煤炭资源供需状况
(一)煤炭资源总量及分布特点
煤炭是我国重要的能源和优势矿种,是能源安全的基础。我国煤炭资源总量丰富,储量居世界第三位,产量居世界第一位。煤炭约占我国矿物能源资源的95%、储量的90%、产量的75%,2007年占我国一次能源消费量的69.5%。我国煤炭资源分布面积达60×104km2,埋深1000m以浅的煤炭资源总量约2.92×1012t。
我国煤炭资源分布广泛,品种齐全,除上海市外,在其他31个省(自治区、直辖市)都有探明储量。我国煤炭资源分布的总体格局是,东部地区煤炭资源主要集中在黑龙江、山东、安徽、河南、河北5省,其他各省(自治区、直辖市)相对贫乏中部地区煤炭资源丰富,山西、陕西和内蒙古3省(自治区)储量丰富西部地区煤炭资源也较丰富。煤炭储量超过1000×108t的为山西(占27%)、内蒙古(占21%)、陕西(占16%)3省(自治区),约占总保有储量的64%。储量在100×108~1000×108t的省(自治区)依次为新疆、贵州、宁夏、安徽、云南、河南、黑龙江、山东、河北。上述12省(自治区)占全国煤炭保有储量的95%。地理分布上具有“北富南贫、西多东少”的特点,煤炭资源与水资源呈逆向分布,西部及北部地区水资源严重短缺,经济发达的东南部地区煤炭资源储量少,供应不足,而经济欠发达地区煤炭储量多,生产区域集中,决定了我国煤炭生产和消费形成“北煤南运、西煤东运”的特点,造成煤炭长途运输紧张、水资源匮乏及生态环境恶化等问题,制约了煤炭资源的开发利用。
(二)煤炭的生产和消费
煤炭是我国能源生产和消费的主体,1978年以来,煤炭在一次能源生产和消费结构中一直占70%左右。2008年产量和消费量分别为27.93×108t和27.40×108t(图5-19)。
图5-19 1990~2008年我国煤炭生产和消费量对比图
图5-20 2006年我国煤炭消费总量中各个行业所占的比重
我国的煤炭生产能保证国内需求,并保持适当出口。1949年煤炭生产3243×104t,1960年3.97×108t,1970年3.54×108t,1980年6.20×108t,1990年达10.80×108t,超过美国,居世界第一位。2008年我国煤炭生产量为27.93×108t,比1949年煤炭产量增长了86倍,新中国成立以来累计生产煤炭超过400×108t。电力、钢铁、化学和建材工业等是主要耗煤部门,发电用煤仍在我国煤炭消费中占主要地位,所占比例超过50%。钢铁、建材和化工等行业也在煤炭消费中占有相当大的比例(图5-20)[89]。据中国工程院根据我国2003年实际消费的煤炭总量预测,预计2010年、2020年全国煤炭需求分别为22.2×108t和25.8×108t[90]。但实际情况是,2007年煤炭消费就达到26.2×108t,2008年达到27.4×108t,比2007年增长4.5%。由于煤炭在我国一次能源中所占的主导地位还将持续一段时间,按照目前大多数预测方案,未来20~30年煤炭生产和消费依然在一次能源中保持60%左右的比例,2030年,煤炭需求量将达到50×108t左右,比中国工程院2006年的预测方案高出一倍。可见,随着我国经济的发展,对能源的需求增长加快,我国油气资源不足,煤炭成为支撑中国能源供应安全的重要能源。但是我国煤炭资源主要分布在西部和北部,产能布局也集中在山西、陕西、内蒙古等12省(自治区)。随着开采年限和开采强度的增加,山东、安徽、河南、河北等省煤炭资源储量大幅度减少,产能下降,煤炭产量将主要集中在山西、陕西、内蒙古等3省(自治区),煤炭运输的压力增大。煤炭开发利用对土地、水资源和大气环境破坏较大。经济建设对煤炭的巨大需求所造成的资源、环境及运输等问题日益严重。
第一节 资源现状
一、含煤地层及煤层和煤质
新疆含煤地层有中石炭统黑山头组,上二叠统扎河坝组,上三叠统塔里奇克组,下侏罗统八道湾组(哈玛沟组,康苏组)及中侏罗统西山窑组(塔什店组、克孜勒努尔组、阳霞组、杨叶组)、八道湾组、西山窑组为主要含煤地层,遍布全疆各煤盆地。塔里奇克组为次要含煤地层,主要分布在库拜煤田。黑山头组,扎河坝组出露在阿勒泰地区吉木乃—富蕴县一带,为局部含煤地层,但煤质变质程度高,黑山头组属贫煤—无烟煤阶段,扎河坝组属瘦煤—焦煤阶段。
八道湾组和西山窑组分布于区内各煤田,分布广、面积大。八道湾组在和什托洛盖煤田含可采煤层3~7 层,可采总厚4.07~13.8米;准东煤田含可采煤层8层,总厚25 米;准南煤田含可采煤层5~25 层,总厚9~48.5 米;吐—哈煤田含可采煤层1~18层,总厚6~31.2米,伊犁煤田含可采煤层4~7层,总厚9~48.5米;塔什店煤田(哈玛沟组)含可采煤层5~8 层,总厚8~10.9米;库拜煤田含可采煤层1~5层,总厚0.8~9.03米。
本组煤种较齐全,以长焰煤、不粘煤、气煤为主,肥煤、焦煤、瘦煤次之。
西山窑组在和什托洛盖煤田含可采煤层12~16 层,总厚8~25.1米;准东煤田含可采煤层2~14 层,总厚5.97~76 米;准南煤田含可采煤层3~55 层,总厚8.8~134.7 米;吐—哈煤田含可采煤层3~25米,总厚14.73~85.75米;伊犁煤田含可采煤层3~12层,总厚8~25.1 米;塔什店煤田含可采煤层6~13 层,平均总厚11米,库拜煤田含可采煤层11层,平均总厚11.88米;
