱穩定性較高的煤，應用大規模煤炭氣化技術，做長做精煤炭轉化合成產業鏈。鄂爾多斯“高鋁煤”及劣質煤資源宜作為動力煤使用，優先采用循環流化床超臨界機組進行燃燒發電，其中高鋁粉煤灰可采用酸、堿法提取氧化鋁，結合電解鋁制取鋁合金、鋁型材及高純鋁等高附加值產品。低變質的年輕煤適宜大規模制氣，其中氫含量高、灰分低、鏡質組含量高的煤種適宜于直接液化。榆林含油率高的優質塊煤資源采用熱解干餾、分質轉化等工藝提取焦油，焦油加氫后進一步深加工制取柴油重油、石腦油等產品，蘭炭作為產品用于后續電石、摻混發電、氣化、鐵合金等產業原料，實現煤炭資源分級高效利用。

綜上所述，應根據能源“金三角”地區的具體煤炭資源，綜合考慮油氣資源、水資源、環境容量等特點，因地制宜，因煤制宜，選擇適于當地長期可持續健康發展的工藝路線，延長產業鏈條，提高產品附加值，提高資源綜合效率。

2.3　能源資源可持續開發

由于礦區規劃和監管力度不夠，目前“金三角”地區能源開發中出現一系列突出問題，導致資源浪費嚴重，資源回收效率不高。未來能源資源開發，需要對當前科學產能進行全面評價，提出提高科學產能的措施和辦法，從而推進“金三角”地區能源開發逐步走向科學開發的軌道。

2.3.1　能源快速開發過程中存在一系列突出問題

能源“金三角”地區近十年能源產業發展過程中，由于煤炭市場需求旺盛，過分突出煤炭礦產功能和強調資源驅動，引發了一系列問題。

①由于缺少整體規劃，沒有實施資源綜合勘探開發，導致礦權疊加問題嚴重，能源資源開發互相制約，各類能源資源綜合開發效益沒有體現。

②掠奪式開采造成煤炭資源浪費嚴重。整裝資源被人為肢解成小煤礦，開發效率低，棄貧采富、棄瘦采肥、棄難采易現象較為普遍。地方小煤礦開采水平不高，將大量薄煤層、邊角煤丟棄。有的大型煤礦開采方式粗放、超強度開采，導致礦井和礦區服務年限大大縮短。

③煤炭資源開發無序競爭，存在產品結構單一、低水平重復布局和市場無序競爭等現象，導致投資收益下降。

④資源開發管理不規范。邊勘探、邊開發，有的甚至先開發后勘探，各類投資主體搶資源、爭地盤，造成能源資源利用率低。

2.3.2　能源“金三角”地區現有煤炭科學產能約6.5億噸

按生產安全度、生產綠色度和生產機械化程度評價煤礦科學產能。2012三個地區煤炭總產量達到10.2億噸，其中達到科學產能指標的僅為6.5億噸，占比為64%，見表2-3。

①寧東地區。煤炭科學產能3800萬噸，占煤炭產量的60%。14個礦井均屬易自燃礦井，符合生產安全度的約占80%。采取綠色環保開采工藝和生態環境恢復措施礦井占60%。煤層條件較好，機械化程度較高，120萬噸/年以下礦井只有3處，從高效生產角度全部符合科學產能標準。

②鄂爾多斯地區。煤炭科學產能4.16億噸，占煤炭產量的65%。共有易自燃礦井210處，產量4.2億噸，占總產量的70%，符合生產安全度的約占70%。煤炭開采對環境具有一定的負效應，有些礦井并未采取環境保護措施，受環境因素影響的礦井目前占35%左右。多數煤礦煤層賦存穩定、結構簡單，礦井規模普遍較大，沒有30萬噸/年以下礦井，采掘機械化程度、原煤工效、礦井綜合單產和生產管理信息化程度都較高，達到機械化程度標準的產能為4.39億噸，占總產量68.5%。

③榆林地區。煤炭科學產能2億噸，占煤炭產量的62.5%。有易自燃礦井258處，產量3.2億噸，其中符合生產安全度的約占67%。采取綠色環保開采工藝和生態環境恢復措施的礦井約占生產礦井總數的62.5%。多數煤礦賦存條件簡單，采用大型煤機裝備，達到科學產能機械化程度標準的產能為2.14億噸，占67%。

