加拿大煤炭工業(yè)綜述

吳金焱

(應(yīng)急管理部信息研究院，北京市朝陽區(qū)，100029)

加拿大煤炭資源極為豐富，煤炭生產(chǎn)以露天開采為主。近些年來，加拿大煤炭產(chǎn)量維持在60～70 Mt/a，動(dòng)力煤和煉焦煤約各占1/2，其中：動(dòng)力煤主要供國(guó)內(nèi)發(fā)電使用，煉焦煤則絕大部分出口。加拿大計(jì)劃在2030年前退出傳統(tǒng)燃煤電力，這一政策對(duì)其國(guó)內(nèi)動(dòng)力煤生產(chǎn)和消費(fèi)影響甚大，一些地區(qū)已退出燃煤發(fā)電，并著力推進(jìn)煤炭退出與轉(zhuǎn)型。

1 煤炭資源

加拿大煤炭資源較為豐富，主要分布在西部地區(qū)，其中90%以上賦存在加拿大西部沉積盆地。

1.1 資源總量

加拿大煤炭資源總量約為100億t，在全球煤炭資源國(guó)家中排第5位。截至2019年底，加拿大煤炭可采儲(chǔ)量6 582 Mt[1]，占全球可采儲(chǔ)量的0.6%，儲(chǔ)采比為130，全球排第16位。在可采儲(chǔ)量中，無煙煤與煙煤為4 346 Mt，次煙煤與褐煤為2 236 Mt。

1.2 資源分布

在加拿大，已在16個(gè)沉積盆地中發(fā)現(xiàn)煤炭資源[2]，煤層年代從泥盆紀(jì)至第三紀(jì)均有分布。加拿大97%的煤炭資源分布在西部省份，東部的安大略、新斯科舍和新布倫瑞克省也有少量煤炭。此外，北部地區(qū)也有煤炭資源，但是勘探程度低。加拿大煤炭資源主要賦存地——西部沉積盆地是加拿大的七大沉積盆地之一，形成于5億年前，從加拿大地盾至落基山脈，橫跨曼尼托巴、薩斯喀徹溫、阿爾伯塔和不列顛哥倫比亞東北部。該沉積盆地內(nèi)45%為次煙煤，主要分布于阿爾伯塔省；14%為褐煤，分布在薩斯喀徹溫省，其余40%為煙煤。

2 煤炭生產(chǎn)

2.1 總體情況

加拿大煤炭生產(chǎn)以露天開采為主，1990-2019年煤炭生產(chǎn)情況如圖1所示。

圖1 加拿大1990-2019年期間煤炭產(chǎn)量

1990-1997年期間，除個(gè)別年份之外，煤炭產(chǎn)量總體是逐年上升的，并在1997年達(dá)到峰值78.65 Mt。1998-2003年期間，產(chǎn)量逐年下降，在2003年達(dá)到階段性低谷值(62.13 Mt)，這一階段主要受傳統(tǒng)煤電退出政策影響，國(guó)內(nèi)動(dòng)力煤需求下滑導(dǎo)致產(chǎn)量削減。2004年之后，煤炭產(chǎn)量開始回升，2007年達(dá)到一個(gè)小高峰(69.54 Mt)，這一階段主要是煤炭生產(chǎn)調(diào)整、增加煉焦煤產(chǎn)量、擴(kuò)大出口所致。自此之后，煤炭產(chǎn)量進(jìn)入一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定期，個(gè)別年份產(chǎn)量下降主要是因個(gè)別煤礦達(dá)到服務(wù)年限關(guān)閉所致。2015年以來，煤炭產(chǎn)量持續(xù)下滑，到2019年產(chǎn)量降為50.50 Mt，傳統(tǒng)燃煤電力退出政策依然是其重要影響因素之一。

2.2 主要省份生產(chǎn)情況

2018年加拿大有生產(chǎn)煤礦24座，其中22座為露天礦，2座為井工礦。主要分布在阿爾伯塔、不列顛哥倫比亞、薩斯喀徹溫和新斯科舍4省(表1)。2018年分省煤炭產(chǎn)量構(gòu)成情況如圖2所示[3]。

