程子曌，马 剑

(1. 中国煤炭加工利用协会，北京市朝阳区，100013;2. 中国煤炭工业协会选煤分会，北京市朝阳区，100013)

1 选煤的重要意义

1.1 有助于碳达峰、碳中和战略目标的实现

煤炭作为我国的主体能源资源，一直以来在促进我国经济社会发展方面发挥了重要的能源支撑作用。随着2020年我国碳达峰、碳中和战略目标的确立，国家对煤炭清洁高效利用空前重视，煤炭产业发展迎来新阶段、新挑战、新机遇。

2021年9月，习近平总书记在榆林视察时发表重要讲话，明确提出“煤炭作为我国主体能源，要按照绿色低碳的发展方向，对标实现碳达峰、碳中和目标任务，立足国情、控制总量、兜住底线，有序减量替代，推进煤炭消费转型升级[1]。” 2021年11月17日，国务院常务会议决定设立2 000亿元专项再贷款，专项支持煤炭安全高效绿色智能开采、煤炭清洁高效加工、煤电清洁高效利用等方向，会议还要求加大对煤炭清洁高效利用项目的支持力度。其中选煤就是“煤炭清洁高效加工”的内容之一[2]。2021年12月8日，习近平总书记在中央经济工作会议上再次强调“立足国情，以煤为主是我们的基本国情，实现碳达峰必须立足这个实际。在抓好煤炭清洁高效利用的同时，加快煤电机组灵活性改造，发展可再生能源，推动煤炭和新能源优化组合，增加新能源消纳能力[3-7]。”2022年3月22日，韩正副总理主持召开煤炭清洁高效利用工作专题座谈会。会上韩正副总理强调“要坚持目标导向和问题导向，抓住重点行业和关键环节，推动煤炭清洁高效生产和洗选。”“要完善财税金融等支持政策，稳定市场预期，吸引社会资本广泛参与。”国家层面已经明确支持选煤业发展，也提出了相关配套的支持政策[11]。2022年6月28日，韩正副总理到山西太原调研，主持召开煤炭清洁高效利用专题座谈会并讲话。他强调，“要坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，深入贯彻落实党中央、国务院决策部署，切实抓好煤炭保量稳价，大力推进煤炭清洁高效利用，扎实推动生态优先、绿色低碳的高质量发展”[9]。

新形势下，选煤业承担着提升煤质水平、助力碳达峰、碳中和战略目标实现的历史使命。发展选煤是推进煤炭消费转型升级、抓好煤炭清洁高效利用、促进煤炭消费环节减污降碳的基础，对提升煤炭产业链清洁高效利用水平至关重要。

1.2 有助于保证商品煤质量，提升用户侧煤炭清洁高效利用

选煤是煤炭清洁高效利用的源头，是提升用户侧煤炭清洁高效利用水平的必要前置环节。通过选煤能提高商品煤质量、稳定炼焦煤质量，并在整个产业链中发挥着至关重要的作用。选煤是一项国家长期支持和鼓励的产业，20多年来国家一直对选煤非常重视，有力推动了煤炭产业健康有序发展。

选煤业快速发展提升了煤炭企业有效应对原煤质量变化的能力，确保了煤炭产品质量符合下游市场的需要，有效提高了流通环节的商品煤品质，降低了无效运力损失，促进了相关行业的节能减排，提升了终端用煤环节的清洁高效利用水平。据统计，煤炭经选煤提质后，灰分和硫分都会降低，发电用煤灰分每降低1%，发热量可以提高200～360 kJ/kg，每度电的标准煤耗就可减少2～5 g，直接可提高燃煤效率10%～15%，此外，经过选煤后煤炭质量稳定，减少了锅炉调整适应频次，提升了生产安全性；每入选1亿t原煤，可排除矸石1 800万t、黄铁矿硫150万t，减少二氧化硫排放49万t；炼焦煤灰分降低1.00个百分点，焦炭灰分可降低1.33个百分点，生铁产量可提高3.00个百分点；焦炭硫分降低0.10个百分点，生铁产量可提高2.00个百分点。此外，选煤还有诸多间接的积极效应。一是节约运力和能耗。2021年，我国铁路发运煤炭25.8亿t[10]，平均运距超过800 km，但其中至少有25%是没有入选的原煤，按照入选排矸率18%估算，若全部入选后发运，可节约近1.1亿t煤炭运量；此外，我国还有超过15亿t煤炭通过公路运输，如果煤炭平均灰分可以降低，将对降低能源消费减少碳排放效果巨大，并可减少汽车运输的沿途污染。二是极大提高发电效率。2021年我国电力行业用煤约25亿t，如果平均灰分降低5%，可以提高锅炉效率5%以上，换算后可节约用煤1.25亿t，减少碳排放数量非常可观。