本组煤种以低灰、低硫长焰煤、不粘煤、气煤和贫煤为主,局部为瘦煤、焦煤和肥煤。
塔里奇克组主要分布在库拜煤田,含可采煤层1~13层,可采总厚1~33.7米,为低灰、低硫、肥煤和瘦煤。
二、资源储量
(一)查明资源储量
新疆煤炭资源储量丰富,截至2005 年底,累计查明资源储量1023.04亿吨,其中基础储量133.79 亿吨,资源量889.25 亿吨,约占全国煤炭资源10%,在全国各省区中排第4位。
在已查明储量中,长焰煤、不粘煤和弱粘煤为主,约占已查明储量的91%,其次为气煤、肥煤和焦煤约占8%,高变质的瘦煤、贫煤和无烟煤储量很少。
2005年全区上储量表的煤产地 319 处,其中,大型矿区45处,中型15处,小型259处。
查明储量中大于100亿吨的煤田有4 个,即:准南煤田西段、准东窑头泉、大南湖和沙尔湖。
50~100吨的煤田7 个:乌鲁木齐煤田、吐鲁番七泉湖煤田、艾丁湖煤田、克尔碱煤田、阜康三工河煤田、和什托洛盖煤田、三道岭煤田。
5亿~10亿吨煤矿区6个:乌鲁木齐芦草沟矿区、铁厂沟矿区、艾维尔沟矿区、库仑铁布克矿区、俄霍布拉克矿区、伊北煤矿区。
(二)保有资源储量
截至2005年底,新疆煤炭保有资源储量1008.2 亿吨,其中,储量55.29亿吨,基础储量122.39亿吨,资源量885.82 亿吨,各煤田保有储量详见表4-3-1。
表4-3-1 2003年新疆主要煤田保有储量表 单位:亿吨
从表4-3-1 可知,保有储量最多的是吐哈煤田(45.9%),其次是准南煤田(28.61%),两处合计与全区煤炭储量的74.51%,如果再加上准东煤田(13.84%),达到88.35%。三处煤田集中了全区煤炭储量的88.35%,可见新疆煤炭资源储量的高度集中。
保有储量中,主要煤炭种类是长焰煤占71.74%,其次是不粘煤占18%,气煤6.5%,这3种煤占了总量的96.2%,剩余的其他煤种总共才占3.8%,其中肥煤0.69%、焦煤0.68%,详见表4-3-2。
表4-3-2 2005年新疆保有储量各煤种比例表
(三)煤炭资源地域分布
新疆煤炭资源分布广泛,全疆14 个地(州、市)中有13 个都有煤的分布,只有博尔塔拉州为无煤区。但储量十分集中,天山及其南北坡煤丰,南、北边远地区煤贫,和田、喀什、克孜勒苏州和阿勒泰地区缺煤。哈密地区、乌鲁木齐、吐鲁番地区、昌吉州、塔城地区、伊犁地区和阿克苏地区共占全区保有储量的98.30%,其中哈密大南湖煤田查明保有储量为143.81 亿吨,沙尔湖煤田224.57亿吨,准南煤田西段157.5 亿吨,奇台窝头泉煤田132.68亿吨,都是百亿吨以上的特大煤田。而南疆的和田、喀什和克孜勒苏州三地州只有全区煤炭保有储量的0.15%,阿勒泰也只有全区保有储量的0.05%,详见表4-3-3。
表4-3-3 2005年新疆煤炭资源保有储量地域分布表 单位:万吨
第二节 开发利用现状
新疆煤炭开发利用长期处于稳定增长状态,从1995 年的煤炭生产量2545.2 万吨,发展到2005 年的3942.29 万吨。而经过产业结构调整,淘汰9 万吨/年以下矿井,矿山企业逐年减少,从1995 年的973 个矿山企业,减少到2005 年的586 个,详见表4-3-4。
表4-3-4 新疆煤炭资源开发利用情况一览表
煤炭是自治区固体矿石产量最多的矿种,2005 年生产煤炭3942.29万吨,占全区固体矿石产量45.51%;实现工业产值26.93亿元.煤炭产品13 种,有焦煤、1/3 焦煤、肥煤、气煤、瘦煤、贫煤、弱粘煤、不粘煤、长焰煤、风化煤、未分牌号煤等。
自治区3个国有重点煤矿:乌鲁木齐矿务局、哈密矿务局、艾维尔沟煤矿,2003 年分别生产原煤 412.48 万吨、382.8 万吨、97.94 万吨。总产量为 893.22 万吨,占自治区原煤产量的31.56%,再加上其他国有煤矿,共计生产原煤1364.36 万吨,占到全区原煤产量的48.21%。
2003年原煤生产主要集中在乌鲁木齐、昌吉、哈密、塔城、阿克苏、伊犁、吐鲁番8 个地(州、市)煤炭产量占全区原煤产量的96.8%。其中,原煤产量在500 万吨以上的有乌鲁木齐市、昌吉州;300~500 万吨的有哈密、塔城、阿克苏地区,100 万~300万吨的有伊犁州直属,详见表4-3-5。
表4-3-5 2003年各地(州、市)原煤开发利用情况表
第三节 资源优势及开发潜力与发展前景
一、资源优势
(1)煤炭是新疆的优势资源,储量丰富、远景可观、开发潜力大、发展前景广阔。已查明保有储量1008.2 亿吨,居全国各省(区、市)第4位,2000米以浅煤炭资源预测量18182.3 亿吨,占全国资源预测量的40.5%,居全国各省区之首。准噶尔煤盆地煤炭资源量7600亿吨,吐哈煤盆地资源量5100亿吨,都属世界级资源量5000亿吨以上的10个大型煤盆地之列。
(2)煤炭种类齐全,配套程度高,有褐煤、长焰煤、不粘煤、中粘煤、不粘煤、气煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫煤、无烟煤。以中灰—特低灰、低硫—特低硫、低磷—特低磷的长焰煤,不粘煤和弱粘煤为主,其次为中变质的气煤、肥煤和焦煤。高变质的瘦煤、贫煤和无烟煤少。
