從烏金變綠金，煤企已過萬重山

王晴

先讓時間回到3年前。

2020年9月，中國“碳達峰”“碳中和”兩大目標，在第75屆聯(lián)合國大會上被明確提出。 2030年、2060年，兩個目標實現(xiàn)的時間點，讓能源領(lǐng)域的轉(zhuǎn)型變得如此迫切。外部環(huán)境在向“低碳”系統(tǒng)性轉(zhuǎn)型，身在上游的煤炭企業(yè)，也在綠色之下走入了發(fā)展難題。

轉(zhuǎn)型的信號早已顯露，早在2016年去產(chǎn)能時期，煤炭領(lǐng)域的變革便已開始發(fā)生。經(jīng)歷幾輪煤價跌宕，置身事內(nèi)的從業(yè)者慢慢發(fā)現(xiàn)，在保供的大前提下，降產(chǎn)能的步子不可邁得太大。若要綠色發(fā)展，從生產(chǎn)端、加工端和銷售端一路望去，處處都是可提升的空間。

在提出雙碳目標的同年，山西國有煤炭企業(yè)也陸續(xù)開啟了下一步。彼此將家底數(shù)了一遍后，在山西省國資運營公司的主導下，煤企按照煤種及發(fā)展方向分類，重新形成了晉能控股集團、山西焦煤集團、潞安化工集團和華陽新材料科技集團四大國有煤企，是謂專業(yè)化重組。

重組，只是個引子。

分類整合后，處于能源供應鏈上游的老牌企業(yè)，如何圍繞煤，蹚出新路？這其實是煤企一直在面對的老問題。

在一步緊跟一步的探尋中，企業(yè)們漸漸發(fā)現(xiàn)，“綠色”與“發(fā)展”不是蹺蹺板的兩頭，而是同一條道路。

“猛獸”入籠，為我所用

“瓦斯不治，礦無寧日。”礦工岳愛建清晰地記得，20年前的礦上，四處寫著類似的標語。

瓦斯爆炸，是煤礦事故中最嚴重的一種。事故一旦發(fā)生，其沖擊波將隨著氣浪，席卷井下巷道，整個礦都可能被炸毀。

彼時，瓦斯無法控制，甚至有說法道，礦工只有上了井，才是個人。因為，身在井下，無人知道下一秒會發(fā)生什么。

煤礦瓦斯，是煤層氣與空氣混合形成的氣體。煤層氣是被吸附在煤層微孔中的甲烷氣。在煤礦開采時，采煤的巷道被開拓出來，導致煤層壓力降低，煤層氣便會離開煤體，涌入巷道中。

國內(nèi)，高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井約占所有生產(chǎn)煤礦的一半，而約85%以上的煤礦，為井工開采，這也意味著一旦煤礦瓦斯事故發(fā)生，極易造成群死群傷。

治理煤礦瓦斯，綜合利用煤層氣，是煤企構(gòu)筑安全高效能源體系的關(guān)鍵一步。

早在上世紀90年代，原晉煤集團（現(xiàn)為晉能控股裝備制造集團），便在礦區(qū)開采主場向西轉(zhuǎn)移的過程中，死磕上了煤層氣這頭“猛獸”。

當時，煤礦瓦斯治理主要依靠井下抽采，但受時空限制，預抽時間短，極易造成瓦斯超限，并引發(fā)瓦斯事故。90年代初，為治理煤礦瓦斯災害，晉煤集團引進了國外地面煤層氣開發(fā)技術(shù)，探索從地面超前預抽采煤層氣。

這是一個短期內(nèi)資金投入遠大于回報的工作。

煤與煤層氣共采國家重點實驗室的科研秘書張典坤解釋，由于晉城地區(qū)所產(chǎn)煤種屬無煙煤，雖然含氣量高，但致密性強，煤層氣滲透率很差，當時參與煤層氣開發(fā)的外國公司認為，這是煤層氣地面開發(fā)的禁區(qū)，不可能成功。

2000年前后，在測算過經(jīng)濟效益后，合作的外資公司因抽采出的天然氣價格過低，開發(fā)投入高，無法滿足經(jīng)濟價值，撤資離開。2003年，晉煤集團單獨成立藍焰煤層氣有限公司，自主探索煤層氣的地面開采技術(shù)。

被視作“鐵板一塊”的無煙煤煤層，如何才能讓其將吸附的氣體放出？張典坤說，當時，參與開發(fā)的技術(shù)人員做了個顛覆傳統(tǒng)油氣開發(fā)技術(shù)的嘗試，即將歷來使用的“泥漿鉆進”改為“清水鉆進”，并改高壓放噴為定壓排采。