2 我国选煤业相关介绍

2.1 原煤入选能力、入选量和入选率稳步提高

据不完全统计，截至 2021年，我国原煤入选能力达到34亿t/a，比2016年的26亿t/a增加8亿t/a，年均入选能力增加1.6亿t/a、增长26.9%。按入选煤种划分，2020年炼焦煤选煤厂入选能力比2016年稍有缩减，约占总入选能力的30%；动力煤选煤厂入选能力24亿t/a，占总能力的70%。

2016-2021年我国原煤产量及入选量情况如表1所示。由表1可知，2016-2020年，我国原煤入选量和入选率稳步提高，其中2017年我国原煤入选率历史性突破了70%；2020年，我国原煤入选率比2016年提高了5.8%；2021年，在多种因素影响下，煤炭入选量有所增长，但增长率不如原煤增长率，原煤入选率降至71.7%，较2020年下降3个百分点。

表1 2016-2021年我国原煤产量及入选量情况

2.2 选煤厂数量增加，单厂规模大大提高

据不完全统计，截至2021年在运行的规模及以上选煤厂已有2 400多座，比2016年增加近400座。并且煤炭行业新建了一大批具有世界先进水平选煤技术和装备的大型和超大型选煤厂。近年来新建的炼焦煤选煤厂均为入选能力120万t/a以上的大型选煤厂，新建动力煤选煤厂入选能力均在300万t/a以上，单厂平均入选能力达到140万t/a。2021年原煤入选能力超过1 000万t/a的特大型选煤厂有84座，比2016年增加7座，总计入选能力超过13亿t/a，占当年总入选能力的38.2%。

2.3 动力煤入选快速发展

2016年，我国动力煤入选量约13.6亿t，2021年我国动力煤入选量约19.6亿t，比2016年提高6亿t，近5年新建的选煤厂大多数是动力煤选煤厂，我国动力煤入选能力从2016年的约16亿t/a 提升到2021年的24亿t/a。

2.4 主要选煤方法进展

我国目前主要采用的选煤方法是湿法重介选煤、跳汰选煤、浮游选煤和干法选煤，此外还存在风力摇床选煤、螺旋滚筒选煤等。2021年，我国选煤方法的比重分布约为：湿法重介选煤80%，湿法跳汰选煤8%，湿法浮游选煤6%，干法选煤和其他选煤方法6%。

我国目前最主要的选煤方法是湿法重介选煤，基本原理是利用磁铁矿粉作为重介质制成一定密度的悬浮液，密度低于介质的精煤漂浮在上层，而密度高于悬浮液的矸石或中煤会下沉，然后分别收集归入不同的产品仓，优点是分选精度高、分选粒度范围广(0.3～100.0 mm)、处理能力大、煤质适应性强、易于实现自动控制[14]。自20世纪90年代引进并吸收转化以来，逐步替代过去主流的湿法跳汰选煤，目前重介质选煤的占比已达80%，近几年新建的大型选煤厂全部采用湿法重介选煤，主要设备是重介浅槽分选机和重介旋流器。特别是重介质旋流器方面，由唐山国华科技国际工程有限公司研发的大型无压给料三产品重介质旋流器具有自主知识产权，取得了多项发明专利和实用技术专利，获得2013年煤炭工业科技进步一等奖，该技术已在国内外广泛推广应用，取得巨大的经济效益和社会效益。