表1 加拿大煤礦數(shù)量分布

數(shù)據(jù)來源：加拿大自然資源部圖2 加拿大分省煤炭生產(chǎn)情況(2018年)

(1)阿爾伯塔省。阿爾伯塔省煤炭資源儲(chǔ)量約為60億t，近1/2的面積有煤炭資源，曾長(zhǎng)期是加拿大最大的產(chǎn)煤省，煤炭開采活動(dòng)可以追溯到19世紀(jì)晚期。目前，該省有9座生產(chǎn)煤礦，生產(chǎn)煉焦煤和動(dòng)力煤，年均產(chǎn)量介于25～30 Mt之間。

(2)不列顛哥倫比亞省。不列顛哥倫比亞省是加拿大第二大產(chǎn)煤省，煤炭生產(chǎn)始于19世紀(jì)40年代，當(dāng)時(shí)主要供蒸汽機(jī)使用。目前，該省共有10座生產(chǎn)煤礦，分布于3個(gè)地方，生產(chǎn)的煤炭80%～90%為冶金用煤(煉焦煤)，也生產(chǎn)少量動(dòng)力煤。

(3)薩斯喀徹溫省。薩斯喀徹溫省是加拿大第三大產(chǎn)煤省，主產(chǎn)動(dòng)力煤(褐煤)；現(xiàn)有3座生產(chǎn)煤礦，即比恩菲特煤礦、邊界壩煤礦和楊樹河煤礦，均在埃斯特萬鎮(zhèn)。加拿大的絕大部分褐煤產(chǎn)自薩斯喀徹溫省。該省生產(chǎn)的煤炭約90%用于本地發(fā)電，其余部分通過鐵路運(yùn)送到曼尼巴托省和安大略省(2014年以前)用于發(fā)電。

(4)新斯科舍省。新斯科舍省煤炭資源儲(chǔ)量估計(jì)在30億t，煤炭開采活動(dòng)始于19世紀(jì)20年代，現(xiàn)為加拿大第4大產(chǎn)煤省，有生產(chǎn)煤礦2座。煤炭是新斯科舍省的主要發(fā)電燃料，該省6成電力來自燃煤電站。

3 煤炭消費(fèi)

3.1 總體情況

過去30年，加拿大煤炭消費(fèi)量總體上先增后降，如圖3所示。1990-2000年期間，除個(gè)別年份之外，煤炭消費(fèi)量逐年上升，到2000年達(dá)到近30年的峰值62.68 Mt。隨后，煤炭消費(fèi)量緩慢下降，到2004年消費(fèi)量下降到60 Mt以下，2009年之后出現(xiàn)大幅度下滑。這一趨勢(shì)與加拿大自2001年開始推進(jìn)傳統(tǒng)燃煤電力退出政策密切相關(guān)。

數(shù)據(jù)來源：加拿大統(tǒng)計(jì)局圖3 1990-2018年加拿大煤炭消費(fèi)量變化趨勢(shì)

煤炭不是加拿大一次能源中的主要能源。1990-2001年期間，煤炭在一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比例在10%左右；自2001年以來，受傳統(tǒng)煤電退出政策影響，煤炭在一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比例持續(xù)下降,如圖4所示，從2001年的10.82%下降到2019年的3.93%。

來源：BP世界能源統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)圖4 加拿大一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化情況(1990-2019)

3.2 消費(fèi)結(jié)構(gòu)

加拿大國(guó)內(nèi)消費(fèi)的煤炭主要用于發(fā)電，其他還包括煉焦/制氣以及少量的終端能源使用，如圖5所示。近些年來，加拿大持續(xù)調(diào)整其能源與氣候政策，致力于發(fā)展清潔能源，并明確提出到2030年全部退出傳統(tǒng)煤電。受此影響，電力行業(yè)煤炭消費(fèi)量自2007年以來逐年下降，如圖6所示[4]。

