能源安全形勢(shì)嚴(yán)峻科技如何助力能源保供?

剛過去的7月,全國(guó)大部分地區(qū)持續(xù)高溫,多省用電負(fù)荷創(chuàng)下歷史新高,帶動(dòng)電煤需求大增。

放眼全球,歐洲也在這個(gè)夏天經(jīng)歷了兩輪熱浪的侵襲,疊加地緣政治因素影響,國(guó)際煤炭?jī)r(jià)格持續(xù)上行。

供給不足已成為全球范圍內(nèi)煤炭的核心矛盾。對(duì)中國(guó)而言,由于煤炭是中國(guó)的主導(dǎo)能源(能源消耗占比60%左右),自雙碳、能耗雙控政策被提出后,煤炭產(chǎn)能亦持續(xù)退出。尤其是2021年下半年以來,疊加當(dāng)時(shí)下游出口制造加工需求大增,2021年煤炭供需缺口進(jìn)一步加大,動(dòng)力煤價(jià)格一度突破歷史新高達(dá)到1187元/噸,甚至出現(xiàn)區(qū)域性拉閘限電。

進(jìn)入2022年,煤炭供給瓶頸仍存,而地緣沖突致使海內(nèi)外煤價(jià)倒掛,進(jìn)一步支撐國(guó)內(nèi)煤炭?jī)r(jià)格高企。目前國(guó)內(nèi)動(dòng)力煤主力期貨價(jià)格穩(wěn)定在800-900元/噸區(qū)間內(nèi),相比2021年8月下旬至10月中旬的高價(jià)區(qū)間已經(jīng)明顯回落,但仍高于去年同期500-600元/噸的平均價(jià)位。

能源安全形勢(shì)嚴(yán)峻,保供政策頻出

去年以來國(guó)內(nèi)煤電階段性供應(yīng)緊張問題突出,煤炭等相關(guān)能源價(jià)格創(chuàng)下多年新高,為切實(shí)解決能源安全,黨中央、國(guó)務(wù)院密集出臺(tái)一系列煤炭增產(chǎn)保供與市場(chǎng)調(diào)控政策。

相關(guān)金融政策也配套出臺(tái),支持能源保供戰(zhàn)略。5月4日,央行宣布將增加1000億元支持煤炭清潔高效利用專項(xiàng)再貸款額度,專門用于支持煤炭開發(fā)使用和增強(qiáng)煤炭?jī)?chǔ)備能力,有助于進(jìn)一步釋放煤炭先進(jìn)產(chǎn)能,保障能源安全穩(wěn)定供應(yīng)。此次專項(xiàng)再貸款包含智能化礦山建設(shè),為智慧礦山生態(tài)形成提供更多資金儲(chǔ)備。

在此背景下,智慧礦山無人化科技的發(fā)展突飛猛進(jìn),為提速開展智能化煤礦建設(shè)提供了優(yōu)良的技術(shù)基礎(chǔ),我國(guó)能源企業(yè)將能源保供與科技創(chuàng)新緊密關(guān)聯(lián),持續(xù)增加先進(jìn)產(chǎn)能的比重,有效發(fā)揮煤炭的兜底保障作用,助力全國(guó)煤炭生產(chǎn)供應(yīng)保障能力的增強(qiáng)。

智慧礦業(yè)時(shí)代已至,科技助力煤炭保供

煤礦及其開采是我國(guó)實(shí)現(xiàn)煤炭保供的核心要素。“5G+”、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等信息數(shù)字化技術(shù),已經(jīng)越來越多出現(xiàn)在煤炭的開采上。

中國(guó)緯度最高的大型露天煤礦——寶日希勒露天煤礦承擔(dān)著東北三省煤炭保供的艱巨任務(wù),每年冬季到來后,動(dòng)輒零下四五十度的低溫天氣讓礦卡司機(jī)苦不堪言,影響作業(yè)效率。

為了解決這一問題,更好實(shí)現(xiàn)保供重任。國(guó)家能源集團(tuán)找到了由中科院自動(dòng)化所孵化的“國(guó)家隊(duì)”背景能源科技企業(yè)慧拓,雙方在2020年初共同在寶日希勒煤礦推進(jìn)智慧礦山建設(shè)項(xiàng)目。

該項(xiàng)目在2021年已實(shí)現(xiàn)零下42度極寒工況下,220噸無人駕駛礦卡5車編組連續(xù)安全員下車“真無人”運(yùn)行、全天候不間斷作業(yè),目前已在無安全員狀態(tài)下連續(xù)運(yùn)行超過1年。該項(xiàng)目填補(bǔ)了當(dāng)前極寒地區(qū)礦山設(shè)備無人化技術(shù)領(lǐng)域的多項(xiàng)空白,在國(guó)內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域起到示范引領(lǐng)作用,經(jīng)驗(yàn)可復(fù)制推廣。