湿法跳汰选煤的原理是通过控制水流周期性地上下脉动，使入选原煤在脉动水流作用下按密度差别进行分层，矸石下沉至最底层，中煤在中间层，精煤在上层；分层后，矸石在一段排料口排出，中煤和精煤进第二段继续分选，中煤在二段排料口排出，位于二段上层的精煤则由溢流口排出，从而实现精煤、中煤和矸石的分选。跳汰选煤适宜处理易选和中等可选性煤，处理能力和精度都低于湿法重介选煤，目前占比约为8%，随着选煤厂的改造进程，未来分选精度进一步提高的跳汰选煤仍将作为一项选煤实用工艺继续发挥作用。

浮游选煤主要是为了最大程度地回收精煤，针对的是粒径小于0.3 mm的煤炭(煤泥)，原理是利用煤和矸石表面亲水性和疏水性的差别进行分选。煤泥矿浆加入浮选药剂后进入浮选机，随着叶轮搅拌产生气泡，疏水的精煤泥和浮选药剂发生作用吸附在气泡表面上浮，形成矿化泡沫层被收集，亲水的矸石不和浮选药剂发生作用，不被气泡吸附并留在矿浆里被排出。浮选工艺目前大多数在炼焦煤选煤厂使用，也有小部分动力煤选煤厂设置了浮选工艺，目前我国有2.0亿～2.5亿t/a的入选能力，占比约6%，随着动力煤选煤厂的大规模建设，占比还在逐步缩减中。

干法选煤适用于干旱高寒地区遇水易泥化煤炭的分选，由于选煤过程不用水，既可减轻用水压力，又不会造成选后煤炭水分增加而降低发热量，但是相比湿法重介分选精度还需进一步提高，过去发展比较缓慢。自2010年以来，我国西北地区煤炭产量激增，由于区域水源较少，且煤种多为易泥化的低阶煤，湿法分选效果不佳，因此干法选煤得到较大发展。目前我国大致有2亿t/a的入选能力，占比约为6%。

到了团部，向阳花把头巾取下来，捏在手中，朝全身抽打，她的上下左右前后立即腾起一圈尘雾。闪开尘雾，把头巾依然折成三角挂在肩上，两角在胸前打个结。田志芳照样做了，俩人挽着手臂一块迈进团部会议室。一露面，一片掌声，一片叫喊。“志芳，你来了。”田志芳看到满房子人，站着坐着挤成堆。几个一块来的同乡一窝蜂挤到她身边，拉手搭肩的，又说又笑又哭。

3 我国原煤和商品煤质量分析

“十三五”以来，煤炭行业进入了调整阶段，一方面为退出落后产能，东中部地区累计退出煤矿5 464座，退出煤矿产能9.4亿t/a，在运行煤矿产能削减至41亿t/a[12]；另一方面产业集中度进一步提高，大型煤炭企业通过置换产能建设了一批大型、特大型矿井。原煤和商品煤质量也随着煤炭行业的发展而波动变化。

3.1 原煤质量区域分界明显

(1)低阶煤成为主要原煤煤种。“十三五”期间煤炭产业整体向西北部发展，东南部地区由于开采时间早、开发强度大，资源已经严重枯竭，陕北、蒙西、宁东、新疆大型煤炭基地快速建设，产量激增，这些新开发的资源主要为长焰煤等低阶煤，目前我国煤炭品种由过去各煤种均衡发展转变为以低阶煤为主。

(2)原煤质量区域变化不同，总体灰分曲折变化。东中部地区煤矿经过长时间、大强度开发，部分矿区资源枯竭严重，不少矿井开发深度已经超过1 200 m。除开发难度加大、安全隐患严重外，煤质普遍下降，原煤灰分、硫分明显地逐年上升，毛煤灰分多在40%以上，甚至更高。而西部地区近年来新建矿井煤炭质量较好，除部分矿井外，原煤基本呈现低灰的特点。随着西部地区煤炭产量占比的逐渐加大，同时受东中西区域煤质变化的影响，我国原煤灰分呈现了先快速上升后逐步降低的态势。

(3)原煤含矸率区域逆向变化。“十三五”期间，东部、中部矿井产量缩减、原煤含矸率增大；西部地区新开发的大型、特大型矿井均是厚煤层开采，部分地区煤层厚度达到10 m以上，原煤产量大、含矸率较低，随着全国原煤产量中西部地区产量占比加大，全国原煤含矸率总体呈现下降态势，根据调研分析原煤平均含矸率目前在12%左右。

