王慶一

（煤炭信息研究院，北京朝陽(yáng)區(qū)，100029）

開(kāi)啟煤炭工業(yè)新時(shí)代

王慶一

（煤炭信息研究院，北京朝陽(yáng)區(qū)，100029）

認(rèn)為高新技術(shù)的應(yīng)用和管理創(chuàng)新從根本上改變了煤炭工業(yè)面貌。煤炭難以被替代，將重新成為世界第一能源。高產(chǎn)高效提升煤炭競(jìng)爭(zhēng)力。潔凈煤技術(shù)決定煤炭工業(yè)的命運(yùn)，中國(guó)領(lǐng)先世界。

煤炭工業(yè) 煤礦安全 高產(chǎn)高效 潔凈煤技術(shù)

世界煤炭工業(yè)正在經(jīng)歷巨大的變革，進(jìn)入安全、高效、清潔的新時(shí)代。這與我國(guó)現(xiàn)代化息息相關(guān)，中國(guó)應(yīng)該迎頭趕上，開(kāi)拓創(chuàng)新，迎接挑戰(zhàn)，直面變革。

1 煤炭重新成為世界第一能源

1.1 煤炭工業(yè)舊貌換新顏

20世紀(jì)80年代以來(lái)，高技術(shù)的應(yīng)用和管理創(chuàng)新，使煤炭工業(yè)的面貌發(fā)生根本性的變化。勞動(dòng)生產(chǎn)率成倍提高，安全狀況大為改善，生產(chǎn)成本大幅下降。以美國(guó)為例，煤礦全員效率由1980年的1.76 t／ （h·工）提高到2011年的5.03 t／ （h·工），提高1.9倍；百萬(wàn)噸事故死亡率從0.167人降到0.021人，下降98%；按不變價(jià)格計(jì)算的煤炭平均出礦價(jià)下降44%。美國(guó)煤炭工業(yè)概況見(jiàn)表1。

表1 美國(guó)煤炭工業(yè)概況

煤炭工業(yè)已從勞動(dòng)密集變?yōu)橘Y本密集和技術(shù)密集行業(yè)，成為勞動(dòng)生產(chǎn)率提高最快、生產(chǎn)安全的工業(yè)部門(mén)，變得更有競(jìng)爭(zhēng)力和吸引力。

2011年，美國(guó)煤礦事故死亡21人，中國(guó)1973人；中國(guó)事故死亡率0.56人／Mt，為美國(guó)0.021人／Mt的26.7倍。美國(guó)煤炭工業(yè)平均每個(gè)職工年產(chǎn)原煤8810 t，為中國(guó)平均每人年產(chǎn)540 t的16.3倍。中國(guó)原國(guó)有重點(diǎn)煤礦商品煤平均出礦價(jià)70.9美元／t，為美國(guó)37.4美元／t的1.9倍。中、美之間上述三項(xiàng)指標(biāo)的巨大差距，凸顯美國(guó)煤炭工業(yè)領(lǐng)先世界。

1.2 煤炭難以被替代

美國(guó)加州碳研究所的能源生命周期評(píng)估研究得出振聾發(fā)聵的結(jié)論：“化石燃料是世界上比替代能源質(zhì)量更高的能源，儲(chǔ)量正迅速減少，沒(méi)有任何替代能源組合可滿足現(xiàn)今工業(yè)社會(huì)的需求?！?/p>

凈能比 （一次能源生產(chǎn)扣除所投入的能源的凈能量與產(chǎn)量之比）分析表明，目前對(duì)新能源、新技術(shù)的期望過(guò)高。多晶硅光伏電池的凈發(fā)電量是負(fù)值，生物燃料、油砂、油頁(yè)巖、氫能等是低凈能比或負(fù)凈能比替代能源。在電力以煤電為主 （2010年煤電占總發(fā)電量的76.1%）的中國(guó)，純電動(dòng)汽車(chē)既不節(jié)能，也不環(huán)保，CO2排放比燃油汽車(chē)高50%。發(fā)展負(fù)凈能比替代能源和技術(shù)，會(huì)增加能源總消費(fèi)量，還可能帶來(lái)不可接受的環(huán)境問(wèn)題。

