煤炭工业协会:国际形势复杂,或现区域性时段性品种性供需失衡
3月30日,中国煤炭工业协会网站发布了《2021煤炭行业发展年度报告》(下称《报告》),《报告》表示,2022年全国煤炭供给体系质量提升、供给弹性增强,煤炭中长期合同覆盖范围扩大,中长期合同履约监管持续加强,市场总体预期稳定向好,煤炭运输保障能力持续提升,预计煤炭市场供需将保持基本平衡态势。但当前国际能源供需形势错综复杂,受安全环保约束、疫情反复、极端天气、水电和新能源出力情况等不确定因素影响,还可能出现区域性、时段性、品种性的煤炭供需偏紧或宽松的情况。
回顾2021年煤炭行业改革发展,《报告》表示,煤炭保供稳价工作取得显著成效;煤炭集约开发布局进一步优化;现代化煤炭产业体系建设取得积极进展; 科技 创新引领能力持续提升;煤炭清洁高效利用步伐加快;煤炭市场化改革稳步推进;矿区生态文明建设成效显著;煤矿安全生产形势持续稳定好转。
《报告》提到,2021年煤炭行业主要经济指标再创新高。全国原煤产量完成41.3亿吨,创 历史 新高。煤炭消费量占能源消费总量比重下降到56%。全国规模以上煤炭企业实现营业收入3.3万亿元,利润总额7023.1亿元。
具体来看,煤炭供应方面,一国内产量创 历史 新高,2021年全国原煤产量41.3亿吨,同比增长5.7%,规模以上煤炭产量企业原煤产量40.7亿吨,同比增长4.7%;二煤炭进口量增加,2021年全国煤炭进口量3.23亿吨,同比增长6.6%,创2013年以来新高,出口煤炭260万吨,同比下降18.4%,煤炭净进口3.2亿吨,同比增长6.8%;三煤炭运转能力提高,全国铁路累计发运煤炭25.8亿吨以上,同比增长8.8%。环渤海七港口发运煤炭8亿吨以上,同比增长8.7%。
煤炭消费方面,据国家统计局数据,2021年煤炭全国煤炭消费量同比增长4.6%。煤炭库存方面,截止2021年12月末,全国煤炭企业存煤5800万吨,较年初增长5.6%。
煤炭价格方面,一煤炭中长期合同制度彰显稳价作用,2021年动力煤中长期合同(5500大卡下水煤)全年均价648元/吨,同比上涨105元/吨,保持相对稳定,发挥了保供稳价“压舱石”作用;二煤炭市场现货价格出现升幅波动,年内价格峰谷差达到1900元/吨左右;三炼焦煤价格大涨,山西吕梁部分主焦煤长协合同全年均价1609元/吨,同比上涨273元/吨,CCTD山西焦肥精煤综合售价全年平均2326元/吨,同比上涨1017元/吨;四国际煤炭市场价格大幅上涨,受能源整体供应紧张,澳大利亚、俄罗斯、印尼煤炭年均离岸价格分别同比上涨133%、116%、138%。
行业效益方面,2021年全国规模以上煤炭企业营收32896.6亿元,同比增长58.3%;利润总额7023.1亿元,同比增长212.7%。固定资产投资方面,煤炭开采和洗选业固定资产投资累计同比增长11.1%。其中民间投资同比增长9.2%。
《报告》总结了未来推动煤炭行业高质量发展的几点思考,一全力做好煤炭安全稳定供应;二积极 探索 煤炭双碳战略发展路径;三深入推进煤炭供给侧结构性改革;四着力提升 科技 创新支撑能力;五纵深推进煤炭产业优化升级;六加快推动煤炭清洁高效开发利用。
校对:刘威
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。
“双碳”背景下煤炭行业高质量发展探讨
欧凯 张宁 吴立新 索婷
(煤炭工业规划设计研究院有限公司)
新中国成立以来,在党中央、国务院的正确领导下,煤炭工业在百业待兴的基础上起步,在艰苦奋斗中前进,在改革开放中发展,尤其是进入新时代以来,行业发展不断实现新突破,取得了举世瞩目的成就。近两年,碳达峰碳中和目标背景下煤炭消费减量,煤炭消费比重下降,煤炭行业发展受到一定影响,同时也给煤炭行业带来转型升级的机遇。
一、煤炭工业具备高质量发展基础
在一代代煤炭人的艰苦奋斗下,煤炭行业从无到有,煤炭工业从小到大、由弱到强,实现了从起步、腾飞到跨越的巨变,作为我国重要的能源基础产业,为国民经济和 社会 发展注入了强大动力。
