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康红普:煤炭数字化发展战略与技术途径 2023-09-17 16:51:00

摘要:能源新闻网讯,9月16日,2023全球能源转型高层论坛在昌平区未来科学城开幕。论坛期间,还将举行主论坛、九大专题分论坛、签约和揭牌仪式等活动。

能源新闻网讯,9月16日,以“能源安全 绿色转型”为主题的2023全球能源转型高层论坛在昌平区未来科学城开幕。

 

开幕式后,与会领导来到华为、国家能源集团、隆基等展区,参观了论坛举办的科技成果展览展示。论坛期间,还将举行主论坛、九大专题分论坛、签约和揭牌仪式等活动。

 

下面是九大专题分论坛之2023“能源谷”建设发展论坛活动中中国煤炭科工集团首席科学家 中国工程院院士康红普先生的发言:

 

尊敬的各位领导,各位专家,大家下午好!刚才谢和平院士作了一个非常精彩的报告,涉及到全部的能源,特别是颠覆性的技术,掌握在中国人手中,非常地自豪。我是搞煤炭,所以今天给大家汇报煤炭数字化发展战略与技术途径。

 

分五个方面给大家汇报:

 

1.数字化发展已成为全球共识

 

世界各国纷纷制定数字化发展战略,利用数字化转型增强传统产业竞争力,美国、欧盟、加拿大、韩国等等大概有170多个国家宣布了国家数字化发展战略。

 

在能源方面,以美国、欧盟为代表的主要发达国家出台了一系列相关政策,促进能源数字化转型和发展。比如美国以智能电网为基础,不断推进能源领域数字化转型,欧盟也在不断推进能源系统的数字化转型。德国应用数字技术推进能源转型,包括2016-2020年实施“智慧能源展示计划”,英国也在不断推进数字能源系统,发布了一系列政策文件。日本也在发展能源信息,提升能源网络。

 

2.党中央高度重视数字化发展

 

党的十八大以来,以习近平同志为核心的党中央高度重视数字化发展,明确提出建设数字中国,数字化作为改造提升传统动能,培育发展新动能的重要手段,已上升为国家战略。

 

3.我国加强推进数字化发展进程

 

在经济新常态的影响下,实体经济与数字技术已经深度融合成为经济发展的主流模式。“十三五”期间,我国在数字化数字经济方面取得了非常瞩目的成就。数字经济占GDP的比重由2005年的14.2%提升至去年的41.5%,总量已经达到50.2万亿元。可以说我们国家的经济现在正在从工业经济的模式向数字经济的模式转变。

 

4.数字化赋能能源行业高质量发展

 

对于能源行业数字化正在赋能推动高质量发展,包括能源产业基础高级化、产业链现代化,数字转型已经成为重要的引擎。能源的数字化,包括能源行业降本增效,升级能源消费的模式,创新能源行业服务新业态,以及适应能源行业多元需求。

 

5.煤炭工业数字化发展加速

 

煤炭是我国的主体能源。2022年全国煤炭产量达到45.6亿吨,这是历史最高水平,2021年才41.3亿吨,到2022年增加了4.3亿吨。煤炭消费量占能源消费总量的56.2%,煤炭开发利用向绿色、智能、清洁、高效、低碳发展,这是必然的要求,因为我们国家的资源禀赋就是煤炭比较丰富。随着信息化和数字化两化融合加速推进,煤炭在新基建做了很多工作,包括5G数据中心等数字化基础设施不断升级,初步能满足信息化的需求。另外,好几百个煤矿建成了5G网络,在地面上非常容易,但下到五六百米甚至一千米的井下,5G建设还是非常有难度的,已经有好几百个煤矿建成了5G煤矿。

 

这些数字技术已经加速和煤炭井下场景不断融合,比如说现在露天煤矿,自动驾驶技术已经推广应用,设备已经达到上百台。在行业内,煤炭企业整合优势资源,将信息技术、数字经济作为企业未来发展的重要产业板块。有好多行业外也进军煤矿,比如说华为。我们央企在数字化方面起到了引领的作用,你像国家能源集团,以建设具有全球竞争力的世界一流能源集团为目标,开展了集团数字化转型顶层设计,推进煤炭数字化转型的工作。