中灰—特低灰、低硫—特低硫、低磷—特低磷是优良煤质、浅变质煤是煤炭液化和地下气化,实施煤炭洁净技术的理想煤质。
(3)大型煤田多,储量集中,有利于大规模开发利用,如哈密的煤换电工程,就是依托大南湖大型煤田而建设的。
(4)煤层多,煤层稳定,煤层厚度大,几个主要煤田的煤层总厚度一般都有几十米,100米,最大的可到182.24米。
(5)地质构造简单,地质变动小,煤层产状平缓,有利开发利用。
(6)水文地质条件和工程地质条件相对比较简单。
(7)煤炭资源集中分布于兰新、北疆、南疆三条铁路沿线,交通方便,经济比较发达,外部建设条件好。
二、开发潜力及发展前景
新疆是全国煤炭资源最丰富的省区,远景储量居全国第1 位。煤种齐全,配套性好,开发潜力大,发展前景好。
(一)准东煤田
主要含煤岩组是中侏罗统西山窑组,煤层数多,煤层厚度大,煤层间距小,煤层属稳定—较稳定型。煤层结构较简单,产状较缓,埋藏浅。煤质较好,低灰—特低灰,低磷—特低磷,高发热量,是良好的动力、化工和民用煤。预测资源量3747.6亿吨。
其中探明保有资源储量达13.84 亿吨。区内交通方便地形平坦,易于开发。
(二)准南煤田
区内煤炭资源丰富,有侏罗系下统八道湾组和中侏罗统西山窑组两个含煤组,煤层多,厚度大较稳定,结构较简单,层间距小,保有资源储量达274.30亿吨,预测资源量1831.45亿吨。
煤质较多,煤种齐全,配套性好。这一地区又是新疆工农业,经济较发达地区,交通方便陆路交通四通八达,煤炭开发利用前景广阔,尤其是今后环保型洁净煤开发的优选基地。
(三)和什托洛盖煤田
该煤田范围内,是新疆北部地区煤炭的主产区,含煤地层为下侏罗统八道湾组和中统西山窑组,其中已查明资源储量60.54 亿吨,预测资源量1019.43亿吨。是塔城、克拉玛依、阿勒泰等地煤炭供应基地。开发以民用和动力为主。
(四)吐哈煤田
煤炭丰富,探明储量较多,含煤以侏罗系下统八道湾级和中统西山窑组为主,煤层多,厚度大而稳定,结构较简单,探明保有资源储量440.16亿吨,预测资源量为5305亿吨。
煤质较好,低灰,低硫、低磷,高发热量。煤层埋藏浅,易采,交通方便,是新疆进入内地的门户,为以后环保型洁净煤的良好开发基地。
(五)伊犁煤田
煤层多,厚度大,储量丰富,含煤地层为侏罗系中—下统水西沟群的上、下两个含煤段,保有资源储量23.24亿吨。预测远景资源量4773亿吨。
煤层煤质较好,低灰、低硫、低磷,高发热量,属优质动力、民用煤更适宜开发环保型洁净煤。
伊宁地区与哈萨克斯坦相邻,在煤炭开发上除满足本地区工农业的需求外还可西出国境走向国际市场。开发利用前景看好。
(六)库拜煤田
区内煤炭资源较丰富,已探明保有储量16.37亿吨,预测远景资源量358.7亿吨。
煤质好,煤种较全,低灰、低硫、高发热量,有气、肥、焦瘦等各种煤类型,最适宜做炼焦及动力、化工、民用等多种用途,区内交通便利,煤炭开发利用前景较好。
(七)焉耆煤田
该区内亦有较多的预测远景资源量达594.1亿吨,保有资源量为8.36万吨。属低灰特低硫,高发热量煤,煤种以长焰煤、气煤为主。
煤田含煤岩系为侏罗系中—下统水西沟群的上、下两个含煤段,煤层多,煤层厚度较薄,可采层数较少。
该煤田位于新兴石油工业城库尔勒市的北侧,具有交通便利的优势,是开发环保型洁净煤的有利地区。
(八)其他煤田
除了以上7处主要煤田外,在南疆的塔里木盆地西缘和南缘还分布有一些构造盆地型的聚煤小盆地,如乌恰县托云盆地,阿克陶—叶城零星小盆地,和田地区的杜瓦—布雅盆地和甫鲁—吾鲁克赛、且末—若羌县江格沙依—艾西山间小盆地等。但这些小盆地成煤环境差,煤层少,极不稳定,含煤程度很低均属缺煤地区,可采煤量很小,形不成规模,是煤炭开发利用困难地区,新疆各地区煤田预测储量,详见表4-3-6、表4-3-7。
表4-3-6 新疆各地(州、市)煤炭资源预测资源量表 单位:亿吨
表4-3-7 新疆各煤田(煤矿区)预测储量表 单位:亿吨
第四节 煤炭供需形势与资源配置
一、供需形势
近年来由于石油价格上涨,带动了煤炭需求的增长,2001 年世界产煤45.64亿吨,比上年增长0.31 亿吨。2001 年我国原煤产量11.06 亿吨,从国外进口原煤249 万吨,出口原煤9012 万吨,原煤消费量为12.62亿吨,保持了煤炭的产需平衡。
新疆是我国原煤生产的重要省区之一,排名在第10 位上下。原煤产量以3.5%的增长率稳定增长。2003 年生产原煤3482.9 万吨,工业产值278632.0万元,其中,区内销售2884.9 万吨,调出自治区235.2万吨。消费量3129.7万吨,从区外购进235.2 万吨,进口0.4万吨,保持了产需平衡。
(一)煤炭需求情况
我区煤炭需求主要是火力发电煤消费量大,其次是民用煤和一般工业用煤。后者消费量波动不大,而前者常常是一个地区煤炭消费量增减的主要因素,下面是各地主要火力发电装备的用煤增长情况,详见表4-3-8。
表4-3-8 火力发电用煤增长情况表
(二)自治区煤炭消费量与产量预测
根据多年来我区煤炭产需平衡的状况,这里只对煤炭的产量作了预测,同时对各时段的煤炭储量需求也进行了预测。