另一方面，我國(guó)是世界上少數(shù)幾個(gè)能源以煤為主的國(guó)家之一。幾十年來(lái)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)煤炭的高度依賴，已經(jīng)形成 “碳鎖定”，很難改變。事實(shí)上，近年煤炭占一次能源消費(fèi)量的比重不降反升，從2002年的68.0%上升到2011年的68.8%；煤炭消費(fèi)量極其巨大，2011年達(dá)3570 Mt，占世界的49.4%。2000-2010年，中國(guó)煤炭產(chǎn)量增加1851 Mt，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)同期新增可再生能源開(kāi)發(fā)利用量195 Mt（標(biāo)煤）。

全球能源系統(tǒng)過(guò)渡到可再生能源 （占比從1%增至50%以上）大約需要100年，還需投入比化石能源技術(shù)大得多的巨額投資。例如，2010年，百萬(wàn)千瓦超超臨界煤電機(jī)組每千瓦投資3540元，風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)每千瓦投資9200元，并網(wǎng)光伏發(fā)電每千瓦21900元，離網(wǎng)光伏發(fā)電每千瓦45500元。

發(fā)展替代能源如果政策不當(dāng)，管理不善，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重后果。例如，西南水電開(kāi)發(fā) “大躍進(jìn)”對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的破壞，已經(jīng)不亞于20世紀(jì)60-70年代對(duì)森林的毀滅性砍伐。

風(fēng)力發(fā)電由于并網(wǎng)和消納不暢，2011年棄風(fēng)超過(guò)安裝容量的12%，相當(dāng)于3.3 Mt（標(biāo)煤），風(fēng)電企業(yè)損失50億元。

光伏行業(yè)陷入嚴(yán)重危機(jī)，2011年4季度全國(guó)光伏組件產(chǎn)能利用率跌至35%，2012年12月全國(guó)光伏制造企業(yè)80%陷入停產(chǎn)困境，賽維、英利、尚德等企業(yè)瀕臨破產(chǎn)。制造1 kg光伏電池多晶硅耗電600 k Wh，排放4 kg有毒物質(zhì)。江西賽維年產(chǎn)多晶硅1.5萬(wàn)t項(xiàng)目達(dá)產(chǎn)后，年耗柴油20.9萬(wàn)t，年用電32億k Wh，相當(dāng)于南昌市年用電量的1／4。寧夏石嘴山多晶硅廠排放的四氯化硅和氯化氫，導(dǎo)致周?chē)绮莶簧?/p>

1.3 煤炭重新成為世界第一能源

18世紀(jì)60年代，蒸汽機(jī)的發(fā)明催生近代煤炭工業(yè)的興起。19世紀(jì)，煤炭成為各國(guó)工業(yè)化的動(dòng)力基礎(chǔ)。20世紀(jì)20年代，煤炭占世界一次能源消費(fèi)量的87%。從20世紀(jì)20年代開(kāi)始，世界能源結(jié)構(gòu)發(fā)生重大變化，煤炭逐漸被石油取代。1967年石油占世界一次能源消費(fèi)量的比重上升到40.3%，超過(guò)煤炭占比38.1%居首位。2011年，世界一次能源消費(fèi)量達(dá)12274.6 Mt（油當(dāng)量）其中油、煤、氣占比分別為33.1%、23.7%和30.3%。

據(jù)國(guó)際能源署 《世界能源望2011》和2012年12月18日發(fā)布的 《2012年中期煤炭市場(chǎng)報(bào)告》，如果按現(xiàn)行政策發(fā)展，到2017年，世界煤炭消費(fèi)量將達(dá)43.2億t（油當(dāng)量），接近石油消費(fèi)量44.0億t（油當(dāng)量），到2020年將超過(guò)石油成為世界首要能源。發(fā)電仍將是煤炭需求增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力，潔凈煤技術(shù)將推高長(zhǎng)期煤炭需求，2035年世界煤炭消費(fèi)量將達(dá)54.2億t（油當(dāng)量），發(fā)電占煤炭消費(fèi)量的比重將由2009年的65%上升到2035年的72%。

