长期以来，铁路运输以其运力大、速度快、成本低等优势，一直是煤炭的主要运输方式。在铁路主要干线的货运量中，煤炭长期占据半壁江山，未来，在“公转铁”的大背景下，将会有更多的煤炭通过铁路运输到下游消费区。
“三西”外运通道调运强度加大
数据显示，2000年至2012年铁路煤炭运量持续保持快速增长，从2012年6月开始呈下降趋势，2015年降幅为历史最大。自2016年10月开始，随着下游需求增加，铁路煤炭运量增速同比由负转正，近两年铁路煤炭运量实现快速增长。同时，铁路煤炭运量占全国铁路货运量的比重持续上升，从2000年的41.4%提高到2017年的58.5%，2018年前10个月达到60.1%，为历史峰值。
铁路煤炭运量的增长主要反映出的是电煤为主的动力煤运输量的增长。2018年前10个月，铁路电煤发运量占铁路煤运总量的74.7%，电煤运量占全部煤炭运量的比重从2005年的43.5%提高到2017年的69.2%。
近几年煤炭需求的回暖遇到了铁路货运能力的下降。相关数据显示，国有铁路敞车保有量由2012年的47.7万辆减少到2016年的43.7万辆，2017年少量回升至43.85万辆。敞车占铁路货车总量的比率由2012年的68%下降到2017年的58.3%，这在2017年煤炭运输需求回暖的情况下，限制了铁路煤运能力的发挥。
干支线能力不匹配、卸车点接卸能力不足，除了煤炭运输需求回暖，煤炭生产集中的趋势也给煤炭铁路运输带来挑战。
2016年，煤炭行业开始实行供给侧结构性改革，淘汰落后产能，中东部产能大幅被削减，煤炭供给越来越向山西、陕西、内蒙古、新疆等地区集中。目前我国煤炭调出区主要集中在“三西”（山西、陕西、内蒙古西部）地区，这一区域承担了四分之三以上省区间向外调出的煤炭量。2018年上半年，“三西”地区产量占全国总产量的比重为68%，自2015年以来，“三西”地区产量占比已提高4个百分点。未来，我国煤炭调出增量也主要集中在“三西”地区。
我国煤炭消费地区集中在经济较发达的中东部地区，随着产能向“三西”地区集中，中东部地区消费缺口进一步扩大，给原有的铁路运输格局带来了挑战。安徽、河南、山东、河北等省由传统的煤炭调出省转为调入省；贵州、宁夏煤炭调出量减少；江苏、广东、吉林、黑龙江等省调入规模不断扩大。
“三西”地区产能高度集中加大了铁路运输压力，近两年，在迎峰度夏和冬储部分时段，煤炭运输表现出了区域性和时段性紧张的问题。
铁路运输能力不断提升
2018年国务院印发的《打赢蓝天保卫战三年行动计划》指出，要优化调整货物运输结构，大幅提升铁路货运比例，到2020年，全国铁路货运量较2017年增长30%。在环渤海地区、山东省、长三角地区，2018年年底前，沿海主要港口和唐山港、黄骅港的煤炭集港改由铁路或水路运输；2020年采暖季前，沿海主要港口和唐山港、黄骅港的矿石、焦炭等大宗货物原则上主要改由铁路或水路运输。
事实上，前两年煤炭运输“公转铁”已经开始，而且执行力度越来越大，而《打赢蓝天保卫战三年行动计划》对推进大宗货物运输“公转铁、公转水”，对全国货物运输结构调整进行了进一步的细化。
“公转铁”计划在2018年完成近2.3亿吨煤炭的运力转移，在煤炭需求大致平稳的背景下，铁路运力的压力增加。
为此，铁路部门加快了提高铁路运输能力的速度，计划2018年增加2亿吨的铁路运力，其中煤炭运力1.5亿吨，大部分落在西煤东运沿线。2018年几条西煤东运主线新增运力任务大致如下：大秦线2000万吨、蒙冀线3000万吨、神朔—朔黄线2000万吨、瓦日线3000万吨。
在增运措施的实施下，加上近年来铁路运输和长协计划匹配的加强（即通过直接挂钩发运户平时的发运量，实现以旬计划以及月计划批车，将煤炭旺季运输压力分摊到淡季时间段），煤炭铁路运输阶段性紧张情况得到了缓解，煤炭发运量出现较大增长。