(一)对国家经济 社会 发展的能源供应保障能力增强
我国煤矿“三机一架”的装备制造能力处在世界前列,年产千万吨综采技术和装备达到世界领先水平。行业持续推动化解过剩产能、淘汰落后产能、建设先进产能,全国煤炭供给质量显著提高。“十三五”期间,全国累计退出煤矿5500处左右、退出落后煤炭产能10亿吨/年以上,安置职工100万人左右,超额完成化解过剩产能目标。截至2020年底,全国建成年产120万吨以上的大型现代化煤矿约1200处,产量占全国煤炭产量的80%左右,其中,建成年产千万吨级煤矿52处,产能8.2亿吨/年。全国年产30万吨以下的煤矿1129处,产能1.48亿吨/年左右。
自新中国成立至2020年底,煤炭行业贡献了约924亿吨煤炭。我国煤炭年产量由 1949年的3432万吨,增加到1978年的6.8亿吨,到2013年的最高点为39.7亿吨,2020年产量为39亿吨,支撑了我国GDP由1978年的3645亿元增加到2020年的101万亿元。煤矿安全法律法规标准体系不断完善,煤矿安全生产责任制度体系不断健全,安全 科技 装备水平大幅提升,安全生产投入大幅增加,煤矿职工安全培训不断强化,促进煤矿安全生产形势有了明显好转。煤炭百万吨死亡率由1978年的9.713下降至2020年的0.059。煤炭安全供应保障能力实现跨越式提升。
(二)具备高质量发展的 科技 创新能力
煤炭行业技术创新体系不断健全完善, 科技 创新驱动发展的能力显著增强。特厚煤层综放开采、煤与瓦斯共采、燃煤超低排放发电、高效煤粉型工业锅炉、现代煤化工技术等达到国际领先水平。充填开采、保水开采、煤与瓦斯共采、无煤柱开采等煤炭绿色开采技术得到推广应用,煤炭资源回收率显著提升。煤矿机械化、自动化、智能化、数字化、绿色化转型全面提速。2020年 ,原煤入洗率达到74.1%,比2015年提高8.2个百分点。矿井水综合利用率、煤矸石综合利用处置率、井下瓦斯抽采利用率分别达到78.7%、72.2%、44.8%。建成400多个智能化采掘工作面,实现了地面一键启动,井下有人巡视、无人值守。采煤、钻锚、巡检等10种煤矿机器人在井下实施作业,71处煤矿列入国家首批智能化示范建设煤矿。
煤炭由单一燃料向燃料与原料并重转变取得新进展。2020年,煤制油、煤制烯烃、煤制气、煤制乙二醇产能分别达到931万吨/年、1582万吨/年、51亿立方米/年、489万吨/年。煤炭上下游产业融合发展,煤电、煤焦、煤化、煤钢一体化发展趋势明显。
(三)不断完善的市场化体系为高质量发展提供制度保障
新中国成立以来,煤炭工业生产力水平不断提升,同时,也在不断进行体制改革 探索 ,从最开始的完全计划经济,到计划经济和市场相结合,再到完全市场化,为国家经济体制和市场化改革提供了实践样本。
我国煤炭工业完成从新中国成立初期的计划经济体制,到改革开放时期的政府定价向市场化定价转变。1993年开始,我国确立了以市场形成价格为主的煤炭价格机制。1994年1月,国家取消了统一的煤炭计划价格,除电煤实行政府指导价外,其他煤炭全部放开。2004年,我国建立煤电价格联动机制,形成电煤价格“双轨制”。2013年,煤炭价格实现完全市场化定价,市场在配置资源中的决定性作用越来越突出。2016年以来,煤炭行业作为推动供给侧结构性改革的试点行业,煤炭上下游企业逐渐建立了中长期合同制度和“基础价+浮动价”的定价机制,发挥了煤炭市场平稳运行“压舱石”和“稳定器”的作用。2021年9月26日召开的国务院常务会议决定,对尚未实现市场化交易的燃煤发电电量,从2022年1月1日起,取消煤电价格联动机制,将现行标杆上网电价机制,改为“基准价+上下浮动”的市场化机制。这意味着,我国将告别已经实行了15年的煤电价格联动机制。
二、“双碳”目标下煤炭高质量发展对能源低碳转型将发挥重要支撑作用
以煤为主的能源资源禀赋,决定了未来相当长一段时间我国经济 社会 发展仍将离不开煤炭。在碳达峰碳中和过程中,仍需要煤炭发挥基础能源作用,为经济 社会 发展提供能源兜底保障。