2003年新疆煤炭产量3482.9 万吨,以此为基数,以自治区人民政府第十个五年计划中煤炭增长指标6.7%测算,对煤炭储量的需求,以可采系数0.4测算。
(三)各地区煤炭产量预测
各地区煤炭产量预测,采用6.7%的增长率与可预见用煤增长量相结合的方法进行预测。
二、煤炭资源配置
依据上述煤炭产量预测结果,以2003 年矿产储量表中的煤炭基础储量为依据进行配置,以减量法计算剩余储量和保证年限。
(一)自治区煤炭资源配置
自治区“十一五”和“十二五”3个时段的煤炭预测产量分别是:19633.4万吨、27176.4 万吨;对煤炭储量的需求量分别是49084万吨、67941万吨。以此进行资源配置后,还有剩余煤炭基础储量867747万吨,资源量8816310万吨,详见表4-3-9。
表4-3-9 新疆煤炭资源配置表
剩余基础储量还能保证2015 年之后有140 年的服务年限,剩余资源量的保证年限更长。这说明新疆煤炭资源储量丰富,可持续发展潜力大。
(二)各地区煤炭资源配置
全区12个产煤地区,煤炭资源丰、缺不均,相差悬殊,但都能保证“十一五”和“十二五”期间煤炭生产正常增长的配置需求,详见表4-3-10,如果要有重要煤炭建设项目,则应视各地的剩余储量多少进行配置。
根据各地保证“十一五”和“十二五”煤炭储量配置后,剩余储量的多少,以2015年的煤炭预测产量为基数,在不考虑增长因素的情况下,测算了2015 年之后保有煤炭储量(不含资源量)对生产保证年限,其结果以吐鲁番地区最长,为166年,和田地区最短,为17年,这大致说明了各地煤炭资源的丰、缺程度,更表明了各地区保有基础储量和生产规模的适应情况,详见表4-3-11。保证年限短的应加强地质勘查工作,提升煤炭资源量的级别,以保证有足够的煤炭基础储量,满足煤炭生产对资源的需求,或加强普查找矿,发现新的煤炭资源。保证年限长的、开发潜力大、发展前景好,应加大开发力度,积极推进资源优势向经济优势的转换。
表4-3-10 各地区煤炭资源配置表 单位:万吨
续表
续表
表4-3-11 2015年资源量各地区煤炭剩余资源储量表 单位:万吨
三、煤层气资源
(一)资源现状
煤层气是一种非常规天然气资源,是一种高效洁净资源,开发利用煤层气资源不仅改善我国能源结构,改善能源状况,而且能从根本上防止煤矿瓦斯事故,改善煤矿安全条件。我国煤层气甲烷含量大于等于4立方米/吨,据预测,全国埋深2000米以浅的煤层气总资源量为14.34 万亿立方米。新疆煤层气资源2202 亿立方米,居全国第11位。
煤层气在煤层中的储存状态,可分3种形式即吸附气、游离气和溶解气。吸附气是其最主要的存储状态,约占煤层气总量的80%以上,其次为游离气,而溶解气只占煤层气总量的1%左右。
煤层气含气性一般用含气量,甲烷浓度,资源丰度和含气饱和度加以评价。全国平均含气量介于4.0~27.1 立方米/吨之间,平均9.76 立方米/吨,煤层平均甲烷浓度 83.3%~97.0%,平均90.6%,资源丰度为0.06~8.77亿立方米/平方千米,平均为1.15亿立方米/平方千米,含气饱和度平均为45%。
煤储层物性参数主要包括孔隙率、渗透性、吸附—解吸性能和储层压力等。这些特征直接控制煤储层的含气性,影响煤储层渗透性能和煤层气的开采潜力。
新疆主要煤田和煤矿区,主要由侏罗纪的低—中变质阶段烟煤为主,总含气量较低。
(二)煤层气资源勘查开发前景
煤层气资源在全国来说都还处于起步阶段,不管是对资源的研究程度还是矿区的工程程度都很低,还需要做大量基础地质勘查工作后,才能对煤层气的开发利用前景作出全国客观的评价。
对我们新疆来说,煤层气资源的勘查研究程度同样也是很低的,所以要想作好新疆煤层气资源的开发工作,首先就要加强煤层气的基础地质研究工作,深入研究煤层气的控气地质因素,选择较有利的生、储聚气区开展煤层气的资源评价,重点对煤储层特征、渗透率、含气量及其开发利用前景进行分析评价,开展低渗透率煤储层煤层气的开发工艺研究,选择最有利地段,做煤层气地面开采的试验研究工作,取得经验后在全区推广。
椐国内外煤层气勘探开发选区评价参数,比较有利于开发的地区应具备如下条件:
(1)区内煤炭资源丰富,煤层分布面积大,煤层总厚度达8米以上,单层厚度2米以上,厚度稳定。
(2)煤层含气量达到 8 立方米/吨以上,渗透率 0.1 米/天以上。
(3)煤层埋深以300~1000 米为宜,煤层产状平缓,地质构造简单,存储条件好。
(4)距城市较近,便于利用。
根据以上条件,综合分析新疆主要煤田煤层气的赋存条件后认为:新疆的准南煤田、吐哈煤田、伊宁煤田、库拜煤田等4大煤田以及规模较小的准西北和什托洛盖盆地、焉耆盆地都是有着比较好的生、储煤层气条件的地区。这些煤盆地内煤炭资源储量丰富,煤层多,单层厚度大,煤层稳定和较稳定,且分布范围广阔,面积达数万平方千米以上,在这样广大范围的煤盆地中一定会存在一个乃至数个气量丰富、储存较好,适宜煤层气开发的有利区段,这些煤盆地的煤变质程度较低属中—低变质阶段,镜质组最大平均反射率RoX在0.5%左右,显微煤岩组分以镜质组和惰质组为主,生气能力较差,但吸附能力较强,地质构造多数较简单,断层少,产状较平缓,易于煤层气的保存而不易散失等有利煤层气生、储的客观因素。