2018年底，中国铁路总公司货运部主任赵峻在某会议上表示，预计2018年国家铁路货运量完成31.98亿吨，同比增加2.8亿吨，增长9.6%。其中，煤炭运量完成16.6亿吨，同比增加1.58亿吨，增长10.5%。2019年国家铁路货运目标将在2018年基础上再增加2.5亿吨，增幅约为7.8%，其中煤炭运输目标增加1.5亿吨。
长远来看，国家发改委、国家能源局发布的《煤炭工业发展“十三五”规划》预计，到2020年，煤炭产量将达到39亿吨，全国煤炭铁路运输总需求在26亿吨至28亿吨之间。考虑铁路、港口及生产、消费等环节的不均衡性，需要铁路年运力30亿吨至33亿吨。预计2020年，煤炭调出省区净调出量为16.6亿吨，其中晋陕内蒙古地区15.85亿吨，主要调往华东、华北、中南、东北地区及四川、重庆。
2018年7月，中国铁路总公司制定的《2018—2020年货运增量行动方案》提出，到2020年，全国铁路煤炭运量达到28.1亿吨，较2017年增运6.5亿吨，占全国煤炭产量的75%，较2017年产运比提高15个百分点。该方案提出，以提高煤炭外运通道能力为着力点，围绕大秦、唐呼、侯月、瓦日、宁西、兰渝六线和山西、陕西、内蒙古、新疆等六大区域为重点，深入挖掘运输潜力。2019年，蒙华铁路投产后，将开行万吨重载列车，形成北煤南运亿吨级大能力货运重载通道。届时，我国将有大秦、唐呼、瓦日、蒙华4条万吨重载铁路通道。
今年1月5日，我国开始实行新的列车运行图，新图实施后，将继续实施“六线六区域”货运增量战略，唐山、天津、董家口等环渤海港口货运集疏运能力得到大幅提升。
据了解，为了《2018—2020年货运增量行动方案》的实施，铁路部门还出台了能力增强措施：2018年到2020年三年新购置机车2510台、货车15.4万辆（2018年铁路总公司新购置敞车3.3万辆），支持重点企业根据需求购置自备车，满足货运增量运输需要；实施专用线建设专项行动，解决铁路门到门运输的“前后一公里”问题；力争到2020年，全国规模以上重点工矿企业、物流园区实现铁路专用线全覆盖。
在多方措施的合力下，未来，铁路运输能力将不断提升，将有更多的煤炭通过铁路运输到下游用户。
铁路直达与铁水联运之间的竞争将长期存在
今年底，世界上一次建成最长重载煤运铁路蒙华铁路预计建成通车，通道规划设计年输送能力为2亿吨，建成运营初期年输送能力达到1亿吨，蒙华铁路的建成将加大铁路直达煤炭运量的比例。当前，相比东部沿海地区，华中地区煤炭运输成本较高，蒙华铁路的建成，将较大幅度缓解华中地区煤炭供应紧张的局面，降低运输成本。
据了解，“三西”地区煤炭外运方式主要是铁水联运和铁路直达。综合比较，晋西北地区至华中地区，经由环渤海港口铁水联运经济性较高，其他地区外运铁路直达优势较为明显。但由于近年来海运费和江运费上涨，铁路直达与铁水联运的总体费用差距逐渐缩小。而《2018—2020年货运增量行动方案》中煤炭运输增量大部分集中在“三西”地区和沿海沿江地区，以及“西煤东运、铁水联运”线路上，未来一段时间内，铁水联运煤炭外运量仍将实现快速增长。
据行业内有关人士预测，今年蒙华铁路建成后，短期内对当前煤炭运输格局影响有限。从生产端来看，蒙华铁路沿线煤矿主要为国家新规划矿区，开发条件、煤质特点、运距等方面均处于劣势，目前开发滞后，原规划的各煤源供应矿区大部分以煤化工、煤电项目的就地转化为主，蒙华铁路建成后，初期可能面临煤源不足的问题。从需求端看，蒙华通道吸引范围有一定局限性，沿线新规划电厂和煤炭储运、中转基地建设推进较慢，对产需运协调发展有一定影响。综合来看，蒙华铁路建成对当前“西煤东运、铁水联运”为主的煤炭运输形势不会有太大的影响。
随着一系列措施的实施，未来铁路煤运逐渐提高能力，运煤专用通道和铁水联用通道集中，铁路运输能力将不断提升。而由于铁路运价机制不灵活，水运价格的波动性大，铁路直达和铁水联运的竞争将长期存在。此外，主要煤运铁路之间的竞争也会加剧，未来鄂尔多斯、榆林地区煤运通道建设和管理体制多样化，国家能源集团、伊泰集团等企业煤运铁路将与主要东西向、南北向通道外运形成竞争，包括大秦铁路与朔黄铁路和蒙冀铁路，以及包西铁路与蒙华铁路等。