圖5 加拿大歷年煤炭消費(fèi)結(jié)構(gòu)

3.3 主要省區(qū)消費(fèi)情況

加拿大國(guó)內(nèi)消費(fèi)的煤炭近90%用于發(fā)電。阿爾伯塔、安大略、薩斯喀徹溫、新斯科舍、新不倫瑞克和曼尼托巴等省為燃煤發(fā)電，電力用煤情況如圖7所示[5]。

自2001年加拿大開始實(shí)施退出燃煤發(fā)電計(jì)劃以來，包括安大略、阿爾伯塔以及薩斯喀徹溫等主要煤炭消費(fèi)省紛紛采取措施，其中：安大略省在2014年全部退出燃煤發(fā)電；阿爾伯塔省逐步退出燃煤發(fā)電；薩斯喀徹溫省則采取了另一條技術(shù)路線，即對(duì)傳統(tǒng)燃煤發(fā)電廠進(jìn)行技術(shù)改造，研發(fā)應(yīng)用燃煤電廠二氧化碳捕集技術(shù)。

圖6 加拿大歷年電力行業(yè)煤炭消費(fèi)情況

圖7 加拿大分省發(fā)電用煤量情況

4 煤炭貿(mào)易

加拿大是煤炭?jī)舫隹谛蛧?guó)家，煤炭產(chǎn)量將近1/2要出口，主要為煉焦用煤，主要出口國(guó)家為韓國(guó)、日本、印度和中國(guó)，少量出口到美國(guó)。煤炭進(jìn)口方面，加拿大主要從美國(guó)進(jìn)口。加拿大近30年來煤炭進(jìn)出口情況如圖8所示。

2018年，加拿大煤炭出口量約34 Mt，占全球煤炭出口量的2%，在全球煤炭出口國(guó)排第7位；并且97%出口煤為煉焦煤；出口到美國(guó)的煤炭約占煤炭出口總量的3%，占美國(guó)進(jìn)口煤炭量的13%。2018年，加拿大煉焦煤出口量?jī)H次于澳大利亞和美國(guó)，位居世界第3。加拿大煉焦煤主要流向日本和韓國(guó)，主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手是澳大利亞。盡管加拿大和澳大利亞在國(guó)際煤炭市場(chǎng)為直接的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，但他們?cè)诜€(wěn)定煤炭銷售價(jià)格方面也進(jìn)行合作。

加拿大的主要產(chǎn)煤區(qū)在西部，而國(guó)家的工業(yè)中心卻在東部，美國(guó)的主要產(chǎn)煤區(qū)在東部的阿拉巴契亞地區(qū)，其西部太平洋沿岸各州缺煤。這一格局促成了加、美兩國(guó)煤炭彼此互補(bǔ)的“易位貿(mào)易”，即加拿大東部地區(qū)從美國(guó)進(jìn)口煤炭，而加拿大西部地區(qū)生產(chǎn)的煤炭部分就近出口到美國(guó)，以節(jié)省運(yùn)費(fèi)。

圖8 加拿大歷年煤炭進(jìn)出口情況(1990-2018)

5 安全生產(chǎn)與職業(yè)健康監(jiān)管

加拿大煤礦安全生產(chǎn)已形成良性循環(huán)，多年來沒有出現(xiàn)煤礦死亡事故。加拿大的煤礦安全生產(chǎn)與職業(yè)健康主要?dú)w各省和領(lǐng)地政府管理。

5.1 相關(guān)法律法規(guī)

加拿大煤礦安全生產(chǎn)與職業(yè)健康法規(guī)體系由法律、條例、守則、指南等不同內(nèi)容組成[6]。

加拿大所有職業(yè)健康與安全條例都突出了工人的3項(xiàng)基本權(quán)利，即工人對(duì)工作場(chǎng)所安全與健康狀況的危害性有被告知的權(quán)利；工人有以安全與健康委員會(huì)成員或代表身份參與和預(yù)防職業(yè)傷害的權(quán)利；工人有權(quán)拒絕在危險(xiǎn)環(huán)境下工作并不被解雇或處分的權(quán)利。