(一)煤炭是新能源发展的有力支撑
“双碳”目标下,风、光等可再生能源发电成为增量电力供应的主要来源。近年来,我国大力发展新能源技术,非化石能源发电在我国电力结构中的占比显著上升。然而,受气候、天气、光照等人为不可控的自然条件影响,可再生能源供给能力不确定性大,提供的主要是能源量,能源供应和调节能力有限。可再生能源大比例接入电网,给电网的安全稳定运行带来严峻挑战,需要清洁高效的燃煤发电等灵活性电源作为调峰电源平抑电力波动。我国在大力发展风能、太阳能等可再生能源发电技术,逐步提高非化石能源发电占比,持续优化电力结构的过程中,仍需要煤炭煤电的有力支撑。预计到2060年实现碳中和后,燃煤发电装机规模仍需保持3亿至4亿千瓦,年耗煤量3.9 亿吨 6.4亿吨。
(二)煤炭是能源安全的“压舱石”
能源安全稳定供应是一个国家安全的保障和强盛的基石。在国际能源博弈和地缘政治冲突不断加剧的背景下,煤炭依然是国家能源安全的“压舱石”,短期内没有资源能替代煤炭的兜底保障作用。应当深刻认识我国能源资源禀赋、经济 社会 发展要求和能源发展规律。2020年12月21日,国务院新闻办公室发布《新时代的中国能源发展》白皮书,明确提出推进煤炭安全智能绿色开发利用,努力建设集约、安全、高效、清洁的煤炭工业体系,煤炭仍然是我国最经济安全的能源资源。
煤炭具备适应我国能源需求变化的开发能力,具有开发利用的成本优势,煤炭清洁高效转化技术经过“技术示范”“升级示范”已趋于成熟,具备短期内形成大规模油气接续能力的基础,应当充分发挥煤炭在平衡能源品种中的作用,保障我国能源安全。
三、“双碳”目标下煤炭行业迎来高质量发展机遇
“双碳”目标对于煤炭行业既是巨大挑战,也是空前机遇。在挑战与机遇并存下,煤炭行业势必迎来新一轮技术升级和产业转型。煤炭行业由自动化向智能化、无人化迈进,由超低排放向近零排放、零排放迈进。可以预见的是,自2021年到2060年,煤炭在能源消费中的占比将逐步下降,由主体能源转变为基础能源,再由基础能源转变为保障能源,最后转变为支撑能源,也代表着我国煤炭行业将向着绿色智能的方向快速迈进。
(一)依托技术革新,向高质量高技术产业发展
当前煤炭行业正处于第四次煤炭技术革命时期,应当以此次技术革命为契机,推动煤炭产业向着数字化、智能化的新产业和新业态转型。“双碳”目标下,煤炭产量将回归合理规模,走高质量发展、高端发展之路,迈向更加重视生产、加工、储运、消费全过程安全、绿色、低碳、经济的存量时代,走优质、高效、洁净、低耗的能源可持续发展道路。
未来将有更多煤矿采用高效节能的技术和设备,着力建设碳中和示范矿区引领工程,开展余热、余压、节水、节材等综合利用节能项目,持续优化煤炭开发利用工艺、技术和系统性管理,提高煤炭资源开发利用效率。
逐步将煤矿开采由机械化、自动化向数字化升级,打造采掘智能化、井下无人化、地面无煤化,最大限度地减少采煤过程对生态环境的破坏。聚焦“绿色开采、清洁利用、生态治理”的产业方向,构建实时透明的煤矿采运、洗选、治理等数据链条,不断优化智慧决策模型,建设现代化煤炭经济体系,将数字技术融入到煤炭资源的开发、加工、利用全产业链,全面提升煤炭的管理治理水平和综合利用效率。最终步入井下无人、地上无煤的煤炭工业5.0时代,实现深地原位利用,煤、电、气、热、水、油实现一体化供应,以及太阳能、风能、抽水蓄能与煤炭协同开发,基本实现近零排放。
(二)依托生态修复,打造绿色经济新的增长点
在淘汰落后产能的过程中,废弃矿区也在逐渐增加。可以通过矿区生态修复来增加生态碳汇。未来亟需开展全生命周期矿山生态修复理论与技术链,重点包括减沉保水协调开采、充填开采、土壤修复与生物多样性恢复关键技术等。选择适应性强、生长良好的树种和草种进行造林绿化,通过“地貌重塑、土壤重构、植被重建、景观重现、生物多样性重组与保护”工程技术对矿区损毁土地进行修复,改善土壤理化性质,创造新的经济效益,提高土壤碳截获能力,增加植物碳储量。
