煤炭行业研析：旧能源与新方向

　　煤炭是世界上蕴藏量最丰富、分布地域最广泛的化石燃料，素有“黑色的金子、工业食粮”等美誉。截至2020年年底，全球已探明的煤炭储量为1.07万亿吨。其中，美国占比23.2%，俄罗斯占比15.1%，澳大利亚占比14%，中国占比13.3%，印度占比10.3%，以上5个国家坐拥全球煤炭总储量的76%¹。

　　自十八世纪以来，煤炭便是世界使用的主要能源之一。近二十多年来，由于社会认知、新能源技术等发展，煤炭的价值虽略有下降，但其作为社会生产生活重要能源的地位在未来很长时间内却不可撼动。煤炭行业的发展，不仅是我国能源安全最重要的环节之一，更关乎到工业生产与社会运作的稳定。

　　国标上把煤分为三大类：无烟煤、烟煤和褐煤，三大类共包含29个小类。其中，无烟煤分为3个小类，数码为01、02、03，数码中的“0”表示无烟煤，个位数表示煤化程度，数字小表示煤化程度高；烟煤分为24个小类，数码中的十位数（1~4）表示煤化程度，数字小表示煤化程度高；个位数（1~6）表示粘结性，数字大表示粘结性强；褐煤分为2个小类，数码为51、52，数码中的“5”表示褐煤，个位数表示煤化程度，数字小表示煤化程度低。

　　我国将煤炭分为十大类：瘦煤、焦煤、肥煤、气煤、弱粘结、不粘结、长焰煤、贫煤、无烟煤、褐煤。其中，前七种统称为烟煤，挥发分介于14%-40%；贫煤称为半无烟煤，挥发分介于10%-20%；无烟煤的挥发分介于0%-10%；褐煤的挥发分为40%以上。

　　无烟煤可用于制造煤气或直接用作燃料，烟煤用于炼焦、配煤、动力锅炉和气化工业；褐煤一般用于气化、液化工业、动力锅炉等²。

　　*挥发分（V）：指煤在高温和隔绝空气的条件下加热时，所排出的气体和液体状态的产物，主要成分为甲烷、氢及其他碳氢化合物等。它是鉴别煤炭类别和质量的重要指标之一。

　　*发热量（Q）：指单位质量的煤完全的燃烧时所产生的热量，国际单位为百万焦耳/千克（MJ/kg），标准煤的发热量为29.27MJ/kg（700okcal/kg）。

　　*水分（M）：煤的水分分为两种，一是内在水分（Minh），是由植物变成煤时所含的水分；二是外水（Mf），是在开采、运输等过程中附在煤表面和裂隙中的水分。水分的存在不仅浪费了大量的运输资源，而且当煤作为燃料时，会在蒸发时消耗热量。

　　*灰分（A）：指煤在彻底燃烧后所剩下的残渣，分为外在灰分和内在灰分。外在灰分是来自顶板和夹研中的岩石碎块。内在灰分是成煤的原始植物本身所含的无机物。灰是有害物质，动力煤中灰分增加，发热量降低、排渣量增加，煤容易结渣；冶炼精煤中灰分增加，高炉利用系数降低，焦炭强度下降，石灰石用量增加²。

　　*此外，还有固定碳含量（FC）、胶质层最大厚度（Y）、粘结指数（G）等指标，由于可理解性较低，在此暂不详细介绍。

　　*动力煤：主要包含发电用煤、一般工业锅炉用煤、生活用煤、建材用煤等。其中，我国约1/3以上的煤炭被用于发电。

　　*煤化工用煤：主要用于生产化学工业原材料，其中包括煤炭液化、汽化、及煤制烯炔、煤制乙二醇等诸多化学原材料的生产。

　　世界煤炭产量在2018年、2019年呈增长状态，增长率分别为3.66%和1.45%。在2020年出现了-6.82%的较大下滑，甚至使该年世界煤炭产量低于2017年的水平。而在2021年，世界煤炭产量迎来了7.89%的明显增长，一举超越了下滑前的年产量。总体来看，世界煤炭产量仍呈现上升态势。

　　我国煤炭产量在2017-2021年皆呈稳定增长状态，未出现较大增跌波动现象，增长率分别为4.94%、4%、1.46%、5.74%。

　　世界煤炭消费量在2018年有0.88%的略微增长，并在2019年有-0.59%的轻微下降，使该年世界煤炭消费量基本与2017年持平。在2020年，世界煤炭消费量出现了与世界煤炭产量同步的大幅下降，下降率达到了-4.3%，为去年的七倍以上。之后，在2021年也出现了与产量同步的明显增长，增长率为5.98%。总体来看，世界煤炭消费量的走势基本与世界煤炭产量走势相对应，但其波动程度低于煤炭产量的变动。