5.2 相關(guān)機(jī)構(gòu)及職能

5.2.1 聯(lián)邦政府煤礦安全委員會(huì)

根據(jù)《加拿大勞動(dòng)法典》第二部分，聯(lián)邦政府勞動(dòng)部特設(shè)煤礦安全委員會(huì)，成員不超過5名，由勞動(dòng)部部長(zhǎng)任命。委員會(huì)主席由部長(zhǎng)指定，其他成員由煤礦工人代表和煤礦業(yè)主代表組成。委員會(huì)經(jīng)部長(zhǎng)批準(zhǔn)開展相關(guān)工作，每年年底前60 d內(nèi)向部長(zhǎng)提交年度工作報(bào)告。其工作內(nèi)容包括煤礦相關(guān)計(jì)劃或規(guī)程批復(fù)，例如炸藥和雷管的地面貯存場(chǎng)所、電氣系統(tǒng)和設(shè)備、地下運(yùn)輸和提升系統(tǒng)、柴油設(shè)備、充電站、通風(fēng)系統(tǒng)計(jì)劃、增壓鼓風(fēng)機(jī)、消防和供水系統(tǒng)等的批復(fù)。以阿爾伯塔省為例，加拿大煤礦安全生產(chǎn)與職業(yè)健康法規(guī)體系如圖9所示。

5.2.2 省級(jí)政府安全生產(chǎn)與職業(yè)健康監(jiān)管機(jī)構(gòu)

加拿大的煤礦安全生產(chǎn)與職業(yè)健康管理責(zé)任主要在省政府。以產(chǎn)煤大省阿爾伯塔省為例。阿爾伯塔省勞動(dòng)和移民部下設(shè)職業(yè)健康與安全管理局，其主要工作包括職業(yè)健康與安全相關(guān)的教育培訓(xùn)、許可與資格證書、推進(jìn)相關(guān)預(yù)防計(jì)劃、事故統(tǒng)計(jì)以及依據(jù)省級(jí)立法開展工作場(chǎng)所重大事故(包括死亡事故)調(diào)查等，具體工作由職業(yè)健康與安全管理局礦業(yè)處承擔(dān)[8]。

根據(jù)阿爾伯塔省《職業(yè)健康與安全法》，對(duì)本法負(fù)責(zé)的相關(guān)政府部門還應(yīng)依法設(shè)立一個(gè)職業(yè)健康和安全顧問委員會(huì)，由部長(zhǎng)組建，不超過12人。主要職責(zé)包括兩個(gè)方面：(1)就一般性職業(yè)健康和安全問題、特定工況下工人保護(hù)、委員或顧問任命、部長(zhǎng)決策咨詢等中的一項(xiàng)或多項(xiàng)向部長(zhǎng)建言獻(xiàn)策；(2)審查與本法及其管理相關(guān)的事項(xiàng)，并向部長(zhǎng)報(bào)告審查結(jié)果和建議(如有)。

圖9 加拿大煤礦安全生產(chǎn)與職業(yè)健康法規(guī)體系(以阿爾伯塔省為例)

5.2.3 企業(yè)設(shè)立的相關(guān)職業(yè)健康與安全委員會(huì)及代表

《加拿大勞動(dòng)法典》第二部分要求，20 人以上的工作場(chǎng)所必須成立職業(yè)安全與健康委員會(huì)。委員會(huì)職責(zé)主要包括：處理職工健康與安全有關(guān)投訴；參與制定風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防計(jì)劃并監(jiān)督其實(shí)施；對(duì)工人進(jìn)行職業(yè)健康與安全教育；開展健康與安全相關(guān)的調(diào)查研究；督促并為工人提供個(gè)人防護(hù)設(shè)備和服裝、裝置或材料；定期監(jiān)測(cè)與記錄工傷、事故傷害；協(xié)助雇主調(diào)查和評(píng)估員工在有害物質(zhì)環(huán)境中的暴露情況；開展月度檢查，確保工作場(chǎng)所年度檢查全覆蓋等。少于20 人的工作場(chǎng)所必須選派職業(yè)健康與安全代表。