 

另外一个就是煤矿智能化建设进入快速发展的阶段,智能化的煤矿由原来的200多个增加到去年的将近600个。智能化产能也从原来8.5亿吨增加到19.4,将近20亿吨,各种条件都实现了智能化开采。

 

不仅仅是智能化开采,服务于煤炭的数字化、数字产业也从无到有逐步壮大。煤炭信息公司营业收入达到了122亿元,煤炭信息产业营收同比增长了30%多,实现利润同比增长48.3%,虽然规模比较小,但是已经起步,而且增速还是比较快的。

 

总的来说,煤炭工业数字化水平整体上还是落后于整个能源系统,表现在煤炭行业数字化转型难度大于其他行业,因为煤炭都是在井下开采,地下条件非常复杂,好多地面上可用的设备技术在井下不能用。另外就是数字化基础设施仍需要完善和提升。第三个人才队伍不行,还没有形成驾驭数字的能力,另外就是关键核心技术没有深度赋能煤炭行业的发展。

 

所以煤炭是我国现代能源体系的压舱石,在数字经济加快发展,“双碳”目标加速推进等新形势下,抢抓数字经济发展机遇,推进煤炭数字化转型,形成煤炭工业数字化发展新优势,对提高煤炭工业高质量发展以及全国的能源转型有非常重大的意义。

 

二、煤炭工业数字化发展的内涵与评价

 

首先是数字化的内涵,大家都很清楚,我在这里不说了,数字化是信息化的高级阶段,智能化是数字化发展的目标之一。对于煤炭工业的数字化内涵,就是以数据要素创新驱动为核心,以煤矿信息化、网络化建设为基础,应用新一代信息技术、数字技术变革煤炭资源开发和利用的方式,优化重构业务流程与组织管理模式,提升煤炭行业治理体系和能力,实现全要素数字化转型,构建柔性系统煤炭生产供应系统。什么叫柔性?要多少煤炭产多少煤炭,而不是产得越多越好。推动煤炭行业实现以安全高效、清洁低碳、绿色智能为特征的高质量发展,这就是煤炭数字化内涵。

 

另外我们还确定了煤炭工业数字经济的内涵,就是在煤炭产业数字化的基础上,以数据资源,现代信息网络、信息通信技术推动效率提升和经济结构优化的一系列煤炭领域经济活动,包括煤炭产业数字化和数字产业化两个方面。同时我们测算了目前煤炭工业数字经济的规模,因为以前没有测算过,我们测算了大概是七千亿到八千亿,占煤炭工业总产值的15%左右,主要以产业数字化为主导占98%,数字产业化占比很小。

 

有了定义以后,我们提出了评价煤炭工业数字化的指标体系。从煤炭工业、企业、煤矿三个层次建立我国煤炭工业数字化发展评价指标体系。每个层级设立三个维度的指标,第一个就是就绪度,主要是指数字化基础,第二个是成熟度,指数字化的应用,第三个是贡献度,指数字化效益。这是煤炭工业数字化发展的评价指标,就绪度、成熟度、贡献度,包括数字化基础、应用、效益还有二级指标和三级指标。下面是煤炭企业数字化评价指标和行业稍微有所不同,更偏重企业的特点。这是煤矿数字化评价指标,主要偏重于智能化建设和煤炭开采。

 

有了这些指标以后,我们建立了评价模型,DDI我们划分了三个发展期,成熟期、发展期、发育期,划了六个等级。先看一下煤炭工业数字化水平,2017-2021年,我国煤炭工业数字化发展指数大致处于0.2-0.4之间并稳步提升,2020年后增长速度显著加快。另外选取了中央企业国家能源集团,分析了它的数字化指标,2021年是0.6195,跨入了成熟期的水平。然后我们调研了国家能源集团下面六个煤矿,这六个煤矿是有典型代表的,有金凤煤矿、露天煤矿,有相对规模小的煤矿,我们进行了计算,整体发展水平是处于发展期的第四期到成熟期的第五级。我们对陕西煤化集团也进行了评价,达到了0.53的水平,达到了四级水平。另外对陕煤化几个煤矿进行了评价,最高的达到了将近0.7。