能源“金三角”地區煤炭科學產能占比雖高于全國1/3左右的平均水平，但與基本實現科學開發的目標仍有較大差距，綠色、安全、機械化開采水平仍待提高。

2.3.3　實現煤炭科學開發需大幅增加資金投入

提高煤炭科學產能是我國能源資源發展適應生態文明建設、環境保護的必然要求。根據中國工程院《中國煤炭清潔高效可持續開發利用發展戰略研究》的結論，若三個地區按照晉陜蒙寧甘2030年煤炭科學產能達到83%平均水平計算，則到2020年三個地區需投入645億元方可達到全區水平。若三個地區在2020年達到科學產能90%的目標，則需投入1334億元，見圖2-1和表2-4。

注：*三個地區達到《中國煤炭清潔高效可持續開發利用發展戰略研究》成果中晉陜蒙寧甘地區2030年煤炭科學產能83%平均水平的情景。**三個地區于2020年實現科學產能情景。

三個地區可根據實現科學產能的預期目標以及地方經濟實際，選擇滿足資源可持續發展的科學開發之路。但研究也表明，若不從資金、政策等方面盡早投入，隨著問題的積累、環境的惡化，治理、改造落后產能的投入成本會越來越高。

2.4　能源清潔高效轉化利用

目前能源“金三角”地區能源轉化面臨能源煤炭供需方式粗放、技術創新能力不足、多能協同利用不足、就地轉化率偏低四方面問題，嚴重制約了地區產業的優化升級和綠色低碳發展。通過構建以“潔配度”為標準能源供需體系，可以有效提高商品煤的品質，提高能源裝備利用效率；通過科技創新驅動，推進能源轉化利用過程的清潔高效；通過推動多種能源的協同轉化利用，可以大大提高不同能源的互補優化，提高能源系統整體效率；以供需適配、技術創新、多能協同為支撐，適度提高地區的能源就地轉化率，不僅可以減少不必要的運力和資源浪費，也可以成為推動地區產業轉型升級的重要抓手。

2.4.1　能源轉化面臨清潔高效發展問題

能源“金三角”地區是我國重要的能源化工基地，隨著地區能源開發轉化的規模化發展，能源轉化的系統效率、污染物排放問題愈加突出。提高能源轉化效率目前面臨4大類問題。

①煤炭供需粗放，由此帶來轉化利用能效降低、污染排放增多等問題。能源“金三角”地區煤質條件優越，但煤炭提質洗選加工比例相對較低，煤炭質量波動大，難以與用煤設備要求有效匹配，這是造成當前煤炭消費方式粗放、能效低、污染物排放大的重要因素。通過煤炭提質加工，為不同煤炭用戶提供不同質量的煤炭產品，實現煤炭的分質、分級利用和對口消費，是實現節能減排、提高煤炭資源利用效率的有效方法，節能減排潛力巨大。

②科技創新驅動能力不足。能源“金三角”地區在部分現代煤化工技術和產業示范方面處于國際領先水平，但從產業整體來說，仍存在技術創新不足導致的產業鏈較短、單位產品水耗過高、污染排放嚴重等問題。

③多種能源互補利用不足，由此帶來能源協同優勢不能發揮、能源系統整體效率較低等問題。

④能源就地轉化率偏低。能源“金三角”地區能源以外輸為主，就地轉化率偏低。2013年三地煤炭就地轉化利用1.58億噸，占三地總產量約17%。其中：寧東就地轉化利用0.25億噸，就地轉化率為49.3%；鄂爾多斯就地轉化利用0.7億噸，就地轉化率為12%；榆林就地轉化利用0.26億噸，就地轉化率為9.2%。

2.4.2　供需適配有利于提高煤炭綜合利用水平

煤炭全面提質、質用結合、定向消費，能以最簡單的方式、最少的投入、最有效的措施提高煤炭利用效率，減少無效運輸，減少污染物排放。研究表明，入選1億噸原煤，可減少SO2排放量100萬～150萬噸。發電用煤灰分每降低1%，每度電的標準煤耗減少2～5g，全國每年可減少CO2的排放量約1500萬～3750萬噸。表2-5示出了電廠用煤洗選前后能耗及排放指標對比。