到2035年，中國(guó)煤炭消費(fèi)量將達(dá)37億t（油當(dāng)量），相當(dāng)于74億t原煤。中國(guó)煤炭消費(fèi)量占世界的比重，2009年為46.7%，2035年占47.9%。

2 煤礦安全持續(xù)改善

100多年以前，英、美等國(guó)煤礦事故頻發(fā)，傷亡慘重。英國(guó)1875年煤礦事故死亡1129人，死亡率達(dá)8.18人／Mt；1925年事故死亡1136人，死亡率4.67人／Mt。美國(guó)1905-1930年煤礦事故每年死亡2000多人。最嚴(yán)重的1907年，事故死亡3242人，死亡率達(dá)8.37人／Mt。

經(jīng)過(guò)多年不懈努力，主要產(chǎn)煤國(guó)家煤礦安全狀況大為改善。20世紀(jì)90年代初，美國(guó)煤礦千人事故死亡率已低于金屬、制造、建筑、農(nóng)業(yè)等20個(gè)行業(yè)，成為一個(gè)相當(dāng)安全的部門(mén)。2011年事故死亡率降到0.021人／Mt。世界第四大產(chǎn)煤國(guó)澳大利亞，2003年實(shí)現(xiàn)煤礦事故零死亡，2008年至今保持零死亡。英國(guó)1999年以來(lái)一直保持煤礦事故零死亡 （1999年煤產(chǎn)量37.1 Mt）。主要產(chǎn)煤國(guó)煤礦事故死亡人數(shù)和死亡率見(jiàn)表2。

值得注意的是，印度煤礦技術(shù)相對(duì)落后，小礦多，但事故死亡率低，2011年為0.11人／Mt，僅為中國(guó)的1／5。

中國(guó)井工煤礦死亡事故的原因主要是瓦斯爆炸和煤與瓦斯突出，冒頂，透水，火災(zāi)和運(yùn)輸?shù)取?/p>

表2 主要產(chǎn)煤國(guó)煤礦事故死亡人數(shù)和死亡率

國(guó)外主要產(chǎn)煤國(guó)家改善煤礦安全的經(jīng)驗(yàn)主要有：

2.1 珍惜生命，強(qiáng)化立法

英、德、美等國(guó)與煤礦安全有關(guān)的法律法規(guī)已有100多年的歷史。世界上最早的煤礦安全立法始于英國(guó)1842年。在美國(guó)，1891年頒布第一個(gè)有關(guān)礦山安全的法律，此后多次修訂或重訂。每次都是在發(fā)生重大事故后社會(huì)輿論促使國(guó)會(huì)修訂或重訂的。1968年11月20日，康蘇爾煤礦瓦斯爆炸事故死亡78人，1969年頒布了新的 《煤礦安全與保健法》，規(guī)定了世界上最嚴(yán)格的安全與保健標(biāo)準(zhǔn)，如井下空氣中煤塵含量不得超過(guò)2 mg／m3。此后，該法又作了重大修改，1977年11月頒布了 《聯(lián)邦采礦安全與保健法》，擴(kuò)大了聯(lián)邦采礦安全與保健局 （MSHA）的職權(quán)，礦工直接參與安全監(jiān)督，加強(qiáng)研究開(kāi)發(fā)及培訓(xùn)，加重違章處罰。

2.2 獨(dú)立監(jiān)督，嚴(yán)格執(zhí)法

國(guó)外主要產(chǎn)煤國(guó)家都設(shè)有獨(dú)立的礦山安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)，這對(duì)于有效執(zhí)法是十分重要的。在美國(guó)，MSHA是執(zhí)法機(jī)構(gòu)，隸屬勞工部，有2260人，其中監(jiān)察員950人 （煤礦監(jiān)察員610人），2012年預(yù)算3.84億美元。各地煤礦監(jiān)察員實(shí)行輪換制，每2年輪換一次，死亡3人以上的重大事故調(diào)查，當(dāng)?shù)乇O(jiān)察員不得參加。

在印度，1952年 《礦山法》規(guī)定，任何與礦山或采礦權(quán)人有直接或間接關(guān)系的人，不得任命為礦山安全監(jiān)察員。安全監(jiān)察員有權(quán)命令關(guān)閉礦井或停產(chǎn)整頓，有權(quán)吊銷相關(guān)人員的專業(yè)資格證書(shū)。