矿井空间包括矿区地面空间和地下空间。数据显示,我国煤矿塌陷区面积超过两万平方公里,井下空间体积超过156亿立方米,空间利用潜力巨大。例如,以发展煤基综合能源基地为目标,矿井地面空间利用包括发展风、光电站;井下空间利用包括开发抽水蓄能电站、化学储能、地热能开发、二氧化碳封存等。当前矿井空间初步开发,仅包括建设地面光伏电站、井下博览馆等,未来可利用矿井空间发展可再生能源、现代农业、现代医疗等。预计到2030年,我国关闭或废弃矿井将达到1.5万处,大量土地资源被闲置。而与此同时,随着我国光伏产业发展迅猛,可利用建设光伏电站的土地愈发紧缺。因而利用采矿沉陷区进行光伏电站建设,把光伏发电和矿山生态治理相结合,既能解决土地资源有效利用问题,又对生态环境治理具有积极意义。
(三)依托多能互补,建设高效、绿色、经济的综合能源基地
煤炭与可再生能源具有良好的互补性。煤炭与可再生能源在燃烧和化学转化方面的耦合,逐步形成模式,突破了一系列技术难点,为煤炭与可再生能源深度耦合提供了良好基础。同时,煤矿区具有发展可再生能源的先天优势,除了丰富的煤炭资源外,还有大量的土地、风、光等其他资源,采煤沉陷区可为燃煤发电和风光发电深度耦合提供土地资源。煤矿井巷和采空区形成的地下空间,可用于抽水蓄能、井下碳吸附和碳储存、地热能等开发利用。
煤炭企业具备主动发展新能源的条件,可以充分发挥煤矿区优势,以煤电为核心,与太阳能发电、风电协同发展,构建多能互补的清洁能源系统,将煤矿区建设成为地面-井下一体化的风、光、电、热、气多元协同的综合能源基地。
四、结语
立足我国能源资源条件和经济 社会 发展需求,对标“双碳”目标实现,依托 科技 创新和系统性变革,通过高效转化和循环利用,煤炭将更多用于生产煤基高端化工品和碳材料等精品;通过与可再生能源等多元互补,煤矿将成为现代能源供应系统基地;通过充分利用煤矿区地面地下空间和资源,煤矿区将成为清洁能源生产基地;煤炭企业将成为新能源开发的参与者、煤基高端材料和高价值产品的引领者。
冯宇峰,蓝晓梅,张潇卓,王茜颖
(应急管理部信息研究院,北京市朝阳区,100029)
摘 要 系统地分析了韩国煤炭生产、煤矿安全、煤炭消费及进出口、低碳绿色发展与煤炭清洁利用等主要方面。目前韩国的生产煤矿只有5处,产能不足0.8 Mt/a;煤矿安全生产状况已得到极大改善,2018年百万吨死亡率0.8;2018年韩国煤炭消费总量为140.98 Mt,占一次能源消耗总量的29.3%,消费量位居世界第5,进口量位居世界第4,预测2023年韩国的煤炭需求将降至136.8 Mt,到2030年和2040年将分别降至95.0 Mt和71.0 Mt。认为,韩国在煤矿淘汰退出、海外煤炭资源开发以及煤炭清洁利用等方面的有益经验可供我国参考借鉴。
关键词 煤炭生产;煤矿安全;煤炭消费需求;低碳绿色发展;韩国煤炭工业
韩国能源极为贫乏,几乎没有任何化石能源储量,煤炭、石油、天然气等主要能源几乎都依赖进口,能源进口依存度从1981年的75%上升到2018年的93.7%。截至2018年底,韩国国内煤炭探明储量仅为326 Mt,可采储量126 Mt,几乎全部为无烟煤。韩国的煤矿全部为井工矿,2018年有5处煤矿进行生产,年产量不足0.8 Mt。目前,韩国煤炭进口量位居世界第4位,2018年韩国进口煤炭达142 Mt,澳大利亚、印尼、俄罗斯、加拿大和美国等为主要进口来源国[1]。韩国十分注重煤炭高效洁净利用,积极推进清洁高效燃煤发电、工业锅炉节能降耗以及低碳技术的研发和应用。
1 煤炭生产
20世纪90年代以来,韩国本国煤炭产量持续减少,目前仅有江原道和全罗南道2个地区生产煤炭。韩国的煤矿全部为井工矿,有国营和私营2种。随着经济的高速发展和能源需求的不断扩大,韩国煤炭工业在20世纪70年代中期达到巅峰,当时拥有350处煤矿,年产煤炭约24 Mt。从20世纪90年代起,韩国政府实施无烟煤工业合理化计划,关闭缺乏经济活力的小煤矿,短短几年时间里关闭了300多处小煤矿。截至2018年底仅有5处煤矿生产,其中国营煤矿3处、私营煤矿2处,生产规模大于0.5 Mt/a的4处,0.05 ~0.1 Mt/a的1处,煤矿从业人员数量也由20世纪80年代中期的近7万人降至2018年的2 490人。近年来,韩国国内煤炭产量持续下降,政府对煤矿采取的长期战略规划是:支持韩国煤炭公司对国外煤矿控股,大力退出本国煤矿。但为了不使国内唯一丰富的能源资源失去市场、丧失自给自足能力,政府仍会保留几个煤矿长期生产。韩国近40年国内煤炭产量如图1所示[2]。