6 煤炭清潔利用與環(huán)境保護(hù)

近些年來，加拿大啟動(dòng)綠色礦業(yè)倡議，支持礦業(yè)公司實(shí)施綠色礦業(yè)技術(shù)創(chuàng)新，改善礦山環(huán)境；通過“國(guó)家遺棄/廢棄礦山倡議”(NOAMI)機(jī)制，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)界、各級(jí)政府部門、非政府組織和原住民等多方合作，共同解決礦業(yè)開采歷史遺留問題，減少對(duì)環(huán)境的影響，推進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。同時(shí)，還通過立法手段，加快推進(jìn)煤炭特別是煤電的退出，以削減溫室氣體排放，降低煤炭利用對(duì)環(huán)境的影響。

6.1 綠色礦業(yè)倡議

2009年5月，加拿大自然資源部啟動(dòng)綠色礦業(yè)倡議，擬從采礦業(yè)全生命周期角度出發(fā)，圍繞減少碳足跡以及污染物排放、提升礦業(yè)過程能源利用效率，創(chuàng)新廢棄物管理、加強(qiáng)資源化利用，關(guān)閉和修復(fù)礦山以及生態(tài)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)管理等主題，支持加拿大礦業(yè)公司創(chuàng)新綠色技術(shù)，改善礦山環(huán)境。其要義是降低碳排放、減少礦業(yè)相關(guān)廢棄物，并最大化減少其在礦山生命周期內(nèi)各個(gè)階段對(duì)環(huán)境的影響。

2016年，加拿大自然資源部發(fā)布《綠色礦業(yè)發(fā)展計(jì)劃》，從尾礦管理、原住民關(guān)系、能源利用、溫室氣體排放、有害物質(zhì)管理、員工培訓(xùn)等方面對(duì)綠色礦業(yè)提出具體要求。

6.2 國(guó)家遺棄/廢棄礦山倡議

加拿大遺棄/廢棄礦山的管理歸各省或領(lǐng)地政府，聯(lián)邦政府主要負(fù)責(zé)北方領(lǐng)地廢棄礦山的管理，聯(lián)邦與各省/領(lǐng)地間通過國(guó)家遺棄/廢棄礦山倡議機(jī)制來協(xié)調(diào)推進(jìn)全國(guó)的廢棄礦山管理工作。該機(jī)制確立于2001年。2002年3月，應(yīng)加拿大礦業(yè)部長(zhǎng)的要求，國(guó)家遺棄/廢棄礦山倡議委員會(huì)成立，并在礦業(yè)部長(zhǎng)的指導(dǎo)下開展相關(guān)工作，下設(shè)社會(huì)參與、資金保障、信息搜集、司法與法律、礦山關(guān)閉以及礦地修復(fù)等工作組，如圖10所示。委員會(huì)秘書處設(shè)在自然資源部。該倡議機(jī)制早些年(2002-2008年)聚焦如何推進(jìn)對(duì)已有廢棄礦山場(chǎng)地進(jìn)行修復(fù)的相關(guān)政策研究；自2009年以來，開始研究在現(xiàn)有政策框架下如何加強(qiáng)礦山關(guān)閉管理，避免新增遺棄/廢棄礦井引發(fā)的相關(guān)問題。

圖10 加拿大廢棄礦山的管理與協(xié)作體系

6.3 煤炭清潔高效利用

加拿大的煤炭清潔利用技術(shù)主要圍繞提高燃燒效率以及污染物排放控制2個(gè)方面開展，并依據(jù)國(guó)家能源和應(yīng)對(duì)氣候變化相關(guān)政策適時(shí)調(diào)整。

在相關(guān)政策方面，加拿大政府2012年出臺(tái)了《削減燃煤電廠二氧化碳排放條例》，要求加拿大所有燃煤電廠把二氧化碳排放量控制在420 t/GW以內(nèi)。2016年底，加拿大宣布到2030年從其能源結(jié)構(gòu)中淘汰煤電。2018年10月，加拿大正式宣布到2030年退出傳統(tǒng)燃煤電力。