無論是煤與煤層氣共采，還是保水開采、充填開采、智能化礦井建設，在更規(guī)范與綠色的開采探索中，煤炭企業(yè)正悄然從“高耗，高?！钡墓逃杏∠笾修D(zhuǎn)型開去。

原本，為了讓鉆井液能更好地攜帶鉆井雜質(zhì)上來，傳統(tǒng)油氣鉆井都使用泥漿做鉆井液。但在實踐過程中，研究員們發(fā)現(xiàn)，泥漿會將煤層原生的孔隙堵塞，導致煤層氣更難以釋放。改用清水鉆井，再進一步用活性水將煤層壓裂，都是為了制造更多裂縫。

而為了讓煤層氣更好地釋放，從吸附狀態(tài)轉(zhuǎn)為游離狀態(tài)，研究人員再在井筒中創(chuàng)造了一個定壓低壓排采條件，讓煤層氣能從管中流出。

如今，像使用了煤與煤層氣共采技術(shù)的成莊礦，其瓦斯抽采率能達84%以上。配合后續(xù)探索出的井上下聯(lián)合抽采技術(shù)，先采氣，后采煤，晉能控股如今的大部分高瓦斯煤礦，已經(jīng)實現(xiàn)了“高瓦斯礦井，低瓦斯開采”。2006年以后，率先使用了共采技術(shù)的晉城礦區(qū)，再沒發(fā)生過瓦斯傷人事故。

“這些技術(shù)，現(xiàn)在說起來簡單，但當時都要下很大的決心。”張典坤回憶說。

驅(qū)動研究者們?yōu)榇藠^斗十余年的，并不是經(jīng)濟利益，而是安全所需。據(jù)晉能控股戰(zhàn)略發(fā)展部介紹，即使在如今，煤礦瓦斯單獨的經(jīng)濟效益也不高。只有在疊加煤層氣補貼、保供保產(chǎn)等因素的情況下，煤與煤層氣共采才是一個有綜合經(jīng)濟效益的行為。

但企業(yè)仍在持續(xù)投入。幾乎每一個相關(guān)人士都強調(diào)：“對煤炭企業(yè)來說，它最大的效益就是安全?！?/p>

在今年9月的太原能源低碳發(fā)展論壇上，煤與煤層氣共采，被視為煤炭企業(yè)雙碳達標最現(xiàn)實、最經(jīng)濟可行的路徑之一。由于甲烷的溫室效應是二氧化碳的20余倍，開采煤層氣，相當于在安全生產(chǎn)的同時，既補充我國缺少的天然氣資源，又有效降低溫室氣體排放。

在煤礦整合重組后，更多的開采技術(shù)標準也在逐步推廣。無論是煤與煤層氣共采，還是保水開采、充填開采、智能化礦井建設，在更規(guī)范與綠色的開采探索中，煤炭企業(yè)正悄然從“高耗，高?！钡墓逃杏∠笾修D(zhuǎn)型開去。

轉(zhuǎn)向市場思維

國有煤企向來承擔著保供需求，但在部分生產(chǎn)礦區(qū)資源走向衰竭，外部環(huán)境不穩(wěn)的背景下，如何在綠色的前提下提高自己的盈利能力，也成了企業(yè)發(fā)展必須要面對的問題。

最早的契機來自幾次閑談。山西焦煤集團（下稱山西焦煤）的高層發(fā)現(xiàn)，每每與銷售端開會或聊天，集團的銷售人員總會表示，有企業(yè)指名要買特定某個礦區(qū)的煤。

被指定的煤，往往含硫量更低，多項指標超過實際使用需求。下游企業(yè)若買得這類煤回去，再自己配些指標略低的煤，便可用買少量優(yōu)質(zhì)煤的價格，獲得更多符合使用標準的煤量。

“山西有840多座煤礦，我們住在煤窩窩里頭，”楊彥群說，“一旦礦井面臨資源枯竭，我們就關(guān)掉，但人還要生活，那怎么辦？”

“我們的煤太好了，就相當于味精一樣?！苯姑荷鷳B(tài)環(huán)保部一級專家霍雪萍笑稱。

下游企業(yè)的配煤需求，引起了山西焦煤的注意。若本公司產(chǎn)的精煤賣到下游后，變成了其他企業(yè)加工為配煤的原材料，這個加工增值的利潤，為何不由我們來做？此外，不同的鋼廠客戶，也往往有不同的煉焦煤需求。種種動向，在這個一向以生產(chǎn)端為銷售中心的企業(yè)內(nèi)部，種下了一些轉(zhuǎn)變的種子。