2020年全球煤炭需求下滑,产量下降,国际煤炭贸易萎缩,煤炭价格在上半年大幅下降。随着欧美发达国家绿色能源替代水平进一步提升,以及亚洲地区相对强劲的经济增长带动的煤炭消费增长,预计未来几年,煤炭出口和消费重心向亚洲转移的趋势将更加明显。
2020年全球煤炭产量有所下降
2017-2019年全球煤炭产量逐年增长,但增速呈现下降趋势,到2019年全球煤炭总产量达到79.21亿吨。2020年,中国煤炭经济研究会初步测算全球煤炭产量同比下降了4%左右,新冠疫情对全球宏观经济的巨大打击进一步导致煤炭产量有所下滑。
美国煤炭产量降幅最大
2020年,在全球16个主要产煤国中,煤炭产量增长的有3个国家(包括中国、印度、越南),其余13国煤炭产量均呈现不同程度的下降。煤炭产量最大的中国,全年产煤量为38.4亿吨,同比增长0.9%排名第二的印度,得益于四季度产量的快速回升,全年产煤7.41亿吨,同比增长0.8%而美国的煤炭产量跌破5亿吨,仅产煤4.89亿吨,同比下降了23.7%,降幅最大。
俄罗斯煤炭出口逆势增长
从出口情况来看,IEA数据显示2017-2019年全球煤炭出口量逐年增长,2019年达到14.36亿吨。2020年新冠疫情对全球煤炭贸易造成较大影响,中国煤炭经济研究会预测2020年全球煤炭出口下降至13亿吨。
2020年,全球煤炭出口量排名第一的印尼全年出口煤炭4.07亿吨,同比下降11.3%其次是澳大利亚,预计全年出口煤炭3.61亿吨,同比下降8.9%排名第三的俄罗斯,在下半年中国强劲煤炭进口需求的拉动下,全年出口煤炭1.93亿吨,同比增长1.7%。
近几年俄罗斯煤炭向中国市场转移趋势明显。过去很长一段时间,西欧是俄罗斯主要出口市场,但随着西欧国家“去煤化”步伐加快,俄罗斯出口西欧的煤炭量快速萎缩,出口重心由西向东转移。
2020年下半年,俄罗斯出口中国的煤炭量达1460万吨,比2019年同期的1090万吨增长了33.9%。俄罗斯政府层面也将加快铁路、港口等物流设施建设,加大煤炭出口向东部转移的步伐,积极拓展亚太区域煤炭市场。
亚洲地区进口消费需求强劲
中国、印度、日本、韩国是全球主要煤炭进口国家。其中中国作为全球最大的煤炭进口国,2020年进口煤炭3.04亿吨,同比增长1.5%印度进口煤炭2.18亿吨,比2019年减少3000多万吨,同比下降了12.4%日本进口煤炭1.74亿吨,同比下降6.8%韩国进口煤炭1.23亿吨,同比下降12.7%。
2020年全球主要煤炭进口国家和地区中,中国、越南、泰国、巴基斯坦和土耳其煤炭进口量实现正增长,其他国家和地区煤炭进口量均呈现不同程度的下降,其中德国的降幅最大,为-27.3%。
整体来看,亚洲市场煤炭进口需求占据主要份额,并在全球宏观经济低迷的情况下,以中国泰国、越南等为代表的亚洲国家依旧能保持逆势增长,市场潜力较大。
煤炭市场发展趋势分析
在欧美市场,绿色可再生能源快速替代煤炭,近几年欧美国家的煤炭消费持续下降,2020年美国可再生能源发电量首次超过燃煤发电量,全年煤炭消费量下降21%欧盟国家煤炭消费量下滑幅度更大,欧盟27国2020年煤炭进口量下降32.7%。
在亚洲市场,例如越南、印尼和南亚的印度、巴基斯坦等国,煤炭消费量还有增长潜力。2020年,越南、巴基斯坦的煤炭进口量均实现正增长,印尼受新冠肺炎疫情影响,煤炭产量和消费量虽然都出现下降,但疫情稍有缓和后,马上加快了燃煤电厂的建设步伐。
从整体来看,全球范围的煤炭出口和消费重心逐渐向亚洲转移趋势明显。
—— 以上数据及分析来源参考前瞻产业研究院发布的《中国煤炭物流行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。
相关部门已经宣布,今年冬天或明年春天的能源供应取得了非常显著的存在。一直以来,我国拥有着十分充沛的自然资源,但是居民对能源的需求量特别高,难免会导致部分资源需要进口。
随着全国各地乃至全球多个国家出现了明显的能源缺口,我国多个省份制定了非常严格的限电方案。这从很大程度导致多个国家的居民需要在合理的范围内使用煤炭和电能,并且他们还要面对价格上升的电费。我国一直都是煤炭消耗大国,无论是工业用电,还是居民用电,都区需要源源不断地通过煤炭发电完成电能的供应。随着气温不断降低,部分地区仍然会使用煤炭供暖,这使得我国居民对煤炭的需求越来越旺盛。
我们一定要了解国内煤炭储存环境和国外煤炭储存环境的差距,虽然我国发现了众多的矿山,并且依靠先进的挖掘技术,保证煤炭的正常挖掘,但并非意味着所有的煤炭都能够被充分利用。更何况,居民的需求量和煤炭的产出并不是一个相同的水平,我国必须进口某一个国家的煤炭。
冬天到来,居民对煤炭的需求量日益增加随着天气日渐寒冷,多个城市早已经完成了供暖,并且多个小区已经获得了非常良好的室内环境。然而,大部分农村居民却需要面对着煤炭价格上涨的状况。部分小村落无法实行集体供暖,居民需要自己点火炉维持室内正常温度!这就从很大程度上增加了人们对煤炭的需求,反而增加了居民额外支出。
总的来说,我国一直都是煤炭需求量大国。不仅工业生产需要大量的煤炭,村民生活用电和供暖同样需要使用煤炭。当煤炭需求量越来越大,这就会形成比较大的市场,利用不同方式保障居民正常使用煤炭。