　　我国煤炭消费量在2017-2021年间，除2021年外，皆保持着较为稳定、缓慢的增长状态，2017-2020年间增长率分别为1%、2.3%、0.87%，而在2021年则达到了4.6%的增长率。

　　世界生产总值在2017-2019年间保持增长状态，在2020年出现了小幅下滑，随后在2021年迎来复苏增长，达96.1万亿美元的历史新高。

　　我国国内生产总值在2017-2021年间皆保持增长状态，2021年达17.73万亿美元，占世界生产总值的18.45%，稳居世界第二经济大国。

　　结合世界及我国的生产总值、煤炭产量及煤炭消费量，不难看出，煤炭行业属于强周期性行业，行业景气度与宏观经济高度相关。由于2020年新冠疫情对世界经济的冲击，世界煤炭产量、消费量双双下滑；而我国对疫情进行了有力防控、保持国民经济基本稳定，使得国内煤炭产量、消费量皆未出现下降。

　　2017-2020年，我国第二、第三产业出现了相反的变化，第二产业占比逐渐降低、第三产业逐渐增长。而在2021年，第二产业占比出现了较大增长，第一产业、第三产业占比相应减少。

　　三次产业的结构变动，一定程度上会对能源需求的拉动效应产生影响。煤炭产业的需求多来自于第二产业，由于疫情对第三产业的冲击远大于第二产业，使得2021年第二产业的占比出现了增长。但长期来看，我国产业结构优化仍将继续，第二产业占比减少不可逆转。

　　2017-2021年间，我国能源结构中煤炭呈逐年递减的走势，石油基本维持维持不变，天然气呈逐年略微增长的态势，一次电力及其他能源则呈逐年上升之势。

　　清洁能源的快速发展，对煤炭能源造成了一定冲击。但由于清洁能源起步晚、技术不完善、受自然条件限制等因素，其大规模替代煤炭能源尚不现实，例如今夏我国部分地区出现的缺电现象。可以预见，未来较长一段时间，煤炭作为我国主要能源的地位仍不可动摇。

　　2020年2月，国家发改委等8部门发布《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》，提出推动智能化技术与煤炭产业融合发展，促进我国煤炭工业高质量发展。

　　2021年2月，国务院安委会发布《关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》，要求推动能源体系绿色低碳转型，促进燃煤清洁高效开发转化利用，继续提升大容量、高参数、低污染煤电机组装机比例。

　　2021年6月，煤炭工业协会发布《煤炭工业“十四五”高质量发展指导意见》，指出到“十四五”末，国内煤炭产量控制在41亿吨左右，全国煤矿数量控制在4000处以内，大型煤矿产量占85%以上，建成煤矿智能化采掘工作面1000处以上，培育3-5家具有全球竞争力的世界一流煤炭企业。

　　煤炭需求端主要为电力、建材、钢铁、化工四大行业，约占煤炭消费量的84%以上。其中，电力行业，煤炭主要用于火电发电；建材行业，煤炭是水泥生产的重要材料。据此来分析我国煤炭需求端市场现状。

　　二者皆保持增长状态，且火电发电量的增速多少与总发电量的增速多少保持相近。此外，由于火电发电量的增速略低于总发电量增速，其占总发电量的比例呈逐年降低之势。表明发电市场对煤炭的需求仍处于增加状态，并将在疫情过后、社会经济复苏时迎来一波新的增长势头。

　　2017-2021年间，除2018年外，国内水泥产量基本稳定，无明显增减态势，表明其对煤炭的需求也基本持平。

　　2017-2021年间，国内钢材产量基本呈稳定增长之势，年增长率分别为8.32%、6.35%、9.96%、1%，2021年增长率出现较大下滑。表明钢铁市场对煤炭的需求有一定增长，但增长速度在去年出现了停滞。

　　2016-2020年间，国内化工材料及制品市场成交额呈增长之势，年增长率分别为11.1%、11.48%、0.59%、2.84%。其增长速度在2016-2018较快，在2019-2020年放缓。表明化工市场对煤炭行业的需求有较大增长潜力。

　　总体来看，煤炭的需求端市场仍保持增长之势，这主要得益于我国宏观经济的稳定发展，拉动了能源消费市场的增长。在疫情得到进一步控制后，随着社会经济活动复苏，煤炭需求也将迎来相应的增长。

　　我国煤炭资源开发的基础理论研究相对滞后，大量科学与技术问题还有待攻关研究。这不仅使得煤炭能源难以得到高效率、高质量的开发与利用，制约行业的进一步发展，更会由于技术不当带来大量的环保与生产安全问题，使本就不高效的行业发展受到更多限制。比如，煤炭开采、使用过程中不可避免地会产生水污染、固体废弃物污染、大气污染等问题，而国家政策、市场趋势使优质洁净煤炭产品的需求不断增长。研发煤炭资源绿色开采与洁净利用技术，将是决定该行业在我国未来能源生产、消费结构中地位的关键³。