美國(guó)1977年 《采礦安全與保健法》的實(shí)施，起初遭到煤礦主的抵制，認(rèn)為法規(guī)太嚴(yán)。安全監(jiān)察員到煤礦檢查，礦主如臨大敵，持搶 “歡迎”，往往需要聯(lián)邦武裝警察隨行。直到20世紀(jì)80年代末，煤礦漸漸看到實(shí)施該法的好處，安全意識(shí)大為增強(qiáng)。

2.3 礦工監(jiān)督，有權(quán)舉報(bào)

美國(guó)、印度等國(guó)采礦安全法規(guī)定，礦工直接參與煤礦安全監(jiān)督，有權(quán)舉報(bào)，拒絕違章作業(yè)。在美國(guó)，煤礦安全監(jiān)察員到現(xiàn)場(chǎng)檢查，應(yīng)有一名礦工全程陪同。礦工認(rèn)為有險(xiǎn)情或違法行為時(shí)，有權(quán)要求進(jìn)行檢查。井下采區(qū)設(shè)有直拔MSHA的舉報(bào)電話。

在印度，礦工代表參加礦區(qū)安全委員會(huì)，安全委員會(huì)定期對(duì)煤礦進(jìn)行安全監(jiān)察。

2.4 露天開(kāi)采，優(yōu)先發(fā)展

露天礦產(chǎn)量比重高，是美、德、澳、印度、南非等國(guó)煤礦事故死亡率低的主要原因之一。2011年，美國(guó)露天礦產(chǎn)量比重為69%，德國(guó)93%，印度90%，澳大利亞80%，南非51%。

2.5 小礦培訓(xùn)，政府撥款

許多國(guó)家法律規(guī)定對(duì)礦工進(jìn)行強(qiáng)制性安全培訓(xùn)。在美國(guó)，煤礦85%的事故是職工不安全行為所致。聯(lián)邦政府每年撥款1000萬(wàn)美元，資助小煤礦安全培訓(xùn)。

2.6 依靠科技，保障安全

美國(guó) 《采礦安全與保健法》規(guī)定，聯(lián)邦政府每年撥款6000萬(wàn)美元，用于采礦安全技術(shù)研究開(kāi)發(fā)。目前，國(guó)外煤礦已廣泛采用井下環(huán)境多功能計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并開(kāi)采煤層氣。

3 高產(chǎn)高效增強(qiáng)煤炭競(jìng)爭(zhēng)力

3.1 產(chǎn)業(yè)集中化

過(guò)去10年，世界煤炭工業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)生重大變化。通過(guò)國(guó)內(nèi)、國(guó)際兼并、收購(gòu)，煤炭公司變得更大，更國(guó)際化，經(jīng)營(yíng)多元化。

2010年，30家煤炭公司占全球產(chǎn)量的40%，其中，中國(guó)神華集團(tuán)、中煤集團(tuán)和大同煤礦集團(tuán)合計(jì)占9%。2010年世界十大煤炭公司概況見(jiàn)表3。

表3 世界十大煤炭公司概況

3.2 露天開(kāi)采大發(fā)展

露天開(kāi)采投資省，產(chǎn)量大，效率高，成本低，事故少。美國(guó)露天開(kāi)采占煤炭產(chǎn)量比重1960年為30%，1970年為36%，1980年為51%，1990年為59%，2010年為69%。目前，露天開(kāi)采已成國(guó)外主要產(chǎn)煤國(guó)家的主要開(kāi)采方式。2011年露天開(kāi)采產(chǎn)量占比德國(guó)為93%，印度為90%，澳大利亞為80%，美國(guó)和俄羅斯為69%，南非51%，印尼幾乎全是露天開(kāi)采。2010年主要產(chǎn)煤國(guó)露天開(kāi)采占煤產(chǎn)量比重見(jiàn)表4。