图1 韩国近40年国内煤炭产量
2 煤矿安全生产
韩国煤矿全部为井工开采,平均开采深度约300 m,个别矿井开采深度达到600 m以上。由于煤层赋存复杂,地质条件恶劣,长期以来韩国煤矿难以实现机械化,生产效率较低。在政府推动下,韩国积极引进国外先进采煤技术和设备,使用斜井开拓,大断面巷道掘进,积极改善煤矿作业环境,推行煤矿现代化,生产效率得到明显提升。韩国近40年煤矿从业人员数量和人工工效变化趋势如图2所示。
图2 韩国近40年煤矿从业人员数量和人工工效变化趋势
随着煤矿生产技术条件和装备设施的改进以及煤矿的大量退出,韩国煤矿安全生产状况已得到极大改善。2018年,韩国煤矿生产事故死亡1人、重伤0人、轻伤5人,分别比1981年的194人、2 599人和3 364人下降99.5%、100%和99.9%;百万吨死亡率0.8、百万吨重伤率0、百万吨轻伤率4.2,分别比1981年的9.8、130.8和169.3下降91.8%、100%和97.5%,如图3、图4、图5所示。
图3 韩国近40年煤矿安全生产事故人数变化情况
图4 韩国近40年煤矿百万吨事故率变化情况
图5 韩国近40年煤矿生产安全事故主要指标变化情况
3 煤炭消费及需求预测
过去几十年中,由于钢铁和发电用煤的大量增加,韩国煤炭消费大大增加,2007-2017年煤炭消费量平均增长率为3.7%,2018年韩国煤炭消费量为126.13 Mtce(百万吨煤当量),成为全球第5
大煤炭消费国,仅次于中国、印度、美国、日本,煤炭进口位居世界第4。
(1)煤炭消费总量。煤炭是韩国的第二大消费能源,随着经济社会的稳步增长,韩国能源消费总量持续增加,煤炭消费总量也在不断增加,但近10年煤炭在韩国一次能源消费结构中的比例却相对比较稳定。2018年韩国煤炭消费总量达126.13 Mtce,占一次能源消耗总量的29.3%,其中无烟煤消费量为9.20 Mt,烟煤消费量为131.78 Mt。在煤炭种类消费方面,20世纪80年代以来,烟煤消费量迅速增加,无烟煤消费量有所减少,无烟煤消费量占煤炭消费总量的百分比由1981年的74.2%下降到2018年的6.5%,如图6所示[3]。
图6 韩国煤炭消费变化趋势
(2)主要用煤行业煤炭消费量。韩国煤炭消费主要为发电和钢铁业。近40年来,无烟煤消费骤减,主要集中在发电、工业、住宅和商业,20世纪80年代,住宅和商业无烟煤消费占无烟煤总消费的85%以上,从90年代开始,住宅和商业无烟煤消费急剧减少,而工业无烟煤消费稳步增加,近几年工业无烟煤消费量占无烟煤总消费量的70%以上。烟煤方面,发电和钢铁业一直是主要用煤行业,2018年发电用烟煤量占烟煤总消费量的68.9%,工业占31.1%,其中钢铁业用烟煤量占烟煤总消费量的26.3%,水泥业烟煤用量较为稳定,近年来始终保持在4~5 Mt/a。总体来看,烟煤消费量远大于无烟煤消费量,2018年烟煤消费量占煤炭消费总量的93.5%;发电和工业(主要为钢铁)用煤占比最高,合计占煤炭消费总量的90.0%左右,2018年发电用煤占煤炭消费总量的57.0%、工业用煤占33.9%。工业用煤当中,烟煤约占85%、无烟煤约占15%,烟煤消费主要来自钢铁业,如图7所示。
图7 韩国主要用煤行业煤炭消费量变化趋势
