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煤炭工业数字智能绿色三化协同模式与新质生产力建设路径研究
作者：刘峰1,2，郭林峰2，张建明2，王 蕾1
单位：1.中国煤炭学会；2.中国煤炭工业协会
摘 要
ABSTRACT
煤炭工业是支撑我国经济社会高速发展和保障国家能源安全的压舱石与稳定器，承担着能源保供与支撑新能源稳定发展的时代使命，煤炭工业的高质量发展既是落实我国能源安全新战略与产业体系变革的关键，也是推进能源产业可持续发展与促进国家高质量发展的基础。当前我国煤炭工业高质量发展已取得阶段成效，能源保供成绩显著，产业结构不断优化，科技创新能力显著提高，绿色开发与清洁高效利用持续推进。但当前煤炭工业仍面临诸多挑战，发展水平与中国式现代化的国家需求差距较大，可持续发展受多重因素制约，数字技术与煤炭开发利用尚未深度融合，智能化建设仍处于示范培育阶段，绿色化发展不平衡且矛盾突出，煤炭工业的转型升级仍然任重道远。
结合当前煤炭工业发展现状与挑战，提出了数字化、智能化、绿色化（三化）协同的发展模式，明确了煤炭新质生产力的核心内涵，构建了三化协同发展煤炭新质生产力的总体架构，阐述了通过数字化变革生产要素创新配置、智能化引领关键技术跨越突破、绿色化主导传统产业深度转型三大要素催生煤炭新质生产力的技术路径，提出了六大技术体系：通过研发全产业链数据高效采集与深度治理技术体系，打通煤炭产-运-储-销-用全流程的数据壁垒；通过研发构建煤炭行业知识图谱与智能决策管控技术体系，深度挖掘煤炭产业上下游各业务场景的关联关系与价值，为煤炭生产利用全流程的自主决策与智能控制奠定基础；开展煤炭资源智能-绿色-高效开发技术体系、煤炭产业安全协同保障技术体系、矿区生态智能监测-预警-修复技术体系、煤炭柔性开发与清洁低碳利用技术体系研究，实现煤炭开发利用全产业链、全流程的三化协同发展，培育形成煤炭新质生产力，为煤炭工业的整体形象带来根本性变革提升。
01
煤炭工业高质量发展现状与挑战
1.1 煤炭工业高质量发展取得的阶段成效
面对日趋复杂的国内外政治环境，煤炭安全高效开发和清洁低碳利用有效支撑了我国经济社会平稳快速发。2022年我国原煤产量达到45.6亿吨，同比增长10.5％，分别占我国能源生产、消费总量的67.4％、56.2％；原油产量约为2.05亿吨，进口原油约5.08亿t，原油对外依存度约为71.3％；天然气产量约2 201亿m³，进口天然气1 503亿m³，天然气对外依存度约为40.6％；发电量约为8.8万亿千瓦时，火电装机占比约为52％，火电发电量占比约为69.8％，其中煤电占比约为58.4％，如图1所示。2023年1—11月，全国规模以上原煤产量46.6亿t，同比增长2.9%，2023全年进口煤炭4.7亿t，同比增长61.8%。煤炭资源安全高效开发保障了我国能源的安全稳定供给。
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02
煤炭工业三化协同发展理念与架构
2.1 三化协同发展理念
煤炭工业高质量发展要以煤炭资源的安全、绿色、高效、智能开发为基础，以满足国家能源安全需求、促进煤炭与其他能源的融合发展、提升煤炭清洁高效可持续利用水平、促进煤炭由高碳能源向绿色能源转变、提高矿工生活质量与矿区生态文明建设为约束，通过科技、人才、管理、体制机制变革赋能，实现煤炭资源勘察设计、建设开发、洗选运输、转化利用等全产业链的高质量发展。我国煤炭工业实现高质量发展应以煤炭资源的安全、绿色开发为前提，以数字化、信息化、智能化开采为手段，以煤炭产业全链条稳定供给、价值最大化利用为依托，实现煤炭资源的高效开采与清洁低碳利用。基于新一代信息技术与煤炭开发利用技术深度融合应用，实现煤炭资源开发利用全流程的数字化、智能化、绿色化（三化）协同发展，是现阶段实现煤炭工业高质量发展的关键。
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03
三化协同培育煤炭新质生产力的技术路径
3.1 数字化变革生产要素创新配置