美國(guó)波德河煤田，是世界上已開(kāi)發(fā)的最大煤田，探明儲(chǔ)量1224億t，埋藏低硫、低炭?jī)?yōu)質(zhì)次煙煤，主采煤層平均厚度30 m，覆蓋層厚約60 m。目前幾乎全部露天開(kāi)采，2011年產(chǎn)量達(dá)383.8 Mt，其中5座大型露天礦產(chǎn)量286.5 Mt，北恩特洛浦·羅歇爾礦9886萬(wàn)t，黑雷礦9514萬(wàn)t，卡巴洛·羅戈礦3583萬(wàn)t，恩特洛浦礦3365萬(wàn)t，鷹山礦2304萬(wàn)t。

北恩特洛浦·羅歇爾礦是世界最大、生產(chǎn)效率最高的煤礦。2011年產(chǎn)量9886萬(wàn)t，采用76 m3巨型電鏟、載重363 t巨型自卸卡車(chē)等巨型設(shè)備，職工1200人，生產(chǎn)效率達(dá)8.238萬(wàn)t／人·a。

表4 2010年主要產(chǎn)煤國(guó)露天開(kāi)采指標(biāo)

山西平朔礦區(qū)2011年有2個(gè)大型露天礦和3個(gè)年產(chǎn)千萬(wàn)噸級(jí)礦井，原煤產(chǎn)量達(dá)1.64億t，職工11626人。目前露天礦采用60 m3、70 m3巨型電鏟，載重170 t、190 t、300 t巨型卡車(chē)。2011年礦區(qū)生產(chǎn)效率達(dá)1.41萬(wàn)t／人·a，是中國(guó)生產(chǎn)效率最高的煤礦。

3.3 礦井大型化

礦井生產(chǎn)集中化是提高效率的關(guān)鍵因素。美國(guó)礦井平均年產(chǎn)量1990年為22.8萬(wàn)t，2011年提高到58.6萬(wàn)t。2010年，澳大利亞礦井平均年產(chǎn)量達(dá)262萬(wàn)t，南非208萬(wàn)t。

隨著綜合機(jī)械化采煤技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了日產(chǎn)萬(wàn)噸的采煤工作面，年產(chǎn)千萬(wàn)噸的礦井。

中國(guó)綜合機(jī)械化高產(chǎn)高效大型礦井領(lǐng)先世界。2012年，全國(guó)已建、在建千萬(wàn)噸級(jí)礦井達(dá)37座。神木-東勝礦區(qū)開(kāi)采特低硫、低灰優(yōu)質(zhì)動(dòng)力煤，已建成10座千萬(wàn)噸級(jí)礦井，其中3座超過(guò)2000萬(wàn)t／a，2座1500萬(wàn)t／a，5座1000多萬(wàn)t／a，是世界上規(guī)模最大的大型礦井群。該礦區(qū)的補(bǔ)連塔礦，2011年生產(chǎn)原煤2620萬(wàn)t，是世界最大礦井。該礦2006年建成 “一井，二個(gè)工作面，年產(chǎn)2000萬(wàn)t，500人”高產(chǎn)高效礦井。目前有2個(gè)7 m采高綜合機(jī)械化工作面生產(chǎn)，全員效率達(dá)138.6 t／工，世界領(lǐng)先。

3.4 高產(chǎn)高效提升煤炭競(jìng)爭(zhēng)力

高產(chǎn)高效使煤礦生產(chǎn)成本大幅下降，從而增強(qiáng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。美國(guó)第三大煤炭公司云頂能源公司在波德河煤田有3個(gè)露天礦，2011年產(chǎn)量8570萬(wàn)t，職工1150人，生產(chǎn)成本10.1美元／t，僅為美國(guó)煤炭平均出礦價(jià)的27%，是美國(guó)生產(chǎn)成本最低的煤礦。

我國(guó)神木-東勝礦區(qū)上灣礦，2011年產(chǎn)量1390萬(wàn)t，職工僅316人，全員效率146.5 t／工，是世界生產(chǎn)效率最高的礦井。2011年生產(chǎn)成本106.9元／t，僅為原國(guó)有重點(diǎn)煤礦平均出礦價(jià)的23%。

中國(guó)煤炭工業(yè)擁有資源豐富和廉價(jià)勞動(dòng)力 （目前中國(guó)礦工平均工資約為美國(guó)的1／7）的優(yōu)勢(shì)，但生產(chǎn)效率僅為美國(guó)的6%。因此，煤炭生產(chǎn)成本遠(yuǎn)高于美國(guó)，2011年原國(guó)有重點(diǎn)煤礦平均出礦價(jià)達(dá)70.9美元／t，為美國(guó)的1.9倍。

