本文摘要：摘要：煤炭是我国能源体系的基石，长期以来煤炭工业为我国经济社会发展和国家能源安全稳定供应提供了有力保障。回顾了十三五期间，我国煤炭工业在国家供给侧结构性改革和行业高质量发展政策引导下，不断改革行业发展模式，在煤炭消费革命、供给革命、技术革
摘要：煤炭是我国能源体系的基石，长期以来煤炭工业为我国经济社会发展和国家能源安全稳定供应提供了有力保障。回顾了“十三五”期间，我国煤炭工业在国家供给侧结构性改革和行业高质量发展政策引导下，不断改革行业发展模式，在煤炭消费革命、供给革命、技术革命、体制革命、国际合作方面取得的丰硕成果和巨大成绩。分析了在“碳达峰，碳中和”目标下，我国煤炭工业面临的任务和挑战，提出基于我国能源资源禀赋和经济社会发展要求，在未来100年中，煤炭仍将在我国多能互补现代能源体系中扮演稳定器和压舱石的重要角色，以煤矿智能化为标志的煤炭技术革命、技术创新成为行业发展的核心驱动力，煤炭智能绿色开发与清洁低碳利用是发展主题，煤炭低碳利用技术的颠覆性创新将使煤炭成为最有竞争力的能源和原材料资源。要坚定不移地建设智能化煤矿，淘汰落后产能，发展以煤矿智能化支撑的柔性生产供给体系，发挥煤炭为“双碳”兜底、为能源安全兜底、为国家安全兜底的作用，实现新时期、新煤炭、新格局高质量发展目标。
关键词：煤炭工业;高质量发展;“十三五”;煤矿智能化;柔性生产供给体系
煤炭作为我国工业生产原料和最基础能源，是可实现清洁高效利用的最经济、最安全的矿产资源。煤炭工业产业一直发挥能源支柱作用，不仅在国民经济和社会平稳较快发展提供保障，同样对国家能源安全、稳定供应给予支持。“十三五”期间，持续推进供给侧结构性改革作为国家持续推进政策的时代背景下，煤炭工业全面落实能源安全新战略，推进自身消费革命、供给革命、技术革命、体制革命、国际合作，全面实施煤炭绿色开采和清洁高效利用，支撑我国能源结构全面优化和多能互补的现代能源体系建设，促进国民经济和社会的高质量发展。
面对“CO排放力争于2030年前达到峰值，力争2060年前实现碳中和”的目标[4]，煤炭作为我国最重要的基础能源和能源安全的压舱石，必须走智能绿色低碳开发利用创新之路，以煤矿智能化为标志的煤炭技术革命、技术创新成为行业发展的核心驱动力，煤炭资源智能绿色开发与清洁低碳利用是发展主题，技术创新将支撑煤炭资源成为最有竞争力的能源和原材料资源。
1“十三五”煤炭工业发展成效
1.1煤炭消费革命
(1)煤炭清洁高效利用水平大幅提高煤炭消费总量控制效果明显，占一次能源消费总量的比重持续下降，020年占比为6.8。建成了全球最大的清洁煤电供应体系，全面开展燃煤电厂超低排放改造。实现超低排放煤电机组超过亿千瓦，超过.5亿千瓦煤电机组实施节能改造，供电煤耗率逐年降低。在超低排放技术的支撑下，燃煤电厂经过改造后的烟尘浓度达到.78mg/m、SO浓度3mg/m左右、NO浓度1mg/m左右，均优于天然气发电排放标准。
高效煤粉型工业锅炉技术持续创新，拥有自主知识产权，并且实现了产业化的发展。普通燃煤锅炉的燃尽率只有0%，在高效煤粉型锅炉技术的支持下，煤炭达到了8%的高燃尽率，相比于使用天然气的锅炉，污染物排放指标大致相当。同时，关键技术的创新和突破，如洁净煤、节能环保解耦炉具技术大力促进了煤炭清洁而高效的利用[5]。散煤综合治理和煤炭减量替代成效显著，落实《燃煤锅炉节能环保综合提升工程实施方案》，提高锅炉系统高效运行水平。“十三五”期间散煤用量消减超过亿吨。