(3)煤炭需求预测。韩国是亚洲第四大经济体,但世界经济疲软和国际经贸摩擦导致其出口受挫,加之内需疲软、就业形势恶化、旅游收支逆差、贸易保护主义、新冠疫情等因素影响,韩国经济增长持续放缓,近年来韩国GDP年度增长率维持在3%左右,2019年跌至2%,为近10年来最低。此外,一些用电和耗煤行业增速放缓,2019年韩国制造业增速放缓至1.4%,较2018年下降2个百分点,建筑业下滑3.2%,民间消费增速仅1.9%,为2013年以来最低值。韩国经济研究院2019年发布研究报告称,2019-2022年韩国经济增长率将下降到平均2.5%,2023-2030年将下降到平均2.3%,2030年以后则将降为1.0%,报告还称,韩国潜在经济增长率下滑是由于供给部门的生产率低下。
同时,为应对气候变化和环境保护要求,韩国积极开展能源结构调整。2008年9月,韩国通过了“第一个国家能源基本计划”,制定了未来20年国家能源战略的具体目标和实施方案,到2030年将石油、煤炭等化石燃料所占比重由当时的83%降到61%[4]。2017年12月,韩国贸易工业和能源部(MOTIE)宣布了2030年可再生能源计划,将可再生能源在韩国能源结构中的比例从7%提高到20%。2019年6月4日,韩国国务会议确定了“第三个能源基本规划(2019-2040)”,目标将2040年该国的电力结构中可再生能源份额扩大到30%~35%,大幅降低煤炭发电比重。煤炭在一次能源消费的比重将由目前的30%左右大幅下降,预计2030年将再次降至15%~20%。然而近30年来韩国燃煤发电总量是上升的,其中燃煤发电占40%左右,2018年燃煤发电达261.3 TW·h,占总发电量的43.97%,如图8所示。
图8 韩国发电量及燃煤发电占比
据韩国能源经济研究所2019年下半年能源需求预测报告分析,由于新建燃煤电厂的引进效应逐步减弱、发电设施容量下降以及政府防尘政策、限制燃煤发电、核电复苏等原因,也将导致煤炭发电量大幅下降。同时,受钢铁等重点行业增长乏力的影响,工业领域煤炭消费也将大幅下降。因此,在发电和工业(主要为钢铁)用煤占煤炭消费总量近90%的韩国,随着工业用煤需求的持续低迷和发电用煤需求的大幅下降,煤炭整体需求将大幅缩减,2018-2023年,韩国一次能源需求总量将以平均每年1.5%的速度增长,到2023年一次能源需求总量将达到472.9 Mtce;煤炭需求量将以每年0.6%的速度下降,到2023年将降至120.28 Mtce,即136.8 Mt。此外,根据IEA 2019年世界能源展望报告推算,到2030年和2040年,韩国煤炭需求将分别降至95.0 Mt和71.0 Mt,且全部来自进口,按照这一预测,2030年和2040年韩国煤炭需求将分别比2018年下降32.6%和49.6%,年均下降率将达到2.0%以上,如图9所示[5]。
图9 韩国煤炭需求量预测
4 煤炭供应战略与进口
(1)扩大海外煤炭资源开发。为了保证矿产资源的稳定供应,韩国形成了以其政府支撑体系为中心,以有效的合作勘查机制为依托,并以高效开发过程为手段的资源竞争系统,积极推动在海外的资源开发和进口国的多元化。从1996年开始,韩国把目光投向海外市场,扩大海外煤炭资源的开发,政府每年制定年度海外开发推进战略,从金融、技术等方面鼓励和支持国内企业积极开拓国外市场,在不断激烈的国际竞争环境中,将煤炭资源源源不断地从世界各地引进国内。2008年韩国海外开发煤炭资源的进口量占进口总量的24%,2010年达到30%,2013年达到35%。截至2018年底,韩国在海外提供资金建设的煤电装机已达10 392 MW。目前韩国海外煤炭资源开发主要集中在澳大利亚、印尼、俄罗斯、越南、蒙古、加拿大等地,并逐步向东南亚和俄罗斯倾斜,开发地越来越全球化、多元化[6]。
(2)煤炭进口。韩国是世界上较为重要的煤炭进口国,韩国煤炭供应主要依赖进口,2018年韩国煤炭进口149.17 Mt,近几年煤炭进口占煤炭供应比例达99%以上。近年来韩国煤炭进口量始终保持在全球第4位,进口总量约占世界煤炭贸易总额的10%,如图10所示。
图10 韩国煤炭进口总量及增长率变化趋势