基于煤炭工业三化协同发展总体架构，采用工业互联网、大数据、云计算、人工智能、区块链等新一代ICT技术，建设覆盖现场、煤矿、企业、行业四层架构的煤炭全产业链云网融合数字基础设施，推动煤炭行业全要素、全过程、全生命周期数字化，建设煤炭工业大数据中心，构建“数据驱动”的煤炭数字产业新生态，激发数据作为新的生产要素创新活力，驱动煤炭工业生产方式变革，建立全产业链数据高效采集与深度治理技术体系和知识图谱与智能决策管控技术体系，深度融合赋能煤炭资源开发与清洁利用全产业链数字化转型。
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04
现代煤基能源开发战略
以数字化智能化绿色化三化协同培育发展煤炭新质生产力，将为煤炭工业整体形象的提升带来根本性变革，彻底颠覆传统落后的生产面貌，未来煤炭将是呈现以下6个新特征的“煤”：
（1）本质安全煤：煤炭新质生产力将保障煤炭工业的发展安全。一方面通过数字技术赋能、智能技术变革，实现煤炭生产各类灾害的精准定量防控，发展消灾无害化开发利用模式；另一方面，将更好统筹发展与安全的关系，确保能源安全、产业链安全。
（2）开发高效煤：煤炭新质生产力将推动煤炭工业生产效率变革。提升从勘探-设计-建设-开发-洗选-运输-转化利用全产业链的效率和效益，释放先进生产力的科技效能。
（3）低碳绿色煤：煤炭新质生产力将推动煤炭工业生产质量变革。环境友好型开发利用模式助力创建零碳减损矿区，同时实现开采利用的全流程的碳排放跟踪监测。
（4）创新驱动煤：煤炭新质生产力将推动煤炭工业发展动力变革。由劳动密集型转变为技术密集型，抢占战略性新兴产业和未来产业竞争制高点，不断推动煤炭工业向价值链中高端发展，拓展高技术输出服务。
（5）矿工幸福煤：煤炭新质生产力将提升煤炭从业者的获得感、幸福感、安全感。职业健康水平大幅改善，素质优良、规模充裕、结构优化、分布合理的新型劳动者队伍将成为新质生产力最重要的基础性核心支撑。
（6）和谐文化煤：煤炭新质生产力将变革各生产单元传统的生产关系。通过管理创新、机制创新、文化创新，形成与新质生产力相适应的生产关系。
部分图片
图1 煤炭生产、消费量与火电占比
图2 煤炭企业经营与安全形势
图3 煤炭工业三化协同发展理念框架
图4 煤炭工业三化协同发展总体架构
图5 煤炭工业全产业链数据高效采集与深度治理技术体系
图6 煤炭工业全产业链知识图谱与智能决策技术体系
图7 煤炭工业智能-绿色-高效开发技术体系
作者简介
刘峰（1967.12—），男，汉族，中共党员，研究员，博士研究生学历，中国矿业大学兼职博士生导师。现任中国煤炭工业协会副会长，中国煤炭学会理事长，煤矿智能化技术创新联盟理事长，全国煤炭标委会主任委员，中国煤炭工业协会技术委员会常务副主任，《煤炭学报》主编。
长期致力于推动煤炭工业科技进步和创新发展，从事行业科技创新的政策、规划、评价和成果转化推广工作；组织制定煤炭行业“十一五”、“十二五”、“十三五”、“十四五”科技发展规划；主持国家能源局“促进煤矿智能化发展研究”等部委纵向课题多项，主持国家重点研发计划“大型矿井综合掘进机器人”课题；组织开展“特厚煤层大采高综放开采成套技术与装备”等多项国家和行业的重大科技攻关项目的培育和实施；组织制订行业技术标准多项，获国家科技进步一等奖1项，省部级科技奖多项；主编《中国煤矿智能化发展报告》《中国煤炭科技四十年1978—2018》等著作多部，发表《我国煤炭工业科技创新进展及十四五发展方向》《双碳背景下煤炭安全区间与绿色低碳技术路径》等引领行业创新发展类文章多篇。近年来，指导和推动晋陕蒙、山东、河南、贵州、新疆等省份重点生产企业率先开展煤矿智能化建设工作，取得了显著成效，提出了“煤矿智能化是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑”等科学理念已成为行业共识。
来源：
刘峰，郭林峰，张建明，等. 煤炭工业数字智能绿色三化协同模式与新质生产力建设路径研究[J/OL].煤炭学报,1-16[2024-03-05].https://doi.org/10.13225/j.cnki.jccs.2024.0091.