2022年二季度,該項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了場(chǎng)地開放狀態(tài)下,有人駕駛車輛和無人駕駛車輛混編的安全員下車運(yùn)行,達(dá)成了全流程、全天候、全時(shí)段的“真無人”自動(dòng)駕駛。近日該項(xiàng)目榮獲第五屆全國(guó)設(shè)備管理與技術(shù)創(chuàng)新成果獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)。

而在煤炭產(chǎn)量居全國(guó)地級(jí)市中第三、在山西的煤炭產(chǎn)業(yè)中有著舉足輕重地位的山西省朔州市,一場(chǎng)礦山智慧化改造也在轟轟烈烈的進(jìn)行。

央企中煤能源集團(tuán)旗下的中煤平朔集團(tuán)安太堡露天煤礦總面積376平方千米,產(chǎn)量1533噸/年,是中國(guó)改革開放第一家中外合資企業(yè),是當(dāng)時(shí)引進(jìn)外資額度最大、現(xiàn)代化程度最高的中外合作項(xiàng)目,被譽(yù)為“中國(guó)改革開放試驗(yàn)田”。

2020年,慧拓與中煤集團(tuán)、中煤平朔集團(tuán)共同攜手,在平朔安太堡露天煤礦建立了國(guó)內(nèi)首個(gè)智慧礦山開發(fā)測(cè)試基地,真實(shí)模擬露天礦不同氣候條件下的各種作業(yè)場(chǎng)景,詳細(xì)驗(yàn)證了露天礦大型礦用自卸卡車無人駕駛項(xiàng)目的安全性和實(shí)效性,打造了我國(guó)最早落地“真無人”、“安全員下車”5G+智慧礦山項(xiàng)目。2021年初,安太堡露天煤礦智慧礦山開發(fā)測(cè)試基地項(xiàng)目獲得驗(yàn)收。

有了第一次的成功,中煤集團(tuán)、中煤平朔集團(tuán)決定再次與慧拓合作,加大智能化建設(shè)力度,在平朔東露天煤礦共同打造的5G+無人駕駛智慧礦山項(xiàng)目。2021年10月,慧拓完成全部車輛的改造工作。11月,在中煤集團(tuán)平朔東露天煤礦現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)平盤,通過1臺(tái)電鏟+7臺(tái)礦卡+13臺(tái)輔助設(shè)備協(xié)同編組化運(yùn)行模式,實(shí)現(xiàn)了“采運(yùn)排”全流程協(xié)同作業(yè),并于日前順利完成第一階段驗(yàn)收,成為國(guó)內(nèi)真實(shí)作業(yè)場(chǎng)景下,具備常態(tài)化編組運(yùn)行能力的引領(lǐng)示范項(xiàng)目。

目前慧拓已在國(guó)內(nèi)煤炭、水泥、有色、冶金行業(yè)落地30余個(gè)礦山無人化項(xiàng)目,獲得了國(guó)家能源集團(tuán)、中國(guó)華能、中煤集團(tuán)、江銅集團(tuán)等大客戶的復(fù)購訂單,在內(nèi)蒙古、新疆等地陸續(xù)開展礦山無人化運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù),積累了豐富的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)。

建設(shè)智慧煤礦是礦山行業(yè)技術(shù)革命、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的戰(zhàn)略方向,是能源行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的必由之路,煤礦智能化是煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的核心技術(shù)支撐,對(duì)實(shí)現(xiàn)煤礦減人增安提效,促進(jìn)能源低碳轉(zhuǎn)型具有重要意義。智能感知、智能決策、自動(dòng)執(zhí)行的煤礦智能化體系的建立與完善,將有效推動(dòng)煤炭產(chǎn)能核增,科學(xué)有序釋放先進(jìn)產(chǎn)能,充分發(fā)揮煤炭的“壓艙石”作用。

中國(guó)工程院院士、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)校長(zhǎng)葛世榮表示,我國(guó)煤炭綠色開采的重要難題是如何實(shí)現(xiàn)煤炭開采的低損化和低碳化。這就需要借助5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)、數(shù)字孿生等新一代ICT技術(shù),更好地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)泛在高速接入、裝備實(shí)時(shí)控制、圖像視頻智能分析、災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警、機(jī)電裝備故障診斷等功能,最終構(gòu)建礦山產(chǎn)運(yùn)銷儲(chǔ)用全流程透明化系統(tǒng)。新一代ICT技術(shù)作為礦山智能化的核心支撐技術(shù),須以科技創(chuàng)新為驅(qū)動(dòng),促進(jìn)ICT技術(shù)與礦業(yè)的深度融合與產(chǎn)業(yè)落地,實(shí)現(xiàn)礦山的安全化、無人化作業(yè),最終推進(jìn)礦業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。