　　世界能源发展从高碳向低碳演化，非化石能源和终端电气化成为未来世界能源结构低碳演变的重要方向。新能源和可再生能源逐步替代并最终取代化石能源是能源发展的必然趋势⁴。随着风能、太阳能、天然气等清洁可再生新能源的技术进步，其适用范围不断扩大、能源成本持续下降，将一定程度上动摇煤炭能源的高性价比地位。此外，国家政策的大力支持，也将为清洁可再生的新能源带来广阔发展机遇，进一步挤占煤炭能源市场。

　　自行业发展伊始，瓦斯、透水、煤尘、顶板等生产安全隐患便一直威胁从业人员的人身安全、及国家财产安全。虽然相关部门不断出台安全生产政策、持续加大对煤炭行业的安全管理力度，使事故率逐年下降，但鉴于行业高危特性、及中小型煤矿安全技术水平限制，相关生产事故仍时有发生，不仅对煤炭企业的生产活动造成较大阻碍，更对行业生产环境产生较为不利的影响。

　　我国煤炭产地主要集中在中、西部地区，而煤炭消费则主要集中在经济发达的东、南部地区，因此煤炭运输是行业不可避免的话题。据统计，我国煤炭运输方式中，铁路占比70%以上，这与煤炭的体积、重量不无关系。然而，铁路运力常年负荷过大，虽然我国不断增建铁路网，但用于煤炭运输的运力仍难以满足需求，尤其是业内常年呼吁的“最后一公里”问题所导致的额外公路运力与成本，都在一定程度上制约了行业的发展。

　　我国煤炭企业长期以来存在高杠杆、高负债率的问题，且由于企业性质导致融资渠道单一，主要依靠银行。而在金融去杠杆和金融机构信贷政策影响下，煤炭企业大都面临金融机构的压贷、限贷现象，制约企业发展。贸易方面，由于煤炭售卖周期长、物流环节多，使得上下游企业不仅要面对较大的预付、应收、运输等资金周转压力，更要承担煤炭价格频繁波动所带来的风险。此外，还面临着交易信用，如交期、账期、煤质等问题。这些都对煤炭贸易的发展产生了较大阻碍。

　　加强煤矿开采过程中各方面技术的研发，积极发展新型洁净煤转化技术，重视和发展具有自主知识产权的技术创新工艺；在煤、水、土地等资源条件较好的地区，经过科学详细的可行性论证后，因地制宜的发展洁净煤转化产业³。同时，淘汰过剩产能、聚集优质产能，增强煤炭储备能力。大力推动清洁能源的利用以及矿山修复，实施生态治理，走可持续发展之路。

　　通过瓦斯治理技术、顶板事故预防技术、爆破安全技术等全方面的技术保障进一步提高作业安全系数；加强人员安全培训，加大设施设备投入，切实确保煤炭资源安全开采⁵。此外，应加快淘汰技术水平低、安全意识差的小型矿场，整合一批技术先进、安全合规的大型煤炭企业，推动行业生产规范化、开采工艺安全化。

　　随着产业数字化的持续推进，大数据、人工智能、物联网等新兴技术已为众多行业注入新的发展活力。作为传统行业，煤炭生产过程也有许多可应用数字化技术的场景，帮助企业完成数字化转型，提高煤炭产业的安全性与高效性，实现可持续发展。例如，收集历史作业数据建立模型和数据库，优化作业流程，提高生产效率与质量；借助人工智能升级操作系统，实现生产作业的机械化、自动化、智能化，减少人工成本与事故的危害性；以数字化技术为支撑，在原有安全监测的基础上，建立起多层级、分布式、智能化的煤炭企业综合监测系统等⁶。

　　煤炭企业和上下游企业应拓宽融资渠道，有能力的煤炭企业可尝试进行上市股权融资，缺乏规模的煤炭企业和相关上下游企业可涉足供应链金融等新兴融资方式，帮助自身减少资金周转压力，加快“生产-交易-再生产”效率。煤炭贸易可借助数字化技术加持的服务平台，摆脱传统销售渠道与交易流程的限制，实现各贸易环节、物流环节的可视化、可控化，减少价格波动与交易信用风险；并通过整合煤矿、贸易商、煤炭终端需求方、物流公司、司机等产业要素优化煤炭产业链，为煤炭行业创造增长新动能。

　　【3】王健康,苏艳敏.煤炭开采的生态环境问题研究[J].陕西煤炭,2020(2):144-145.

　　【6】仝维欣.人工智能对煤炭行业发展的影响[J].科技创新与应用,2020(3):50-51.