一、国内外资源状况
(一)世界煤炭资源状况
截至2009年底,全球煤炭探明可采储量8260亿吨,静态可采年限119年。其中,美国、俄罗斯和中国煤炭探明可采储量位居前三位,分别为2384亿吨、1570亿吨和1145亿吨,三国煤炭探明可采储量共计占全球份额的61.8%(表1)。
表1 2009年世界煤炭探明可采储量
资料来源:BP Statistical Review of World Energy,2010
(二)我国煤炭资源状况
截至2009年底,我国煤炭查明资源储量13096亿吨,比上年净增632亿吨,增长5.1%。其中,勘查新增561亿吨矿区数8932个,资源量、基础储量和储量分别为9907亿吨、3189亿吨和1636亿吨炼焦用煤查明资源量为2960亿吨,资源量、基础储量和储量分别为1821亿吨、1139亿吨和579亿吨。炼焦用煤主要集中在山西省,查明资源量和储量分别占全国的52.7%和57.6%。全国煤炭查明资源量增长较大的省(区)包括新疆维吾尔自治区(216.0亿吨)、内蒙古自治区(52.7亿吨)、宁夏回族自治区(12.8亿吨)、贵州省(11.9亿吨)、甘肃省(10.9亿吨)。煤炭储量和查明资源量主要区域分布如图1和图2所示。
图1 2009年我国煤炭储量地区分布
图2 2009年我国煤炭查明资源量地区分布
二、国内外生产状况
(一)世界煤炭生产
2009年,全球煤炭产量为34亿吨标准油当量,煤炭产量位居前七位的国家有中国、美国、澳大利亚、印度、印度尼西亚、俄罗斯和南非,以上7个国家煤炭产量共计占全球总产量的87.1%(表2)。
表2 2009年世界各国家或地区煤炭产量统计
续表
资料来源:BP Statistical Review of World Energy,2010
(二)我国煤炭生产
2009年,我国煤炭产量为30.6亿吨,与2001年相比,产量年均增幅15.2%,平均每年新增产量约2亿吨。与2008年相比,2009年新增煤炭产量3.5亿吨(图3)。
图3 2001~2009年我国煤炭产量统计
三、煤炭需求及展望
(一)世界煤炭资源消费状况
2009年,全球煤炭消费32.8亿吨标准油当量,与上一年相比,减少0.8%。全球主要煤炭消费国家为中国、美国、印度、日本和南非,这5个国家消费总量共计占全球份额的74.9%。其中,中国煤炭消费15亿吨标准油当量,占全球份额的45.9%(表3)。
表3 世界主要国家2009年煤炭消费及生产状况
资料来源:BP Statistical Review of World Energy,2010
注:中国生产和消费数据严重失真,2009年中国煤炭净进口1亿吨,表中对中国数据进行了修正。
(二)我国煤炭资源消费情况
2009年,我国煤炭表观消费量为31.6亿吨,其中净进口1亿吨,由原来的煤炭出口国转变为进口国。以2001年为基期年,煤炭资源表观消费量年均增长18.1%(图4)。
图4 2001~2009年我国煤炭表观消费量统计
四、国内外煤炭贸易状况
(一)世界煤炭贸易情况
受全球经济危机影响,欧美地区煤炭资源需求量萎缩,但以中国为代表的新兴经济体经济企稳恢复较快,对煤炭资源需求量增加,总体平衡了全球煤炭资源需求总量。2009年,全球煤炭出口量与上一年持平,为9.3亿吨,主要出口国家分别为澳大利亚、印度尼西亚和俄罗斯,位居前三位(表4)。
表4 2002~2009年世界煤炭贸易量(出口)
资料来源:www.coalportal.com,IEA
注:*为预测数值。
2009年,全球煤炭进口量与上一年持平,为9.3亿吨。传统进口国家为日本、韩国、印度等亚洲主要经济体。随着中国经济持续发展,从煤炭净出口国转变为净进口国,且增量较大,2009年中国内地进口煤炭1.37亿吨,净进口约1亿吨,成为世界主要煤炭进口大国(表5)。
表5 2002~2009年世界煤炭贸易量(进口/入境)
资料来源:www.coalportal.com,IEA
(二)我国煤炭进出口情况
2009年,我国共计进口煤炭1.32亿吨,进口费用共计109亿美元,分别同比增长3倍和2.9倍。其中,从澳大利亚、印度尼西亚、越南和俄罗斯4个国家进口煤炭超过千万吨,且从俄罗斯进口量由2008年的不到78万吨一跃上升到1208万吨,同比增长15倍(表6)。
表6 2005~2009年我国煤炭进口主要来源
资料来源:中国海关统计年鉴,2005~2009
2009年,我国煤炭出口2240万吨,出口总金额23.7亿元,同比下降51%和55%。主要出口/出境国家和地区中,日本、韩国和我国台湾地区位列前三位,3个国家和地区出口煤炭量和出口金额都占全部出口量和金额的95%。煤炭进出口贸易由顺转逆,从2008年的65.6亿美元贸易顺差变为2009年的79.7亿美元贸易逆差(表7)。
表7 2005~2009年我国煤炭出口/出境主要流向
资料来源:中国海关统计年鉴,2005~2009
图5 2000~2009年我国煤炭进出口情况
五、国内外煤炭价格变化
(一)世界煤炭价格
受全球经济危机影响,世界煤炭价格2009年有所回落。其中,西北欧标价和美国发电用煤到货价下跌约53%和41%受中国、印度等国家对能源强劲需求影响,日本炼焦煤和动力煤到岸价下跌幅度较小,分别为7%和10%(图6)。
