面对中国“富煤、贫油、少气”的资源禀赋,煤炭行业在过去几十年间充分发挥能源“压舱石”作用,为中国社会、经济、工业、民生等方面的发展提供了强大的支持。
新时期,国民经济步入新常态,而煤炭行业正面临四期叠加局面,即“需求增速放缓期、过剩产能和库存消化期、环境制约强化期、结构调整攻坚期”;如何有效实现产业转型升级,做好煤炭这篇大文章成为发展重点。
#智慧矿山#的兴起,为煤炭行业转型升级提供了优质解决方案。通过将新一代智能科技与传统煤炭生产工艺创新融合,提升行业整体科技实力、转变煤炭行业传统形象,促进行业提质增效,是重塑煤炭产业价值体系的一次重要机遇。
01上位政策支持智慧矿山建设
国家着力推动煤炭数字化转型升级,各省助力智慧矿山项目落地发展。年3月,国家发改委、能源局等8部委联合印发《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》,同年5月起,山西、内蒙古、山东、贵州、河南等省份皆已发布《山西省煤矿智能化建设实施意见》《河南省煤矿智能化建设实施方案》等具体的煤矿智能化阶段性实施细则,明确提出加快推进煤炭行业供给侧结构性改革,推动智能化技术与煤炭产业融合发展,为煤矿智能化水平奠定基础。
02何为智慧矿山
智慧矿山是在现有煤炭综合机械化基础上,进一步实现智慧化发展的整合过程,是一个多学科交叉融合的复杂问题,涉及多系统、多层次、多技术、多专业、多领域、多工种相互匹配融合的复杂巨系统。
国家八部委《指导意见》对矿山智能化给出了初步定义:
即煤炭智能化是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑,是将人工智能、工业物联网、云计算、大数据、机器人、智能装备等与现代煤炭开发利用深度融合,形成全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测、协同控制的智能系统,实现煤矿开拓、采掘、通风、洗选、安全保障、运输、管理等多过程的智能化运行。
当前煤矿智能化发展尚处于初级阶段,发展理念和技术体系不够成熟,行业标准体系有待统一。安永以国家智慧矿山《指导意见》为基础,同时综合借鉴智慧矿山领军专家王国法院士《煤矿智能化标准体系框架与建设思路》界定智慧矿山标准体系框架如下图:
由图可见,智慧矿山体系由通用基础、技术平台、智能控制系统及装备、安全监控及防控装备、信息互联网与生产保障六大模块组成,涵盖煤矿设计标准、硬件设备、软件平台、通讯技术、后期运维等多方面环节;通过对各环节进行升级改造,最终实现煤矿的智慧化转型。
03建设智慧矿山有何优势?
安永认为,矿山智能化正在成为全球煤炭行业公认的发展趋势,必将带来前所未有的革命性变化。其主要优势可体现为五大方面:
(1)助力煤矿企业降本增效
智慧矿山将助力矿井下智能化、数字化技术和装备的推广运用,井下各生产系统之间联动控制和全数字化传输,通过煤矿智慧大脑进行统一指挥调度,推动煤矿场景从自动化向智能化的转变,基于智慧化决策大幅提升煤矿井下各场景的生产效率,得以实现井下“用人少、效率高”的智能化发展,推动全国煤矿企业降本增效。
(2)有效保障矿井人员安全
近年来我国煤炭安全已取得了长足进步,但矿井作业工人的职业风险依然较高,人员死亡率仍是建筑行业的两倍之多,相较部分发达国家仍存在较大差距。而智慧矿山能够通过应用5G、物联网技术,实现井下装备与系统的远程操控、风险提前预警等一系列智能化功能,从源头根除矿井事故发生风险,有效保障井下工人的人身安全。
(3)促进智慧产业集群发展
智慧矿山的升级改造,能够间接拉动煤炭行业智能工厂和数字化车间建设,加速推进大型煤机装备、煤矿机器人研发及产业化应用,提高智能装备的成套化和国产化水平,能够有效集聚区域内外优质产业资源,促进形成千亿级智慧产业集群,能够与国家新型工业化产业示范基地、国家智慧矿山产业集群品牌建设示范区等重点项目形成联动,充分推动国内智慧产业发展。
(4)改变煤炭行业传统形象
智慧矿山通过优化改造煤炭产出方式,能够有效改善煤炭行业传统脏、乱、差的中低端从业形象,推动行业向绿色低碳转变、向中高端转变、向创新驱动转变,同时助力区域加速新旧动能转化,培育战略性新兴产业,推进“绿水青山就是金山银山”生态文明建设,促进煤炭生产区域的产业结构调整,逐步从高度资源依赖向绿色可持续方向转变。
(5)借势落地布局“新基建”
依托区域建设智慧矿山的创新势能,借助新基建发展大势,推动工业互联网、大数据中心、5G基站建设应用,着力培育融合井工前沿技术,加快现代信息技术在煤炭工业领域的推广应用,形成以智慧生态“朋友圈”撬动产业创新力,大幅度提高煤炭开发过程的创新实力,助推煤炭产业加速“新基建”的深度布局。
04智慧矿山催生万亿级市场空间
建设智慧矿山蕴含了万亿级的广阔市场空间。安永依据标准体系框架并结合煤矿实际升级改造案例,估算单矿投资改造费用,并在煤矿种类方面,划分为新建矿井及生产矿井两种类型,在年产能方面,以万吨和万吨为线,划分为三种产能等级。经测算,已有生产型矿井单矿智能化改造升级费用约在1.49亿元人民币至2.63亿元人民币之间,而新建型矿井单矿改造费用约在1.95亿元人民币至3.85亿元人民币之间。
根据国家能源局于年发布的《全国煤矿生产能力情况统计》,排除产能过低和已经整改关停的煤矿后,全国煤矿数量近4,座,依照不同产能等级进行改造金额测算后,智慧矿山整体市场规模超过一万亿元人民币,发展前景广阔。
05智慧矿山建设具备多样机遇
安永认为,当前智慧矿山领域具备三大发展趋势:
智慧矿山整体解决方案仍为空白,缺乏全球领先的智慧矿山解决方案服务商。目前智慧矿山领域的解决方案提供商多致力于深耕单个领域,尚无可提供智慧矿山整体解决方案的企业出现。纵观行业整体,当前尚未形成明确的龙头企业,能够引领我国煤炭行业数字化、智慧化转型、高质量发展。
矿用5G通信成为智慧矿山行业的重点突破方向,应用研发正在不断加速。速度更快、时延更小、连接更多、跨区连接速度快、可实现跨区网络无缝切换是5G的特性,井下水、火、瓦斯、煤尘、顶板、冲击地压、热害七大灾害的防范急需高速、大带宽5G的支撑。当前煤矿领域的企业陆续与通信技术服务商开展跨界合作,旨在突破矿用5G技术抢占市场。
国内众多煤企积极推广煤机装备的智能升级,加快智能生产线的建设。国内各大煤机装备企业大力推广精益生产理念,加大新兴智能科技应用,加快智能生产线、智能车间、智能工厂的建设,积极打造煤机装备、钻机、安全仪器仪表智能制造基地,形成数据驱动的智能制造模式,快速弥补与国际先进产品在产品设计、工艺、质量、性能等方面的差距,持续提高产品附加值,并争取在智能综采成套设备、智能快速掘进设备、连续化辅助运输、煤矿机器人等核心装备技术领域取得率先突破,推动行业整体突破。
结合上述三大趋势,以及对智慧矿山行业综合研判,安永认为,入局智慧矿山相关领域企业可重点