在技術(shù)研發(fā)方面，研發(fā)重點(diǎn)在煤氣化技術(shù)和燃燒(富氧或二次燃燒)技術(shù)上。近些年來，加拿大潔凈煤技術(shù)研發(fā)重心逐漸轉(zhuǎn)移到二氧化碳捕集與利用技術(shù)上，圍繞二氧化碳捕集和壓縮工藝技術(shù)的研發(fā)開展了大量工作。相關(guān)技術(shù)研發(fā)工作主要由渥太華研究中心(CANMET(Canada's Center for Mineral and Energy Technology))開展。加拿大已經(jīng)在薩斯喀徹溫省薩斯喀電力公司的邊界壩電廠3號(hào)機(jī)組建成了全球首套商業(yè)化燃燒后二氧化碳捕集裝置[8]。該項(xiàng)目于2011年4月26日獲得加拿大薩斯喀徹溫省批準(zhǔn)建設(shè)，當(dāng)年10月建成投產(chǎn)，二氧化碳捕集能力達(dá)到100萬t/a，相當(dāng)于3號(hào)機(jī)組年排放量的90%。項(xiàng)目中捕集的二氧化碳，大部分銷售給油田，剩余部分用于咸水層封存試驗(yàn)。

7 煤炭工業(yè)未來發(fā)展

加拿大自2001年開始實(shí)施傳統(tǒng)燃煤電力退出政策，2018年10月正式宣布到2030年退出傳統(tǒng)燃煤電力。這些政策已經(jīng)對(duì)加拿大的煤炭工業(yè)特別是動(dòng)力煤的生產(chǎn)與消費(fèi)產(chǎn)生重大影響。預(yù)計(jì)到2030年，加拿大的燃煤電力基本退出，僅存少數(shù)采用CCS技術(shù)的燃煤電廠[9]。

從分省情況來看，安大略省在2014年底全部退出煤電。仍有燃煤發(fā)電廠的阿爾伯塔、薩斯喀徹溫、新斯科舍和新布倫瑞克4省已就淘汰燃煤發(fā)電設(shè)立了時(shí)間表，將采取應(yīng)用新技術(shù)或關(guān)閉燃煤電廠等措施來實(shí)現(xiàn)溫室氣體減排，其煤炭工業(yè)將會(huì)向不同的方向轉(zhuǎn)型發(fā)展。

阿爾伯塔省煤炭生產(chǎn)將轉(zhuǎn)向國(guó)際出口市場(chǎng)。阿爾伯塔省2016年宣布到2030年淘汰燃煤發(fā)電[10]，并已啟動(dòng)相關(guān)煤炭轉(zhuǎn)型計(jì)劃，煤炭開采活動(dòng)仍將持續(xù)，開采出的煤炭主要用于出口，面向國(guó)際市場(chǎng)。不列顛哥倫比亞省僅生產(chǎn)少量動(dòng)力煤，省內(nèi)生產(chǎn)的煉焦煤絕大部分出口，該省煤炭業(yè)受淘汰燃煤電廠相關(guān)政策的影響不大。薩斯喀徹溫省主產(chǎn)煤種為褐煤，作為動(dòng)力煤使用，受相關(guān)政策影響較大，該省擬通過在燃煤電廠開展二氧化碳捕集與利用，來抵消燃煤電廠二氧化碳排放；該省內(nèi)薩斯喀電力公司已經(jīng)在邊界壩電廠建成全球首座商業(yè)化二氧化碳捕集裝置，將捕集到的二氧化碳用于油氣增產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)與油氣行業(yè)的耦合發(fā)展；預(yù)計(jì)未來薩斯喀徹溫省內(nèi)的褐煤生產(chǎn)會(huì)有一定萎縮，但隨著技術(shù)的進(jìn)步，會(huì)維持在一定的水平。