進一步的撬動，來自走出去的經(jīng)驗。

2020年夏末，山西焦煤技術(shù)中心主任楊彥群前往河北邯鄲的煉焦煤企業(yè)交流。該企業(yè)給他介紹道，如今，他們已能根據(jù)不同的需求，提供102種配煤。

友商的發(fā)展，讓楊彥群有了想法。

正逢山西焦煤重組，重組后的新焦煤集團，共有百余座煤礦，能生產(chǎn)的煤種齊全，是得天獨厚的資源稟賦。憑借全煤種優(yōu)勢，山西焦煤配什么煤不行？

這樣的設想，在后續(xù)的交流會中得到進一步確認?！芭涿簩嶒炇摇钡钠髣澅簧蠄笾辽轿魇】萍紡d后，因其能綜合利用煤炭資源，與科技廳期待的企業(yè)低碳高效發(fā)展模式如出一轍，該計劃迅速得到了通過。

2021年7月，“煉焦煤智慧評價與高效利用山西省重點實驗室”成立，主要研究高效利用不同煤種，配出符合市場需求的煤，以提高企業(yè)的市場定價權(quán)和產(chǎn)品競爭力。企業(yè)“精煤制勝，配煤優(yōu)勢”的發(fā)展戰(zhàn)略，也在逐步確立。

這一以市場為導向、提升企業(yè)產(chǎn)品價值的精益化經(jīng)營路徑，在鋪龍灣礦井的實踐中得到了肯定。

據(jù)楊彥群向南風窗介紹，鋪龍灣礦井為一個資源衰竭型礦井，產(chǎn)能已逐漸下降。但由于礦井基本員工數(shù)、排水通風量不變，礦井一度僅為盈虧堪堪平衡的狀態(tài)；靠礦井為生的職工，陷入收入下降的窘境。

為找到新的收入增長點，鋪龍灣礦井的職工改造了選煤廠的上煤系統(tǒng)，引入外部煤炭，和本礦生產(chǎn)的煤礦進行配洗。通過配洗后，細分出的多種配煤以更高的價格售出。2022年，依靠精益化售賣配煤，普龍灣礦井營收達一個億。

“山西有840多座煤礦，我們住在煤窩窩里頭，”楊彥群說，“一旦礦井面臨資源枯竭，我們就關(guān)掉，但人還要生活，那怎么辦？”

無論是增強企業(yè)競爭力、發(fā)展全產(chǎn)業(yè)鏈，還是提高煤炭利用率，配煤都是一條必須走的路。

送走煤礦，邁入藍海

煤，當然重要，但只賣煤，即使是精煤、配煤，也仍然是單一產(chǎn)業(yè)。要應對未來的變化，擺脫“一煤獨大”，煤企仍要尋找多重出路。

專業(yè)化重組后，華陽新材料科技集團（下稱華陽新材）送走了能貢獻一半產(chǎn)能的煤礦，僅剩下八座生產(chǎn)煤礦，及兩座在建煤礦，以作基礎(chǔ)的資金支持。輕裝出發(fā)，他們要在新能源領(lǐng)域排頭探路。

按照先行一步的歐洲經(jīng)驗，隨著能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，社會對傳統(tǒng)化石能源的依賴度下降，意味著對以風能、太陽能為代表的新能源的需求增長。

據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會發(fā)布的《中國電力行業(yè)年度發(fā)展報告2023》，2022年，風能和太陽能合計新增發(fā)電裝機占全部新增發(fā)電裝機的62.5%，新能源已成為新增發(fā)電裝機的主體。若不提前布局新能源，在碳達峰后，煤企在能源領(lǐng)域的重要性將大大下降。

破局的關(guān)鍵之處，在電化學儲能。

與傳統(tǒng)化石能源相比，受自然條件影響，新能源的發(fā)電不穩(wěn)定，電力供需雙側(cè)波動性更強。要穩(wěn)定新能源的供給，發(fā)展儲能可謂一條必由之路。當前，從中國已投運的儲能項目來看，抽水儲能仍為主要裝機結(jié)構(gòu)，占比3/4以上。