(二)我国国内煤炭价格
受经济危机影响,以秦皇岛港口大同优混、山西优混和山西大混为指导价格的煤炭价格分别从2008年7月21日的1050元/吨、980元/吨和870元/吨最高点下降到2009年3月下旬的585元/吨、550元/吨和470元/吨的最低点。随后受国家大规模政策引导,到2009年12月28日,煤炭价格缓慢上升到810元/吨、770元/吨和660元/吨的水平(大同优混、山西优混价格参见图7)。
图6 1990~2009年国际主要市场煤炭价格
图7 2003~2009年国内秦皇岛港口煤炭价格
六、结论
1)2009年,煤炭资源全球供应相对较为平稳,欧美地区受经济危机影响需求有所下降,并拉低煤炭当地到岸价,降幅达50%亚洲地区受中国、印度等国家经济企稳回升的影响,煤炭价格的下降幅度有所减小。总体而言,全球煤炭贸易量与上年基本持平。
2)2009年,受国家大规模经济政策引导,我国国内对煤炭资源需求增速较快,增量较大,大量进口煤炭资源,年度进口量约1亿吨,成为仅次于日本的第二大煤炭资源进口国。国内煤炭产量同比增加3.5亿吨,国内煤炭价格从历史最高位降低一半后缓慢回升到2009年年底的810元/吨水平,总体保持了煤炭行业的健康发展。
(李瑞军)
纵观煤矿行业,发展智能化是大势所趋。在全国工业制造业智能化的浪潮下,煤炭行业作为我国重要的能源行业,其智能化建设直接关系我国国民经济和社会智能化的进程。从实施细则陆续出台,可以看出国家和煤炭、科技行业均对煤矿智能化重视程度很高,推进力度很大。
煤矿市场空间巨大,供给产能难以覆盖需求增长。从智能化煤机制造企业的调研情况来看,当前供给端产能跟不上需求的增长,可以预见的是煤机智能化生产制造将迎来一轮爆发性增长期。
将人工智能、工业物联网、云计算、大数据、机器人、智能装备等与现代煤炭开发深度融合,形成全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测、协同控制的智慧煤矿管理系统。实现煤矿开拓、采掘、运输、通风、洗选、安全、管理等过程的智能化运转。
智慧煤矿管理系统我以我擅长的可视化管理角度给大家看个案例,通过主观视角去充分理解只会煤矿管理的优势和前景。
选煤厂 3D 可视化搭建选煤厂区建筑及生产设备、管线等设施的三维场景,将生产数据采集、安全监测监控与生产时空有机结合,构建了集智能巡检、设备安全监测、预警功能、企业管理于一体的三维可视化管理系统。全方位推动选煤厂精细化管理工作,实现减人增效的目的。
整体场景采用航拍建模方式获取,利用飞机或无人机搭载多台传感器,对选煤厂进行拍摄采集,快速高效获取真实反映厂区情况的数据信息。通过纠正、平差、多视影像匹配等一系列的内业处理操作,最终获得三维模型。航拍建模的成果数据具有地理坐标系信息,可以准确地和 GIS 匹配。
和 GIS 的集成方案中可提供根据经纬度和海拔数据构建漫游线路,让用户以第一人称的视角按照指定线路对厂区进行巡检漫游,Hightopo在制定线路的时候可以参考重点区域或智能化水平较高的区域进行制定,给用户呈现选煤厂重点发展区域以及智能化发展成效。
主厂房设备监控系统通过 3D 效果,1:1 制作 3D 可视化仿真互动模型,并将重介洗煤工艺流程整合融入,将原煤进行洗选加工和综合处理的全过程信息监控。
系统可实时显示重介旋流器、精煤皮带、振动筛、原煤皮带等重要设备的动态数据,当点选不同楼层设备时,自动弹出设备多重信息,创建多参数实时在线监测。
数据信息包括运行设备的振动频率、温度、故障信号、趋势信号等数据,管理人员可通过此功能,进行调用查看设备运行状态、故障属性及导致故障发生的相关联信息历史数据。
通过 2D 和 3D 无缝融合,搭配数据面板以及动画驱动制作了蓄水工艺可视化。场景支持常规的旋转、平移和视角缩放。蓄水工艺包括蓄水、加药搅拌(添加絮凝剂)、放水、泵体放水等操作的演示,营造具有真实沉浸感的体验。
压滤车间负责压滤处理煤泥、回收分离介质水,压滤机负责处理浓缩机底流。传统的压滤生产主要依靠人工操作,需人工查看并判断压榨程度,工作效率低下,产品水分无法得到保证,存在液压系统破损或压滤喷料伤人的安全隐患。
搭建的压滤车间可视化管理系统,通过引擎将压滤车间的压滤机以及楼层分布进行 1:1 还原,可随时查看设备基本信息、运行信息、故障信息等。点击左侧面板压滤机以及楼层展开,即可查看车间楼层分布情况以及压滤机工作状态。
实时监测系统内压滤机状态信息,包括松开、压紧、进料等各进程状态,打破压滤机与压滤机之间、压滤机与智能压滤检测系统相关辅助设备之间的信息孤岛。实现智能压滤检测系统内所有设备及相关信息的统一集中监管,降低岗位巡检工的劳动强度,方便生产监管。
三维仿真的选矿场景,其中包含:选矿漫游(选矿工艺流程)、全场漫游(场景绕场查看)、浓密机和球磨机的启停动画演示、选矿设备的单独查看。当然也支持定制哦~
选矿工艺动画过程,从矿石破碎到筛分再到磨矿、分级等一系列作业的漫游动画,支持拉近视角近距离监控选矿的每一步作业。