提高煤炭的潔配度是實現商品煤清潔利用，提高煤炭利用效率的重要途徑。研究表明：每億噸標準煤潔配度提高1個百分點，年可節約17萬噸，減排SO2約1.1萬噸，減排CO2約38萬噸。目前中國商品煤潔配度為25%，其中作為鋼鐵原料用煤、化工原料用煤的潔配度為54%，作為燃料用煤的潔配度僅18%；而美國商品煤潔配度高達60%。提高煤炭的潔配度，限制低潔配度煤炭進入流通領域，是實現商品用煤清潔利用、提高煤炭利用效率的有效途徑，節能減排效果貢獻明顯。

2.4.3　技術創新與工程示范是實現煤炭清潔高效轉化的重要支撐

能源“金三角”地區大規模煤炭轉化利用存在技術創新能力不足、產業鏈較短、單位產品水耗過高、污染排放嚴重等問題。研究國內外主要清潔、高效煤炭轉化利用技術，通過對比分析，為能源“金三角”地區產業技術選擇提供借鑒。

①燃煤發電的發展趨勢是機組大型化、高參數。大力發展高參數、大型化的先進高效燃煤潔凈發電技術是提高火電行業平均供電效率的有效途徑。未來先進燃煤發電技術主要包括粉煤超超臨界發電技術、整體煤氣化聯合循環發電技術（IGCC）、超（超）臨界循環流化床（CFB）發電技術。研究表明：從能量轉換效率的角度，IGCC與粉煤超超臨界發電技術的供電效率基本持平，高于CFB發電技術；從環境影響的角度，IGCC的SO2排放量最低，CFB的NOx排放量最低，粉煤超超臨界發電技術的所有環境影響指標略高；從投資成本的角度，粉煤超超臨界燃煤發電技術投資成本最低，而IGCC發電技術由于較為復雜的工藝流程與較為苛刻的工作條件，具有比較高昂的造價；各類技術在成熟度和煤種適用性等方面的表現也不盡相同。能源“金三角”地區是我國重要的煤電基地，應因地制宜、統籌協調發展各類先進燃煤發電技術，率先進入超（超）臨界的大型化、高參數燃煤發電時代。

②因地制宜和有序發展煤炭轉化。煤炭轉化應結合不同煤種、不同技術工藝等，選擇匹配性的產品方向和規模，有序發展。煤制甲烷最關鍵的技術是煤氣化技術和甲烷化技術，下一階段的重點工作是推進煤制甲烷大型化、工程化、低成本。煤制烯烴關鍵是高效率、穩定性，目前國內煤經甲醇制烯烴的工業化技術逐漸走向成熟，但在系統整體效率、開工率和設備的穩定性等方面依舊存在問題，下一階段的重點工作是研制新一代高效催化劑和高效工藝優化。煤炭液化重點是因煤制宜、統籌發展。直接液化煤質要求嚴格，間接液化煤質適應性較廣，兩條技術路線目前都有大規模商業應用和示范，在投資規模、運行復雜程度、產品品質等方面各有優劣，應根據煤質特征及外部條件綜合確定。

③煤分級轉化多級聯產是煤炭轉化重點方向。煤基多聯產技術以煤裂解、氣化為源頭，將多種煤炭轉化工藝進行優化整合，在獲取電力的同時，可生成多種具有高附加值的化工產品（例如，脂肪烴、芳香烴、醇類等），同時裂解氣化獲得的中低熱值煤氣和合成氣還可作為氣體燃料，用于燃氣輪機的高效清潔燃燒。煤分級轉化多聯產技術從整體上考慮煤利用的多個生產工藝，將整體效率最大化，是未來煤清潔利用的重要方向。煤炭部分裂解氣化多聯產技術較氣化技術投資少、操作流程簡單、運行條件溫和，較煤直接燃燒路線又具有整體效率高、經濟性好的優勢。隨著整個系統各環節技術的進一步優化和發展，煤分級轉化多聯產應作為能源金三角地區清潔能源技術的重點考慮方向。選擇適合能源“金三角”地區的煤炭轉化利用技術路線，結合各種技術的經濟對比以及三地的資源特點和技術要求，形成以循環經濟和煤炭資源化綜合利用理念為指導的能源“金三角”技術路線，見圖2-2。