“建造水庫蓄能需要一定的地理條件，不是所有地方都能建起來。”華陽產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究總院的副院長蒯平宇對南風窗介紹道，當電化學儲能通過規(guī)?；a(chǎn)降低成本，其靈活、分散的優(yōu)勢便將體現(xiàn)出來。

尋找轉(zhuǎn)型方向時，華陽留意到，煤炭可以是電化學儲能電池的負極材料來源。由于集團本身擁有優(yōu)質(zhì)無煙煤礦區(qū)，華陽意圖借助其本身研究碳材料的基礎(chǔ)，步入電化學儲能領(lǐng)域。

但在當前，儲能領(lǐng)域競爭激烈。早在新能源汽車布局時，以鋰離子電池為主體的電化學儲能領(lǐng)域已吸引了各家企業(yè)下場競技。如今，這類電化學儲能占國內(nèi)已投運新型儲能項目裝機量的94%，且其中有成熟產(chǎn)業(yè)鏈的品牌企業(yè)正引領(lǐng)著市場。

傳統(tǒng)煤企若貿(mào)然入場，勝算并不大。

事情仍有轉(zhuǎn)機。由于鋰離子電池的正極材料鋰的來源主要依賴進口，且市場價格波動較大，若要進一步鋪設新型儲能設施，鋰離子電池的成本及資源儲備量，都是其中的制約因素。

正逢中科院物理所研制出一款用鈉替代鋰的電池正極材料，用這種材料制作的鈉離子蓄電池呈現(xiàn)出低成本、高可得性、寬溫度區(qū)間和高安全性的種種優(yōu)勢。華陽新材看到了其中的發(fā)展希望，2022年，華陽新材與中科海鈉達成合作，下設華鈉芯能有限公司，使用中科院物理所研制出的鈉離子蓄電池制備技術(shù)，探索其產(chǎn)業(yè)化道路。

在從業(yè)者看來，煤炭在一定時期內(nèi)，仍有不可替代的地位，但他們早已不能高枕無憂。

鈉離子蓄電池的發(fā)展，尚為一片藍海，誰先奪得先機，能研制出高合格率和低成本的產(chǎn)品，誰便更有可能站穩(wěn)腳跟。

據(jù)蒯平宇介紹，華陽是全國首家實質(zhì)性打造鈉離子電池全產(chǎn)業(yè)鏈的企業(yè)。但從實驗室到工廠，仍然是一條要不斷調(diào)試的路徑。

“剛開始生產(chǎn)時，我們的產(chǎn)品一次性良品率（直通率）只有9%?！币幻A鈉芯能的工作人員表示，剛上生產(chǎn)線時，由于鈉離子電池的制備基本按照鋰離子電池的制備方式制作，兩種材料的結(jié)構(gòu)差異，讓每道制作工序都要重新調(diào)整。如今，華鈉芯能生產(chǎn)的鈉離子電池一次性良品率已能達到80%以上。

蒯平宇認為，盡管與鋰離子電池90%左右的一次性良品率有一定差異，但隨著生產(chǎn)工藝的改進，這個差距能很快補齊。

產(chǎn)業(yè)鏈的搭建之外，更大的優(yōu)勢來源于華陽自有的應用市場。

鈉離子電池受制于其單位體積內(nèi)的電池容量比鋰電池小，在新能源汽車上的應用可能受限，但在不追求輕便的儲能場景中，鈉離子電池的低成本和高安全性的優(yōu)勢便凸顯出來。

在華陽未來的規(guī)劃中，鈉離子電池將先被用作礦井的應急電源，并在此基礎(chǔ)上，逐步進行優(yōu)化和推廣。

第一批入場且已有完整產(chǎn)業(yè)鏈的華陽，似乎找到了一條發(fā)力之路。談及未來，蒯平宇開玩笑說，或許他們也能成為電池的頭部企業(yè)。

當下，由于整個綠色經(jīng)濟的市場尚未完善，煤企在新材料、新技術(shù)上的探索，仍然呈現(xiàn)投入大于回報的局面。煤炭企業(yè)的發(fā)展，仍需要在煤的基礎(chǔ)上延伸，這是資源稟賦，也是當下所需。

在從業(yè)者看來，煤炭在一定時期內(nèi)，仍有不可替代的地位，但他們早已不能高枕無憂。

“碳達峰”的日子近在眼前，借著煤炭的最后一股好風，煤企們急于盡早尋到一條轉(zhuǎn)型的青云路。它們的步子邁得不算太大，但在前進的方向上，已經(jīng)留下腳印。