(2)煤炭转化取得突破推动煤炭从燃料到燃料与原料并重的方向发展是我国煤炭工业很长一段时间以内的着力点。只有推进现代煤化工的发展，改革煤炭利用技术，才能够实现煤炭资源的清洁高效利用。“十三五”期间，我国在大型先进煤气化、煤直接制油、煤间接制油、煤制乙二醇、大型煤制甲醇、煤制烯烃等技术方面取得了重大的突破，大型设备的开发和运用使得煤炭清洁高效转化示范工程顺利实施，我国煤炭转化发展迅速，技术创新和产业化均名列世界前茅。
1.2煤炭供给革命
(1)煤炭供应保障能力显著提升016—2019年，煤炭累计新增查明资源储量2279亿吨。全国煤炭资源开发、生产布局不断优化，资源开发重心逐渐向资源禀赋好、开采条件优、生产成本低的区域转移。2016年至2020年，全国煤炭产量由34.1亿增加到9.0亿，累计生产煤炭184亿吨左右，煤炭生产重心不断优化，逐渐进行产能集中，先进产能比重大幅度提高。煤炭工业向区域集中发展的格局逐渐建立，中西部作为主要产煤区，其战略地位越发凸显[6]，晋陕蒙三省(区)煤炭产量占全国总产量的比重超过70%。
神东、黄陇、宁东、新疆等14个大型煤炭基地产量占比不断提升，全国煤炭资源已经形成从科学规划到高效绿色利用的具有持续发展的新体系。煤炭生产运输协同保障体系逐步完善，煤炭储备体系建设不断健全，初步形成企业社会责任储备为主体、地方政府储备为补充的储备体系。煤炭安全稳定供应保障能力实现跨越式提升，满足了国民经济持续快速发展的需要。
(2)供给侧结构性改革加快大型煤炭基地建设和企业兼并重组不断推进，累计关闭退出落后产能亿吨年左右。全国煤矿数量由改革开放初期的万多处减少到2020年底的4300处左右，增加先进产能亿吨年左右。全国生产煤矿产能亿吨年，平均单井(矿)产能提高到110万吨年以上。大型现代化煤矿成为全国煤炭生产的主体。全国建成年产120万吨以上的大型现代化煤矿1200处以上，产量占全国的80%左右，其中，建成年产千万吨级煤矿52处，产能8.2亿吨年;年产30万吨以下的小煤矿数量、产能分别下降到1000处以下、1.1亿吨年左右。
(3)煤炭产业结构不断优化“十三五”期间，2020年我国大型煤炭基地产量占比约为6.6，比015年提高.6个百分点。前家大型煤炭企业产量8.55亿吨，占全国的7.6。1978、2001、2020年我国煤炭企业产量前四名之和占全国煤炭产量比重对比见表所示。产能集中促进了煤炭工业由“速度”为先到“质量”优先的产业转型，尤其是作为供应链最重要的大型煤炭企业集团、大型现代化煤矿，带动作用能力更加突出。
1.3煤炭技术革命
经过“十三五”期间的稳步发展，煤炭科技不断创新，关键技术持续突破。以煤矿智能化开采为引领的煤炭基础理论研究与关键技术、重大装备研制取得新的突破，煤炭清洁高效利用与低碳绿色发展从理念到工程示范和产业化发展取得重大进展，煤炭科技贡献率逐年提高。2020年，全国煤矿采煤械化程度达到78.5%，掘进机械化程度已60.4%，建成约五百个智能化采掘工作面。
1)煤炭地质勘探。以煤矿安全高效生产为重点的煤矿地质保障体系初步形成。
“十三五”以来，地质勘查理论体系不断完善，勘查手段不断创新，尤其是煤炭地质勘关键技术不断突破。在地球物理勘探方面，已经发展成为包括地震、电磁法、测井及综合探测等多个技术系列，开发了井下直流电法、瞬变电磁法、无线电坑道透视、地质雷达、槽波地震、瑞利波等多种物探技术与装备，超前探测距离达到200米，在掘进工作面、回采工作面前方或内部的水、火、瓦斯、顶板、煤尘等灾害地质的超前探测方面，发挥重要作用。煤矿井下反射槽波超前探测技术与装备达到国际领先水平。