韩国煤炭进口主要来自澳大利亚、印尼、俄罗斯、加拿大、美国等国家。其中炼焦煤主要来自澳大利亚,2018年韩国从澳大利亚进口的炼焦煤占炼焦煤进口总量的1/2以上;动力煤主要来自澳大利亚、印尼和俄罗斯,2018年韩国从这3个国家进口的动力煤占动力煤进口总量的79.1%。近年来亚洲地区逐渐成为韩国煤炭进口的主要来源地,但韩国与中国的煤炭贸易额却呈现明显下降趋势。2018年韩国从我国进口炼焦煤仅0.479 Mt,占其炼焦煤进口总量的1.31%,从我国进口动力煤2.046 Mt,占其动力煤进口总量的1.94%。如图11、图12所示。
图11 韩国炼焦煤按国家进口量变化趋势
图12 韩国动力煤按国家进口量变化趋势
5 低碳绿色发展与煤炭清洁利用
韩国非常注重环境保护,从政府到企业、从生产到生活全面贯彻低碳发展理念,政府通过制定限制碳排放的相关政策和相关法律保障低碳经济的实施效果、加强对低碳绿色发展的财政投入,以逐步推进韩国低碳经济发展计划、应对气候变化,并取得了良好效果。煤炭方面,一方面致力于推动减少煤炭在能源消费结构中的比例,一方面大力发展煤炭清洁利用,以减少碳、硫化物和悬浮颗粒物的排放[7]。
20世纪90年代以来,韩国通过改善煤炭终端消费,实现消费向用电、热电联供和集中供热的转变,取得不俗成绩。2018年,韩国煤炭终端消费量46.36 Mtce,比1998年的25.73 Mtce增长80.2%,占煤炭消费总量的36.76%,比1998年的49.91%下降13.15个百分点。可以看出,尽管将煤炭直接作为燃料和动力的终端消费量大幅上涨,但煤炭终端消费占总消费的比重却明显下降,如图13所示。
图13 韩国煤炭终端消费变化趋势
终端能源消费中,电能占比持续提高,这也是韩国实施低碳绿色发展的一项重要成效。电能占终端能源消费的比重代表电力替代煤炭、石油、天然气等其其能源的程度,是衡量一个国家终端能源消费结构和电气化程度的重要指标。2018年,韩国电能占终端能源消费的比重达19.45%,分别比1998年的12.59%和2008年的18.15%提高了6.86和1.30个百分点,如图14所示。
图14 韩国电煤占终端能源消费的比重变化趋势
此外,为大力发展低碳绿色经济、减少碳排放量,韩国政府积极鼓励洁净煤利用技术的研发与应用,主要是纳入了国家《绿色能源产业发展战略》的整体煤气化联合循环发电系统(IGCC),此外还包括加压流化床燃烧、粉煤灰利用、燃烧后处理等项目。
6 对我国煤炭工业的启示
从煤炭工业的发展历程来看,韩国在煤矿淘汰退出、海外煤炭资源开发以及煤炭清洁利用等方面有很多有益做法可供我国参考借鉴。
(1)在煤矿退出方面,尽管两国煤炭工业发展模式有所不同,但政府对煤矿退出的力度和决心都很大。韩国煤矿退出给我国煤炭工业的有益启示主要体现在健全煤矿关闭政策法规、建立完善煤矿关闭技术规范、加大对关闭矿井的扶持力度和重视引导老矿区经济转型及矿工再就业等方面[8]。
(2)在海外煤炭资源开发方面,我国作为发展中国家,正处于大量消耗能源资源支撑经济高速增长的时期,不可能完全依靠本国资源和市场实现国家的现代化,必须参与全球资源配置。特别是煤炭资源,要在立足国内的同时,实施“走出去”战略,寻求和建立境外稳定的煤炭资源供应基地,为维护我国能源资源安全、保障我国国民经济可持续发展提供保障。一是建立专门管理机构,制定长期规划目标及相关政策;二是加强和完善对海外煤炭资源开发的经济援助制度;三是加强煤炭资源信息的收集及服务职能;四是积极开展资源外交战略,加强与煤炭资源所在国之间的合作;五是设立境外煤炭及其他矿产资源风险勘查开发专项资金或基金。
(3)实现碳达峰、碳中和是我国未来相当长一段时间内社会经济发展的重要主题。但“去碳”并不意味着“去煤”,节能降耗和煤炭清洁利用是有效途径。要全面贯彻绿色发展理念,将节约能源、降低能耗、减少污染、增加能效的基本思想贯穿煤炭开采、加工转换和利用整个过程。要限制劣质煤生产和利用,通过干燥、热解等提升低阶煤品质,扩大其应用范围。要严禁高硫、高灰煤直接燃烧,淘汰落后小火电,发展大容量、高参数发电机组和IGCC机组等等。
参考文献:
[1] BP.BP世界能源统计年鉴2020(第68版)[R]. 伦敦:BP,2020.