中國(guó)發(fā)電用煤到廠價(jià)2011年達(dá)103.4美元／t（標(biāo)煤），為美國(guó)59.4美元／t（標(biāo)煤）的1.7倍。因此，中國(guó)工業(yè)用電價(jià)格也高于美國(guó)，2010年中國(guó)為9.1美分／k Wh，美國(guó)6.8美分／k Wh。

近年來(lái)，中國(guó)國(guó)內(nèi)煤價(jià)高于進(jìn)口煤價(jià)，煤炭進(jìn)口激增，從2002年的10.8 Mt增至2011年的182.4 Mt。世界最大產(chǎn)煤國(guó)成為最大煤炭進(jìn)口國(guó)。同期，美國(guó)煤炭出口量從39.9 Mt增至97.3 Mt。

如前所述，發(fā)電是煤炭需求增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力。因?yàn)槊禾渴亲畋阋说陌l(fā)電燃料。2010年，美國(guó)發(fā)電用煤價(jià)格為84.9美元／t（油當(dāng)量），燃料油529.3美元／t（油當(dāng)量），天然氣223.8美元／t（油當(dāng)量）。英國(guó)分別為170.2、614.1和291.6美元／t（油當(dāng)量）。

4 潔凈煤技術(shù)決定煤炭工業(yè)命運(yùn)

國(guó)際能源署指出，未來(lái)世界煤炭需求取決于潔凈煤技術(shù) （CCT）和碳捕集與封存 （CCS）投資的進(jìn)展，大力推行潔凈煤技術(shù)將推高長(zhǎng)期煤炭需求，對(duì)能源以煤為主的中國(guó)來(lái)說(shuō)尤其如此。

近年我國(guó)潔凈煤技術(shù)加速發(fā)展，現(xiàn)已領(lǐng)先世界。

4.1 選煤

選煤可以脫除50%～70%的灰分和60%～70%的無(wú)機(jī)硫。燃煤設(shè)備使用經(jīng)過(guò)洗選的煤，可提高熱效率，節(jié)煤10%以上。發(fā)達(dá)國(guó)家需要洗選的原煤早已全部洗選。中國(guó)2010年洗選原煤16.5億t，入洗率50.9%，節(jié)煤1.6億t以上，減排CO23.2億t，相當(dāng)于同年開(kāi)發(fā)利用可再生能源（不計(jì)大中型水電）減少的CO2排放量；減排SO2約770萬(wàn)t，選煤脫硫的單位投資和成本僅為電廠煙氣脫硫的1／10。2012年入洗比重為53%。

4.2 煤炭貯配

在沿江、沿海等煤炭集散地建大規(guī)模貯存、加工、配煤、轉(zhuǎn)運(yùn)基地，把來(lái)自不同煤礦、不同質(zhì)量的煤摻配成適合特定用戶需要的煤 （主要是發(fā)電用煤，也有煉焦用煤和供出口的煤），從而提高利用效率，并保證供應(yīng)穩(wěn)定。動(dòng)力煤配煤可節(jié)煤5%～8%。中國(guó)已建、在建、擬建的千萬(wàn)噸級(jí)大型煤炭貯配中心的年處理能力超過(guò)3億t，其中5000萬(wàn)t級(jí)的有5個(gè)。曹妃甸配煤中心已實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。

4.3 水煤漿

水煤漿是用約70%的煤粉 （250～300μm）、約30%的水，加入1%左右的分散劑 （保證其流動(dòng)性）和穩(wěn)定劑配制而成的一種代油燃料。約2 t水煤漿可代1 t燃料油。制備水煤漿采用低灰 （＜8%）、低硫 （＜0.5%）煤，燃燒產(chǎn)生的SO2和顆粒物比燒原煤分別減少65%和85%。燃燒溫度比燒煤低100℃～200℃，NOx生成量較少。近年我國(guó)水煤漿生產(chǎn)利用發(fā)展迅速，2010年產(chǎn)能達(dá)8000萬(wàn)t，其中3000萬(wàn)t用作工業(yè)鍋爐、窯爐和電廠燃料，5000萬(wàn)t用作氣化原料。工業(yè)鍋爐燃用水煤漿熱效率達(dá)83%以上，比傳統(tǒng)燃煤工業(yè)鍋爐高10%～20%，可節(jié)煤15%以上。水煤漿氣化后用作窯爐燃料，可節(jié)煤10%～20%。