在煤矿井下钻探方面，煤矿井下随钻测量定向技术与装备处于国际领先水平，我国自主研发的大功率定向钻进技术与装备创造了顺煤层定向钻孔深度3353米的世界纪录，并实现了煤矿井下随钻测量由“有线传输”向“无线传输”的跨越;研制了针对突出煤层瓦斯抽采钻孔施工的智能化钻探技术装备，在远距离自动控制钻进、遥控自动钻进装备研制方面取得重大突破。
在透明矿井构建(矿山地质信息化)方面，我国的数字化矿山起步较晚，初期以地质信息系统或GIS系统为基础构建，三维空间分析功能较弱。近几年，随着软件技术的进步和国外矿业工程软件在国内的应用范围不断扩大，国内数字矿业软件在功能上取得了长足进步，具备强大的专业矿图编辑、矿山勘探测量数据和资源储量管理、三维矿山建模等功能。
1.2煤炭国际合作
煤炭领域国际程度不断提升，煤炭工业合作成为中美战略对话重要部分，不断与国际能源署、世界能源理事会、世界采矿大会、世界煤炭协会等国际组织深度合作，逐渐与包括俄罗斯、印度、澳大利亚、印度尼西亚、波兰、乌克兰等主要产煤国交流日趋活跃16，逐步从跟随式合作发展到以我为主的国际合作;大型企业发挥资本、管理、技术、装备、人才、产能等优势，推进境外上市、并购重组、产能合作、装备出口，深度融入国际市场，实现互利共赢，既树立了中国煤炭工业的良好形象、促进了友谊，也为“一带一路”战略的实施架设了桥梁。“双碳”目标下的能源格局与煤炭兜底作用面对我国“排放力争于2030年前达到峰值，力争2060年前实现碳中和”的战略目标，煤炭行业将加快调整优化产业结构，进一步向智能、绿色、低碳发展，推进淘汰落后产能1819。
2.1“双碳”目标下能源格局变化
1)我国能源需求仍将保持增长。“十四五”时期及未来一段时间内，同步推进“四化”——工业化、城镇化、信息化和农业现代化，依旧是我国发展重要目标，并会持续处于实现上述目标的关节阶段。在此背景下，能源消费供给关系将更加合理，能源需求将稳步增长。
2019年，我国人均一次能源消费为3.47吨标准煤年，居全球第48位，远低于发达国家。美国、加拿大等发达国家用电量超1000千瓦时，而我国人均用电量刚达到其一半水平。中等收入群体在我国经济发展过程中势必出现消费变化，形成消费升级，而能源作为保障性支撑，其需求与“碳达峰”之间仍有很大发展空间，我国能源消费总量与增速水平见图所示。但是，我国经济发展方式不断转型，从高速发展逐渐转变为健康持续发展，经济发展以人为本，以发展质量为核心，经济增速放缓带来节能减排技术不断进步将使能源利用效率显著提升，能源需求在未来增速将缓慢下降。
2.2“双碳”目标下煤炭面临的挑战
1)面临不利的发展环境。在“双碳”目标下，“去煤化”论调被反复炒作，在短期内仍将作为我国主体能源的煤炭资源被社会舆论诟病和嫌弃。为实现“双碳”战略目标，国家及地方政府势必进行能源资源战略调整，可能会出台一些压缩煤炭产能、降低煤炭相关产业资金投入等政策，使煤炭资源处于不利的发展环境中。2)优质易开发煤炭资源逐年减少。近年来，随着煤炭资源的大规模高强度持续开发，煤炭资源开采深度、灾害程度、开采成本等逐年增加，优质焦煤、化工用煤等储量大幅减少，煤炭资源开采成本增加，老矿区面临资源枯竭转型难题，煤炭资源实现绿色、低碳开发面临技术与经济双重困难。