2.4.4　適度提高就地轉化率是提高能效和推動產業轉型的重要途徑

適度提高就地轉化率有利于能源綜合效率的提升。能源“金三角”地區是我國最重要的煤炭生產基地，也是我國最大的煤炭調出區，在目前煤炭洗選比例不高、存在大量低質煤和外輸通道能力不足的背景下，大規模的煤炭外輸不僅造成運力和資源的浪費，也帶來了嚴重的公路運輸安全和交通擁堵等情況，影響當地和周邊居民的正常生產生活。在滿足水資源、生態環境等要求下，適度提高就地轉化率，輸出高載能的二次能源，可從源頭上減少資源浪費，提高綜合能源效率。

適度提高就地轉化率是促進地區經濟發展和產業升級的重要抓手。長期來看，能源“金三角”地區嚴重依賴能源外輸的產業格局不可持續，單一的能源外輸不僅給地區的產業發展帶來潛在市場風險，也可能使地區的發展陷入“資源詛咒”。據測算，就地發電相比于煤炭外輸，解決就業比約為2∶1，對當地GDP的貢獻比約為6∶1，對財政收入的貢獻超過2∶1。適當提高就地轉化率，可以更多的解決當地就業、提高財政收入和促進當地經濟發展，構建更為高效、經濟的產業體系。

2.5　水資源優化配置

能源“金三角”地區可利用水資源有限，用于能源化工轉化的可利用水資源量更為匱乏，且存在水質較差、可利用性低和用水結構不合理、水資源效率低等問題。“開源節流”是突破地區可用水資源不足、提高用水效率、優化能源結構的根本途徑。

2.5.1　地區可利用水資源總體匱乏且較大依賴黃河水

能源“金三角”地區水資源總體匱乏。能源“金三角”地區2013年水資源總量約62.27億立方米，其中寧東地區7.1億立方米、鄂爾多斯市28.47億立方米、榆林市26.7億立方米。區域可利用水資源量37.14億立方米/年，其中寧東地區1.75億立方米/年、鄂爾多斯市21.74億立方米/年、榆林市13.65億立方米/年，見表2-6。總體來說，能源“金三角”單位面積水資源4.7m3/km2，不足全國平均水平的20%；人均可利用水資源895m3/人，不足全國平均水平的一半。

寧東、鄂爾多斯、榆林三地對黃河水依賴較大。三地均屬于沿黃河流域地區，區內黃河主要一級支流共25條，年總徑流量27.35億立方米，黃河及其支流總體上是能源“金三角”地區地下水的最終排泄和補充渠道。寧東位于黃河上游，中心區距黃河僅35km左右，取水便捷，基地可利用的黃河水量為4.56億立方米/年，工業用水主要考慮引用黃河水。鄂爾多斯市是三地中黃河流經最長的地區，黃河初始水權為8.00億立方米/年，約為當地可利用水資源量的30%，沿黃河布局了五大工業園區，工業用水對黃河水依賴很大。榆林市的黃河初始分水指標為8.7億立方米/年，超過當地可利用水資源量的一半。

2.5.2　水資源可利用性不高和用水結構不合理問題突出

三地水資源整體可利用性不高。寧東水資源水質較差，難以利用，資源型缺水與水質型缺水并存，當地可利用水資源量只占水資源量的16.2%。鄂爾多斯地表水多為季節性河流，水流集中在汛期，多為洪水、泥沙多，利用存在較大難度，資源型缺水和工程型缺水并存，當地可利用水資源量只占水資源量的48.6%。榆林市可利用水資源量占水資源量的58.2%，水資源分布呈現總體缺水與局部富水并存特點，部分地區采煤與保水矛盾突出。

三地用水結構不夠合理。寧東作為能源化工基地，工業用水由寧夏回族自治區進行單獨配水，鄂爾多斯、榆林兩市的大部分可利用水資源用于農業灌溉。據統計，鄂爾多斯和榆林市農業用水占可利用水資源的80%左右，遠高出全國62%左右的平均水平。據統計我國每立方米農業灌溉用水從河流湖泊進入田間的滲漏、蒸發等損失超過一半，而能源“金三角”地區干旱少雨、蒸發蒸騰強烈，農業用水效率損失更為嚴重。由于農業用水占比高，工業用水規模有限，這在較大程度上抑制了工業發展空間和規模。