4.4 循環(huán)流化床鍋爐

流化床鍋爐 （FBC）是從爐底鼓風(fēng)，使床層懸浮，流化形成湍流混合條件，從而提高燃燒效率。循環(huán)流化床鍋爐 （CFBC）是通過(guò)高速空氣夾帶固體顆粒進(jìn)入并返回燃燒室，進(jìn)行輔助燃燒，促使煤粒沸騰燃盡。加入石灰石固硫，SO2排放可減少90%以上。較低的燃燒溫度 （830℃～900℃）使NOx生成大大減少。與常規(guī)層燃鍋爐相比，CFBC可節(jié)煤10%。2011年，我國(guó)已使用35～1025 t／h的CFBC近3000臺(tái)，總?cè)萘拷?0 GW。正在建設(shè)自主研發(fā)的600 MW超臨界CFBC。

4.5 超超臨界燃煤機(jī)組

超超臨界機(jī)組是鍋爐蒸汽壓力高達(dá)30 MPa的火電機(jī)組。2010年，我國(guó)已有33臺(tái)1000 MW超超臨界機(jī)組在運(yùn)行 （2011年39臺(tái)），平均供電煤耗290 g／k Wh（標(biāo)煤），比全國(guó)火電平均供電煤耗333 g／k Wh少43 g／k Wh。按此計(jì)算，采用超超臨界機(jī)組節(jié)能715萬(wàn)t。上海外高橋三廠超超臨界機(jī)組平均供電煤耗279.39 g／k Wh，凈效率達(dá)44%。到2020年，估計(jì)超超臨界機(jī)組將占煤電的40%以上，約410 GW，節(jié)能潛力巨大。繼歐盟和美國(guó)之后，我國(guó)已開(kāi)始研制700℃的超超臨界機(jī)組，效率可達(dá)51.5% （238.8 g／k Wh）

4.6 綠色煤電

華能綠色煤電項(xiàng)目，包括煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電（IGCC），污染物回收，碳分離、利用或封存。煤氣凈化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電是煤氣化產(chǎn)生燃料氣，驅(qū)動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電，余氣加熱鍋爐生產(chǎn)蒸汽，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。粗煤氣凈化脫硫，聯(lián)合循環(huán)提高熱效率，供電熱效率可達(dá)43%～46%。我國(guó)綠色煤電技術(shù)處于世界潔凈煤技術(shù)前沿，2009年7月在天津臨港工業(yè)區(qū)開(kāi)工建設(shè)，電廠裝機(jī)容量250 MW，采用自主開(kāi)發(fā)的兩段式干煤粉加壓氣化技術(shù)。脫硫效率可達(dá)90%，污染物和CO2可實(shí)現(xiàn)近零排放。2012年11月建成投產(chǎn)。

4.7 煤制天然氣

煤制天然氣是用煤制取熱值相當(dāng)于天然氣的合成氣。原料煤粉碎后加壓氣化，用氧作氣化劑，產(chǎn)生粗煤氣，熱值為11.2～13.0 MJ／m3，冷卻后經(jīng)部分變換 （調(diào)整 H2／CO）、凈化 （脫除 H2S和CO2），進(jìn)行甲烷化，在催化劑作用下加氫合成CH4，煤氣熱值35～37 MJ／m3。

煤制天然氣是最有效的煤炭潔凈利用方式。其能源轉(zhuǎn)換效率和污染物排放明顯優(yōu)于其他轉(zhuǎn)換技術(shù)。煤制天然氣的能源轉(zhuǎn)換效率達(dá)50%～52%，發(fā)電40%～42%，煤制甲醇42%，煤制二甲醚38%，煤制油32% （間接液化）～38% （直接液化）。單位熱值耗水量煤制天然氣為0.18 t／GJ，煤制油0.38 t／GJ，煤制二甲醚0.77 t／GJ，煤制甲醇0.78 t／GJ。煤制天然氣燃燒后產(chǎn)生的顆粒物、SO2和CO分別為燃煤的1／660、1／120和1／132。與直接燒煤相比，工業(yè)用燃料氣可節(jié)煤10%～20%，民用可節(jié)煤20%～30%。