3)生态硬约束使开采成本大幅度增加。采矿与生态既是矛盾，又可友好协调，生态保护的红线要求煤炭必须绿色开发，建设绿色矿山，充填开采、矸石处理、保水开采、塌陷区治理等现有煤炭资源绿色开发技术普遍存在效率低、效益差等问题，煤炭资源绿色开发势必将大幅增加煤炭开发利用成本，降低煤炭资源价格竞争优势，煤炭资源绿色高效开发技术体系亟待提升。4)煤炭生产和供给模式不适应新发展要求。新时期，煤炭市场多种不确定因素增加，市场对煤炭需求的弹性要求提高，国内煤炭市场供需结构将发生重大改变，煤炭现有生产和供给模式不适应新发展要求，需要建立新型柔性煤炭生产与供给体系。
2.3“双碳”目标下煤炭的兜底作用
1)煤炭依然是我国能源的基石。根据《中国矿产资源报告(020)》，截至019年底，我国煤炭探明资源储量约1.7万亿吨，是我国最丰富的能源。我国的能源资源禀赋决定了煤炭资源在能源结构中的主体地位短期内无以替代，正如习近平同志多次指出：“我们的国情还是以煤为主。在相当长一段时间内，甚至从长远来讲，还是以煤为主的格局，„„还要做好煤炭这篇大文章”。2021年月28日，习主席在两院院士大会和科协大会上的报告中特别肯定了煤炭清洁高效燃烧，提出要从国家最急迫需要和需求出发，在石油天然气、基础原材料、高端芯片、工业软件、农作物种子、科学实验用仪器设备、„„等方面关键核心技术上全力攻关。
3“双碳”目标下煤炭的发展之路
在“双碳目标”背景下，煤炭工业需要在全面落实能源安全的基础上，充分发挥在能源体系中的稳定器和压舱石作用，发展煤炭柔性生产供应体系，适应煤炭消费需求的不确定性，全面推进煤炭的智能绿色开采及清洁高效利用，加快建设以智能、绿色、低碳为特征的现代煤炭工业体系2324，促进煤炭工业高质量发展。
3.1提升以智能化为支撑的煤炭柔性生产供给保障能力
煤矿智能化是新时期煤炭高质量发展的必由之路，建设智能化煤矿，发展以煤矿智能化支撑的柔性生产供给体系，发挥煤炭为“双碳”兜底、为能源安全兜底、为国家安全兜底的作用，实现新时期、新煤炭、新格局高质量发展目标。要将研发重点放到核心基础零部件、工艺和材料方面。如通过突破精准地质信息系统及随掘随采探测技术与装备、智能化无人开采、矿山机器人、煤矿物联网等实现无人采煤。同时通过新一代信息技术构建从集团至矿业公司再至企业的多级大数据中心。通过煤矿开采全过程的数据链条的构建实现煤矿决策的智能化和运行的自动化，促进煤炭的柔性供给。
3.2降低煤炭开发利用能源消耗强度
实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革，对能源生产和消费部门影响较大，提高煤炭企业的绿色发展能力更势在必行。综合利用余热、余压、节水节材等节能项目，采用先进节能技术和装备应用到煤炭开采的各个环节。同时，继续推进二次再热先进高效超超临界煤电技术、清洁高效热电联产技术、特殊煤种超超临界循环流化床等一系列清洁发电技术。我国在煤电低碳发展方面，掌握了百万千瓦超超临界二次再热机组关键技术，600MW超临界循环流化床锅炉关键技术通过产能10万t/a的二氧化碳捕集和封存示范项目的建立减少碳排放，通过已达到国际领先水平的污染物脱除、煤基能源废水处理实现节能环保。
利用CO生产全降解塑料。我国是世界上最大的塑料生产国和消费国，也是最大的塑料原料进口国，充分利用大量的CO制取可全降解的塑料、包括其它的工程塑料、化工新材料、高性能的特种材料等等，可极大地促进我国塑料原料的来源多元化、降低对进口的依赖、并大大降低塑料制品的生产成本，故该路径将来极有可能形成较大规模的产业化。生产合成氨和尿素、特别是合成具有广泛用途的一系列尿素衍生物。合成氨与原料气“脱碳”放出的CO2一起，可生产尿素及其进一步的尿素衍生物，有利于形成一个很完整的化工产业链。