工業用水整體效率有待提高。能源“金三角”工業用水主要用于能源開發和轉化利用，雖然能源“金三角”地區能源開發利用的節水技術在全國處于先進水平，但由于該地區水資源嚴重匱乏，節水技術仍需進一步提高。煤炭開發過程中，同一地質構造地區，采用先進保水開采技術的煤礦單位噸煤耗水不到傳統煤礦的一半；煤電和煤化工等行業仍有大量的水冷卻裝置和采用高耗水工藝，節水潛力仍有較大的提升空間。

2.5.3　可供水量已對三地建成和在建煤炭相關產業規模形成制約

當前三地煤炭及相關產業供水量已經不能滿足建成和在建煤炭開發利用的用水需求。調研發現，寧東、鄂爾多斯、榆林三地可利用水資源中，約12%為工業用水，其中約70%～80%為煤炭及相關產業用水，即目前三地的煤炭及相關產業的可用水資源量分別約為3.80億立方米/年、2.94億立方米/年和1.79億立方米/年。以三地已建成投產和在建的煤炭生產、轉化項目為基準，不同產品耗水標準參考中國工程院《中國煤炭清潔高效可持續開發利用發展戰略研究》中的轉化單位耗水和典型企業的煤炭開發單位耗水，得出三地煤炭及相關產業的當前用水需求量分別為1.47億立方米/年、3.66億立方米/年和2.16億立方米/年，見圖2-3。目前三地，除了寧東以外，鄂爾多斯、榆林滿足煤炭及相關產業已有和在建項目的用水缺口分別為0.72億立方米/年和0.37億立方米/年。

寧東、鄂爾多斯、榆林三地煤炭開發規模大，對地下水資源的消耗和破壞節水潛力巨大。調研發現，全國煤礦開采的平均耗水量約為2.5t水/t煤，而神華神東公司平均耗水量約為0.25～0.40t水/t煤，同地區傳統煤礦平均耗水量約為0.6t水/t煤。以鄂爾多斯2012年產量6.4億噸為例，全部煤礦采用先進保水開采技術，每年可節水超過1億噸。

所以要從根本上解決這些問題，必須采取保水開采技術、降低煤炭開發對地下水資源的破壞，創新用水觀念和優化用水結構、推廣節水技術和開展節水示范，不斷提高水資源利用整體效率和效益。

2.5.4　提高水資源供給能力是保障地區產業規模的必要手段

三地通過跨區域調水、優化用水結構等可以提高煤炭及相關產業供水規模，以滿足發展缺口需求。

圖2-4給出了不同情景下三地煤炭相關產業水資源供需對比。根據調研，寧東、鄂爾多斯、榆林三地規劃到2020年煤炭開發規模分別為1.4億噸、7.5億噸和4.2億噸，對應煤炭及相關產業的用水需求量將達到3.3億立方米/年、4.6億立方米/年和2.7億立方米/年，除寧東以外，鄂爾多斯、榆林較目前的供水能力分別存在約1.7億立方米/年和0.9億立方米/年的水資源缺口。

從地區項目和產業發展角度來說，寧東地區由于水資源單獨配置用于能源化工相關產業，水資源量相對充裕；鄂爾多斯市為了保障已有在建項目和2020年規劃目標的實現，需要通過必要途徑為煤炭及相關產業新增0.7億～1.7億立方米/年的供水能力；榆林市需要新增0.4～0.9億立方米/年的供水能力。

2.6　生態環保與低碳發展

隨著資源開發的加大開發，由于環境規劃和管理工作較為薄弱，目前“金三角”地區能源開發利用引發了一系列生態環境問題。就區域整體來看，土地資源承載力非常強，大氣容量具有一定的承載能力，廢棄物容納能力較大，但是溫室氣體減排將成為未來重要挑戰。

2.6.1　能源開發利用引發的生態環境問題突出

能源“金三角”地區主導產業是能源開發與轉化，高耗能、高排放產業占很大比重，隨著地區能源開發強度增加，更多的廢渣、廢油、廢水、粉塵向土地、大氣和河流排放，致使河流水體中懸浮物增加數十倍，個別礦區生態環境問題較為嚴重。