[2] Korea Coal Association.Energy Information. Korea 2019[R]. Seoul:Korea Coal Association,2020.
[3] 应急管理部信息研究院.世界煤炭工业发展研究(2020)[M].北京:应急管理出版社,2021.
[4] 王显政.当代世界煤炭工业 [M].北京:应急管理出版社,2021.
[5] Korea Energy Economics Institute. Korea mid-term energy demand outlook(2018-2023)[R]. Seoul:Korea Energy Economics Institute,2020.
[6] 范斯聪.2008年以来韩国能源外交的评析与展望 [J].当代韩国,2019,100(1):37-50.
[7] 刘雅君.韩国低碳绿色经济发展研究 [D].长春:吉林大学,2015.
[8] 贺佑国.2019中国煤炭发展报告 [M].北京:煤炭工业出版社,2019.
Analysis of coal production, consumption and utilization in South Korea
FENG Yufeng, LAN Xiaomei, ZHANG Xiaozhuo, WANG Xiying
(Information Institute of Ministry of Emergency Management of the PRC, Chaoyang, Beijing 100029, China)
Abstract This paper systematically explained the specific contents of Korean coal in production, safety, consumption and demand, supply strategy and import, low-carbon green development and clean utilization.At present, there are only 5 coal mines in South Korea, with a production capacity of less than 0.8 Mt/a. The coal mine safety production situation has greatly improved, and the death rate per million tons in 2018 was 0.8. In 2018, South Korea's total coal consumption was 140.98 Mt, accounting for 29.3% of total primary energy consumption. Its coal consumption ranks fifth in the world and coal import ranks fourth in the world. Coal demand will fall to 136.8 Mt in 2023, and to 95.0 Mt and 71.0 Mt in 2030 and 2040, respectively. South Korea has many instructive experiences for reference in terms of coal mine elimination, overseas coal resource development and clean coal utilization.
Key words coal productioncoal mine safetycoal consumption demandlow-carbon green developmentkorean coal Industry
煤炭行业发展现状及趋势是呈现震荡走势,2017年,全国新增煤炭查明资源储量达到815.6亿吨,创近年新高。据自然资源部发布数据显示,2018年,我国新增煤炭查明资源储量较2017年同期有所下滑,全年新增查明储量为556.1亿吨。
据自然资源部统计显示,2013年以来,我国煤炭查明资源储量持续提升。自然资源部发布的《中国矿产自然报告 (2019)》显示,2018年我国煤炭查明资源储量为17085.73亿吨,同比增长2.5%。
从消费量来看煤炭行业发展
从消费量来看,2019年,全球煤炭消费总量为157.86EJ,比上年下降0.6%,这是六年来第四次下降,煤炭在全球一次能源中的比重下降到27.0%,为16年来的最低水平。煤炭消费量排名前十位的国家分别是:中国、印度、美国、日本、南非、俄罗斯、韩国、印度尼西亚、德国和越南。
除中、印、美、日四大煤炭消费国排序不变外,第5到10位排名位次均发生变化。其中越南超越波兰成为第10大煤炭消费国。 世界前十大煤炭消费国中,亚洲独占6席。2019年,中国煤炭消费量占全球总消费量的51.7%,比上年提高1.4个百分点。