 

三、煤炭工业数字化发展战略

 

有了评价有了指标之后,下一步煤炭工业数字化怎么发展,有什么战略?我们制定了蓝图和发展目标,煤矿要成为安全智能的煤炭数字化生产车间,煤炭企业成为创新高效的煤炭数字化管理平台,煤炭行业成为柔性协同的煤炭产品数字化供应体系,煤炭工业全方位数字化转型加快,煤炭数字经济规模不断壮大,实现安全高效、清洁低碳。这是我们定的蓝图。

 

有几个阶段,一个是煤炭工业数字化2.0,到2025年定了一些指标,包括智能化的产能还有数字经济规模,数字化指标达到0.5。到2035年,煤炭工业数字化3.0,煤炭工业数字化指标要达到0.8。展望2050年,就是建立新中国一百年,建立煤炭行业数据资源共享机制,智能化产能要达到百分之百,煤炭工业数字化指标接近1,这是我们的最终目标。

 

为了实现这些目标提出来战略路径叫“1122”战略路径,要夯实煤炭数字化基础设施,强化煤炭数字化人才支撑,增强煤炭数字化关键能力,优化煤炭数字化发展环境。夯实煤炭数字化基础设施包括感知、通信、大数据中心,以及提升5G网络,建设一批5G煤矿。增强煤炭数字化两大关键能力,包括加快数字化技术融合创新,强化网络与信息安全保障。优化煤炭数字化两个发展环境,一个是要构建数字产业生态,第二个要构建开放共赢的合作格局,通过煤炭系统以及非煤系统的共同努力建立系统发展机制。强化煤炭数字化人才支撑,因为现在最缺的就是人才,包括专家支持和人才引进,校企合作,增加数字化专业等等。

 

四、煤炭工业数字化发展关键技术需求

 

煤炭勘察设计数字化技术需求,首先资源要勘探清楚,包括高精度的勘查技术,井下复杂环境感应技术,透明矿井等等。第二个是煤炭智能柔性供给数字化技术,包括掘进、开采等等一系列关键技术。第三个是煤炭安全与灾害控制数字化技术需求,保证不了安全,煤炭生产无从谈起。第四个是煤机装备智能制造数字化技术需求,智能制造信息化系统,以及工业机器人技术等等。第五个是煤炭清洁高效利用数字化技术需求,煤炭是高碳能源,怎么样实现低碳利用?煤炭如果能够实现低碳利用照样是经济清洁低碳的能源。所以要在新型发展技术上,井下煤炭气化,井下CCUS方面要做大量的工作,包括煤炭伴生资源开采,能够大幅度减少煤炭利用产生的二氧化碳,实现高碳能源低碳利用。

 

五、煤炭工业数字化发展建议与展望

 

更好发挥煤炭数字化的作用,我们建议第一要出台煤炭数字化发展规划,系统规划煤炭数字化发展路径、蓝图和目标。第二是     搭建煤炭行业大数据中心,所有的数字化、智能化基础是数据,没有大数据无从谈起,所以要搭建煤炭行业大数据中心。第三是建立煤炭数字化技术实验室,针对煤炭行业的特点,建设全国重点实验室,实质是国家实验室来进行数字化技术的攻关,解决煤矿井下数字化、智能化的关键核心技术。第四是加大煤炭数字化转型投入,干什么事都需要钱,煤矿安全现在有了非常明显的好转,主要就是国家投入非常大。所以也建议煤矿数字化投入大量的资金,与国家地方企业共同支持煤炭数字化转型。第五是建设国家级煤炭数字化人才培养基地,人才是最基本的,必须要引进一大批,培养一大批数字化人才,才能推进煤炭数字化高质量发展。

 

谢谢大家!

 

本文系能源新闻网整理自康红普在全球能源转型高层论坛中九大专题分论坛之2023“能源谷”建设发展论坛演讲实录,未经本人审阅。