我国煤炭的运输规律基本上是“北煤南运”“西煤东调”及煤炭出口。其中，“三西”主要煤运通路的煤炭货运量占全国铁路货物运输总量的90%以上。“三西”外运通道又有北通道、中通道和南通道之分。
北通道主要包括大秦线、丰沙大线、京原线、集通线、神朔黄线等，以动力煤外运为主，主要运输从晋北、陕北和神东煤炭生产基地至京津冀、东北、华东地区以及秦皇岛、京唐、天津、黄骅等港口的煤炭。
中通道主要包括石太线、邯长线等，以炼焦煤和无烟煤外运为主，主要运输从晋东、晋中煤炭生产基地至华东、中南地区以及至青岛港的煤炭。
南通道主要包括太焦线、侯月线、陇海线、西康线、宁西线等，以炼焦煤、肥煤和无烟煤外运为主，主要运输从陕北、晋中、神东、黄陇和宁东煤炭生产基地至中南、华东地区以及至日照、连云港等港口的煤炭。
蒙华铁路
北起内蒙古浩勒报吉站，终点到达江西省吉安市，途经7省区，全长1837公里，规划设计年输送能力为2亿吨。于2012年开工建设，预计2019年全部完工，是世界上一次建成最长的重载煤运铁路。
未来受益于铁路网络改善和蒙华铁路的开通，内蒙古西部、陕西地区煤炭企业，可以将煤炭产品辐射到原有的秦皇岛港等北方港口或者更远的长江流域。
大秦铁路
自山西省大同市至河北省秦皇岛市，横贯山西、河北、北京、天津，是中国“西煤东运”的主要通道之一。
大秦铁路上目前主要运行1万吨级的列车，所使用的货车是专为铁路和秦皇岛港设计的，卸煤时列车并不停下，而是慢速行进过程中，由翻车机自动进行卸煤，卸煤之后，列车通过环形线返回。2018年，大秦线累计完成货物运输量45100万吨，同比增长4.3%。
丰沙大铁路
起于北京枢纽丰台西站，迄于大同西站，全长354公里，年货运能力6500万吨。
丰沙大铁路是华北通往西北地区的一条大干线，也是山西、内蒙古、宁夏煤炭外运的一条重要通路。
瓦日铁路
西起山西省吕梁市兴县瓦塘镇，东至山东省日照港，横贯晋豫鲁三省，全长1260公里，是连接我国东西部的重要煤炭资源运输通道，设计货运能力每年2亿吨。
唐呼铁路
起于河北唐山，终点是内蒙古呼和浩特，是国家能源大通道，主要承担内蒙古西部煤炭外运任务，设计运输能力每年2亿吨。
神朔黄线
自陕西省神木神东煤田东至河北省沧州市的黄骅港，是中国“西煤东运”的第二大通道，由神朔铁路和朔黄铁路组成。
目前神朔黄线已具备2亿吨的年运输能力，煤炭来源主要为神府、东胜、榆林等矿区，集运铁路主要有神朔线和沿线各站。
石太线
东起河北省石家庄市，西到山西省太原市，是山西煤炭外运的主要通道之一，年货运能力7500万吨，能力利用率达97%。煤炭来源主要为西山、离柳、汾西和阳泉等矿区。
太集线
起于南同蒲线修文站，迄于月山站，设置站点51座，在这条线路上平均每20分钟就有1辆运煤列车通过，年运煤量将近1亿吨。煤炭来源主要为西山和沿线的潞安、晋城等矿区。
侯月线
起于山西侯马，迄于河南月山，年货运能力为8000万吨，是晋煤外运的南通道之一。侯月铁路向东的最终点是日照港，是与陇海铁路平行的一条铁路干线，可减轻陇海铁路负担，缩短西北与山东出海口的运距。
煤炭来源主要为韩城、澄合、蒲白、乡宁、晋城等矿区，部分转交新月线至河南、山东或至日照港下水，部分转交焦柳线南下至湖北和湖南。
宁西铁路
起于西安枢纽内新丰镇站，迄于津浦线东葛站（南京），全长1128公里，年货运能力2400万吨。
宁西铁路是宁陕地区通向华东地区的捷径，也是宁东、黄陇、陕北大型生产煤炭基地将煤炭产品运往湖北、湖南、江苏、安徽、上海等地的主要通道。
陇海线
一条从江苏连云港通往甘肃兰州的铁路，1952年建成，是贯穿中国东、中、西部最主要的铁路干线。铁路煤炭主要来源于神府、榆林、黄陵、蒲白、石嘴山等矿区。