搭建 3D 轻量化大型智慧矿山解决方案,根据矿山现场的 CAD 图、鸟瞰图、设备三视图等资料还原外观建模,围绕以数字化开采、高速掘进、智能通风排水供配电、筛煤工艺等内容为主体的三维立体可视化管理系统。
场景初始化后,界面通过自由视角、固定路线对矿山全场景空间进行巡检式漫游,在路径中展示设备及系统信息,漫游线路的制定着重凸显核心区域或智能化发展区域,为用户呈现矿山整体面貌、重点发展区域及智能化发展成效。
实现交互式的 Web 三维场景,可进行缩放、平移、旋转,场景内各设备可以响应交互事件。
针对控制中心页面的建设,运用丰富的可视化图表和动画效果,集成供水、通风、运输、掘锚机运作及井内三维漫游画面,形象的对井下多元应用场景进行详尽的数据解释;可融合智能感知设备数据,实现对矿井的生产环境、工作视角、设备分布、工艺流程、产量走势、巷道划分、设备运行实时状态的真实复现,达到矿井上下透明化管理的目的。
三维立体的巷道监管效果,有利于改善矿山环境及工程实施设计,能将巷道工程变迁情况客观无误的记录和展现。可视化巷道的搭建由点-线-面-单个巷道-多个巷道过渡延伸。点击按键可随意切换工作区视角和井内视角,方便运维人员从不同角度观察到每条巷道的名称、视点位置、设备分布及对应的数据。巷道内部漫游设有前进、倒退等功能,易于实时了解视点位置。此外,增添聚光灯的设计会让巷道整体更加真实,仿佛身临其境。
相较于传统静态模拟图式的通风机房在线监控系统,3D 可视化通风系统能更加生动形象的展现在人眼前,使其内容具有可读性与可控性。两侧 2D 面板数据提供重要运行参数的实时变化和历史趋势查询,提供自定义趋势查看、数据分析、曲线对比等功能,点击场景中的设备可显示设备属性信息。对于超限时状态设备进行及时报警,在短时间内为运维人员提供所需信息要素,提升运维监测效率。
压风自救装备系统在正常生产运作时,可为井下开拓掘进工作的风动工具提供压缩空气动力,满足井下岩石巷道掘进及煤巷支护之需;当发生灾变事故时,工作人员可进入自救装置,打开压气阀进行避灾自救。
将矿井压风系统与 3D 可视化进行有机结合,可对井下用风情况准确掌握。系统将根据设定的井下各指标阈值,自动调整空气压缩机的启动关停、倒机、负荷调控,确保井下恒压供风。健全矿井紧急避险系统的日常维护水平,加强抗灾救灾能力。
为完善瓦斯抽采流程的标准化,可通过可视化系统实现对瓦斯抽采泵、放空管闸阀、管道总闸阀、高低负压闸阀等设备的远程遥控监测。根据井下监测到的抽采泵站工作状态、瓦斯浓度、气体流量、工序能耗等信息通过抽采管路实时上传到监控设备中,提供瓦斯的精准研判,为下一步科学优化抽采设计提供准确分析。
当发现异常测点时,系统将启动自检诊断功能,对危险管段进行迅速定位诊断。在提高瓦斯抽放参数测量的准确性和安全性的同时,还能起到矿井上下全覆盖监测的作用,为矿井“提浓提效、高效抽采、安全生产”奠定基础保障。
通过引擎强大的渲染功能,真实还原采煤机井下运动工况的行进效果,利用可视化图表将采煤机运行的关键数据进行直观呈现。设有记忆割煤、滚筒换向、自动往返及故障诊断的联动控制功能,针对采煤机故障诊断提供切实的数据依据,加速扼杀故障的萌芽。通过地面调度室即可远程遥控操作,由此达成井下少人化作业,加大煤炭资源的开采效率,为采煤机的高效安全生产奠定基础。
针对环境态势、掘采进度、设备运作、工况状态等信息进行高精度实时监测,赋予数据空间属性,使复杂因素可视化。形成一套可被洞察的参考数据,为开采作业监管提供强有力的决策支撑。
随着国家环境保护力度的持续加大及能源消费结构的转型,正倒逼煤炭产业必须走绿色智能的清洁化生产之路,图扑智慧矿山可视化解决方案恰到好处的助力实现低碳循环发展:将各生产线的控制集中于此,各生产环节信息共享、横向协作,辅助运维人员构建自主感知、智能分析、科学决策、集约高效的数字化矿山。
煤炭的需求特别旺盛,因为我们的日常生活以及很多企业的运作几乎都离不开煤炭。煤炭资源的确是不可再生资源,而且也是有限的资源,这也就意味着我们在利用煤炭资源的过程中需要不断提高利用效率,而且也需要节省更多的资源。
虽然我国的煤炭储存量比较大,而且也能够在较短的时间内满足我们的需求,但这并不意味着我们能够长时间保持煤炭资源的稳定性。今冬明春能源保供,取得阶段性的成效,煤炭的需求到底有多旺盛呢?煤炭的需求特别大,这么说的原因有三个:
一、煤炭的用途广泛。
我们的确特别需要煤炭,因为煤炭的确能够运用于越来越广的范围,而且也能够成为更多企业的必备品。我们不仅能够利用煤炭取暖,而且也能够通过煤炭发电。煤炭的用途的确特别广泛,而且也能够满足我们的需要,因此我们离不开煤炭。
二、煤炭无法在短时间内被替代。
我们的需求之所以这么旺盛,也是因为煤炭的确是一种有限而且有价值的资源。我们无法寻找新能源替代煤炭,而且在短期内也无法利用其他的资源。这也就意味着我们需要进一步利用煤炭资源,而且也需要不断增加对煤炭的需求,而这就会导致我们无法放弃对煤炭的利用。
三、煤炭能够产生巨大的效益。
煤炭的确能够造福于人民和社会,并且也能够保障我们的生活质量。我们之所以这么需要煤炭,就是因为煤炭的确能够发挥其应有的价值,并且也能够产生更大的效益,能够让社会变得更加美好,并且也能够让人们的生活更加安定。当我们能够更加有效地利用煤炭时,煤炭就能够成为保障生活质量的资源。
以上就是我的看法。