煤制天然氣可管道輸送，使用方便，用途廣泛，包括發(fā)電、工業(yè)燃料、化工原料、車(chē)用燃料、民用燃?xì)獾??？捎米鞒Ｒ?guī)天然氣、液化天然氣和液化石油氣的補(bǔ)充氣源。

我國(guó)首套煤制天然氣裝置是大唐集團(tuán)內(nèi)蒙古赤峰40億m3／a煤制天然氣項(xiàng)目一期，2012年8月投產(chǎn)，采用褐煤氣化，煤價(jià)為200元／t時(shí)，成本為2元／m3，低于上海天然氣價(jià)2.5元／m3。在建項(xiàng)目有大唐集團(tuán)遼寧阜新項(xiàng)目，40億m3／a；匯能煤化工有限公司內(nèi)蒙古鄂爾多斯項(xiàng)目，16億m3／a；內(nèi)蒙古慶華集團(tuán)新疆伊犁項(xiàng)目，55億m3／a。煤制天然氣已建、在建、擬建項(xiàng)目共有39個(gè)，總產(chǎn)能達(dá)1620億m3／a。

［1］IEA.World Energy Outlook 2011

［2］IEA.Coal Information 2011

［3］國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局信息研究院.世界煤炭工業(yè)發(fā)展報(bào)告 ［M］.北京：煤炭工業(yè)出版社，1999

［4］《能源百科全書(shū)》編輯委員會(huì).能源百科全書(shū)［M］.北京：中國(guó)大百科全書(shū)出版社，1997

［5］美國(guó)碳研究所.凈能的限制與工業(yè)社會(huì)的命運(yùn)［R］，2009

［6］王慶一.煤礦安全：國(guó)際經(jīng)驗(yàn)與對(duì)策建議 ［J］.中國(guó)煤炭，2003（4）

［7］董維武.印度安全生產(chǎn)及煤礦安全現(xiàn)狀分析 ［J］.中國(guó)煤炭，2011（7）

［8］National Mining Association.Most Requsted Statistics-US Coal Industry ［R］，2012

［9］National Mining Association.2011 Coal Producter Survey ［R］，2012

［10］吳式瑜.中國(guó)選煤發(fā)展30年 ［J］.煤炭加工與綜合利用，2009（1）

［11］綠色和平、中國(guó)資源綜合利用協(xié)會(huì)可再生能源專業(yè)委員會(huì)、全球風(fēng)能理事會(huì).2012中國(guó)風(fēng)電發(fā)展報(bào)告［R］，2012

［12］王慶一.中國(guó)煤炭工業(yè)的數(shù)字化解讀［J］.中國(guó)煤炭，2012 （1）

To open a new era of coal industry

Wang Qingyi
（China Coal Information Institute，Chaoyang，Beijing 100029，China）

The application of high technology and innovation of management have changed the face of coal industry fundamentally，and coal acts again as the world＇s first energy.From the coal mine safety，high production and efficiency，clean coal technology and other aspects，the paper interprets that world coal industry has entered the new era with safety，efficiency and cleanness.

coal industry，coal mine safety，high production and efficiency，clean coal technology

TD-9

A

王慶一 （1935-），江蘇人，1956年中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)。煤炭信息研究院研究員，曾任中國(guó)能源研究會(huì)副理事長(zhǎng)，亞洲開(kāi)發(fā)銀行、世界銀行中國(guó)能源項(xiàng)目專家。自1980年以來(lái)，主持或參加70項(xiàng)國(guó)家級(jí)能源政策研究和科技項(xiàng)目，其中國(guó)際合作項(xiàng)目20多項(xiàng)。著有 《中國(guó)能源》（主編）、《能源詞典》（主編）、《中國(guó)能源年評(píng)》、《中國(guó)能源五十年》等專著。

（責(zé)任編輯 張大鵬）