煤炭论文投稿刊物：《煤炭学报》是中国煤炭学会主办的煤炭系统最高水平的综合性学术刊物，现为双月刊，112页。主要刊载与煤炭科学技术相关的基础理论和重大工程研究的理论成果，包括煤田地质学、矿山岩体力学、采矿工程、煤矿安全、环境保护、煤矿机电一体化、煤的加工与利用、煤炭经济研究等领域的学术论文。30多年来，为传播煤炭科学技术起到了重要的作用。
利用CO为原料进行催化加氢，以合成醇类(如甲醇)、脂类、烃类(如甲烷)、酸类(如甲酸)等等的化工原料、进而生产一系列用途广泛的以含氧含碳化合物为主的精细化工品或大宗化工原料。采用高分子合成方法，以CO为原料合成如聚碳酸脂类、橡胶类、染料类、特种溶剂类等等的高价值产品或半成品(进一步加工之原料)„„总之，我们确实要从源头上减排二氧化碳，但将大量的二氧化碳有效转化利用、变废为宝，特别是聚焦于它的化学利用，以高价值的化工品和高性能材料为主要目标产品。要加快研发布局，加大攻关力度;科学地选择目标产品和反应路径，有效降低CO资源化利用的成本。
参考文献(References)
[1]谢和平,吴立新,郑德志.2025年中国能源消费及煤炭需求预测[J].煤炭学报,2019,44(7):19491960.XIEHeping,WULixin,ZHENGDezhi.PredictionontheenergyconsumptionandcoaldemandofChinain2025[J].JournalofChinaCoalSociety,2019,44(7):19491960.
[2]王国法,刘峰，庞义辉，等.煤矿智能化：煤炭工业高质量发展的核心技术支撑[J].煤炭学报2019,44(2):349357.WANGGuofa,LIUFeng,PANGYihui,etal.Coalmineintellectualization:Thecoretechnologyofhighqualitydevelopment[J].JournalofChinaCoalSociety,2019,44(2):349357.
[3]郑德志,任世华.我国煤炭绿色矿山建设发展历程及未来展望[J].煤炭经济研究,2020,40(1):3741.ZHENGDezhi,RENShihua.DevelopmentprocessandfutureprospectsofcoalgreenmineconstructioninChina[J].CoalEconomicResearch,2020,40(1):3741.
[4]刘峰,曹文君,张建明,等.我国煤炭工业科技创新进展及“十四五”发展方向[J].煤炭学报,2021,46(1):115.CAOFeng,CAOWenjun,ZHANGJianming,etal.Currenttechnologicalinnovationanddevelopmentdirectionofthe14thFiveYearPlanperiodinChinacoalindustry[J].JournalofChinaCoalSociety,2021,46(1):115.
作者：王国法1,2，任世华3,4，庞义辉，曲思建，郑德志
转载请注明来自发表学术论文网：http://www.fbxslw.com/jjlw/27671.html