近年來二氧化硫、氮氧化物、化學需氧量等排放指標明顯提高，完成各級政府下達的約束性節能減排指標壓力很大。

煤炭開采使水資源系統遭到破壞，造成區域含水層水位下降，形成大范圍地下水降落漏斗，直接影響到區域水文條件，長此下去會直接導致采礦區內人畜飲水困難，水利工程破壞，農業、林業、牧業生產受到嚴重影響。采空區面積逐年擴大，造成地震等自然災害頻發。截至目前，榆林煤礦企業形成采空區超過500km2，其中已塌陷面積超過170km2，已懸空面積超過300km2。2004～2012年，榆林地區發生2.0級以上塌陷地震76次，最高震級為3.3級，造成當地土地塌陷、湖泊萎縮、河水斷流、居民房屋受損。

2.6.2　區域土地資源承載力非常強

能源“金三角”地區地處國家中西部過渡地區，地廣人稀，可以有效保障能源化工產業發展用地。

根據國際相關研究成果，城市中滿足人類生存發展和享受的土地需求為人均140～200m2（包括交通、居住、綠化以及日常生活等）。建設部城鎮人均使用面積指標，要求城鎮人均建設用地面積為105～120m2。從表2-7可以看出，寧東地區總面積3483.79km2，總人口15萬人，人口密度為43人/km2（按常住人口計算），人均用地面積23225.27m2；鄂爾多斯市總面積87141.13m2，總人口154.2萬人，人口密度為18人/km2，人均用地面積56511.76m2；榆林市總面積42920.18km2，總人口335.24萬人，人口密度為78人/km2，人均用地面積12803m2。無論是以國內標準還是以國際標準來算，三地的土地相對于現狀人口來說都存在富余，承載力非常強。

2.6.3　區域大氣容量具有一定的承載能力

能源“金三角”地區位于鄂爾多斯盆地北部，平均海拔1300m左右，是我國大風和沙塵暴較多的地區之一，年平均風速為2～4m/s。冬季盛行西北風，春季風速最大，多數地方風速可達4～6m/s。大部分地區每年大風日數10～50天，北部最多可達67.5天。全區地廣人稀，按照《環境空氣質量標準》（GB3095—1996），大氣污染物環境容量還有較大空間。在嚴格限制化工企業遵守廢氣排放標準的前提下，大氣環境容量不會對能源開發利用構成影響。

①寧東基地。“十二五”期間，主要大氣污染物SO2、NOx新增排放量分別為4.13萬噸、11.45萬噸。2015年預計SO2、NOx排放量將達到5.82萬噸、7.63萬噸，排放量分別占全區的16.24%、19.17%，不會對空氣質量造成嚴重影響，大氣環境具有較強的承載力。

②鄂爾多斯。理論SO2環境容量60萬噸/年，國家下發的SO2環境容量指標為20.1萬噸/年。根據鄂爾多斯能源重化工產業規模，如果新建電廠脫硫率按90%、煙塵除塵率按99.5%計算，按低方案預測SO2排放量為8.01萬噸/年，按高方案預測SO2排放量為15.81萬噸/年，均未超過環境容量指標，大氣容量具有一定的承載能力。

③榆林市。理論SO2和NOx環境容量分別為37.99萬噸/年和30.39萬噸/年。預測2015年、2020年SO2排放量分別為25.69萬噸和30.76萬噸，NOx排放量分別為18.87萬噸和27.6萬噸，與理論環境容量還有一定差距，具有一定的承載能力。

2.6.4　區域廢棄物容納能力較大

隨著循環經濟的發展，寧東基地固體廢棄物可以做到全部利用，實現近零排放。礦井水經凈化處理后，可作為原煤生產和洗煤、礦區綠化及煤轉化等用水，實現近零排放。根據目前國家下達的排放指標，寧東廢棄物容納能力可以承載年產1.4億噸原煤的要求，鄂爾多斯廢棄物的容納能力可以承載年產7億噸原煤的要求，榆林市廢棄物容納能力可以承載年產5億噸原煤的要求。

2.6.5　區域溫室氣體減排將成為重要挑戰

能源“金三角”地區的能源開發利用結構以煤為主，該區二氧化碳排放量日益增長，也將面臨越來越大的減排壓力。隨著一些發達國家對碳稅的征收，中國溫室氣體減排的國際壓力在不斷增大。碳稅的征收將使煤炭開發利用成本大大增加，對煤炭及相關產業發展產生重要影響，對煤炭開發利用技術帶來重大挑戰。在溫室氣體減排的大趨勢下，開創一條適合中國國情的低碳化利用之路是能源“金三角”地區今后必須著力解決的重大問題。