(4)原煤平均硫分大幅下降。“十三五”期间，东部、中部老矿区逐步退出，在运行的矿井原煤硫分逐年小幅增加，在2019-2020年关停了一批南方高硫煤矿井以后，东中部原煤平均硫分反而下降；西部地区新建矿井原煤硫分较低，随着其煤炭产量占全国煤炭总产量的比重快速增加，我国原煤平均硫分大幅下降[13]。

3.2 商品煤质量变化分析

通过不断应用选煤新技术新工艺，我国商品煤质量稳定向好，根据市场需求，我国炼焦商品煤质量保持稳定，动力商品煤的质量也稳步提高并趋于稳定。

(1)动力商品煤平均灰分和发热量阶段性变化。2015-2021年动力煤发热量情况见表1。由表1可知，第一阶段是2015-2017年，我国动力商品煤平均灰分下降，发热量小幅增长，发热量由2015年的19.31 MJ/kg提高到2017年19.78 MJ/kg。一是受我国煤炭市场影响，煤炭销售逐步困难，产量逐步减少，一部分中东部地区老矿区矿井关停后，剩余矿井商品煤质量较好；二是西北部地区陕西、新疆、内蒙古的新开发矿井煤炭质量很好，同时都配套有选煤厂，通过选煤可以保证煤炭发热量稳定并小幅提升；三是商品煤质量管理暂行办法实施后，对长距离运输的商品煤质量和灰分有了强制要求。第二阶段是2018-2021年，动力商品煤发热量由2017年的19.78 MJ/kg降至到2019年19.64 MJ/kg，后稳定于19.65 MJ/kg。主要原因是市场需求影响，下游用户多数只是局限于满足商品煤质量管理暂行办法的要求，只有少部分优质的高热值煤炭需求，在市场等因素影响下，企业为了最大效益控制了发热量。

表2 2015-2021年动力煤发热量情况

(3)炼焦商品煤硫分小幅增长。由于炼焦煤矿井大部分建井时间较早，随着开采深度增加，原煤中的硫分也逐年增加，特别是有机硫比重增加明显，难以通过选煤脱除，因此炼焦商品煤硫分逐年小幅增长。

4 “双碳”背景下选煤业发展亟需解决的问题

当前选煤业的发展与满足国家对煤炭清洁高效利用和完成“双碳”目标的要求还存在较大差距，在选煤发挥重要作用的进程中还存在以下亟需解决的问题。

(1)动力煤入选率还需进一步提高，选煤厂运营存在不规范、不配套现象。我国动力煤入选率达到65%，还有超过1/3的原煤没有入选，入选的原煤里也有相当一部分因为性质和市场影响，只是按照粒度经过筛选，煤质质量没有进一步改善。主要产煤省(区)如内蒙古、山西、陕西和新疆等存在大量选煤方法落后、环节不配套、产品质量差的中小型选煤厂，需进一步规范管理。

(2)目前原煤、商品煤统计存在数据失真现象。我国煤炭产量和消费量统计基准存在问题，目前是沿用按照出井实物量统计，数据是以原煤产量为基准。但因为煤种、煤质条件的不同，各企业生产的原煤品质差别非常大，如蒙西地区的原煤发热量仅14.64 MJ/kg，而陕西神木原煤发热量达到23.02 MJ/kg以上，统计时都按照原煤来计量，而不是折标计算，必然导致统计数据失真，也不能为国家制定“双碳”相关政策提供真实数据支撑。

(3)地方煤矿和中间商配煤销售监管困难，《商品煤质量管理暂行办法》急需修订。近年来，煤炭生产企业和用户由于煤质问题产生的争端时有发生，根据调研分析，国有大型煤炭企业煤炭产量约占我国煤炭产量65%，煤矿基本配套有选煤厂，产品80%是长协煤，产品质量比较稳定。而很多地方煤矿没有配套建设选煤厂或选煤厂建成后没有投入运行，如果没有长协机制约束，煤炭质量则较难控制，目前我国对于商品煤的管理主要依据《商品煤质量管理暂行办法》，是2014年由国家发改委、环境保护部、商务部、海关总署、国家工商行政管理总局、国家质量监督检验检疫总局六部委发布，2015年正式实施的，对商品煤的灰分(Ad)、硫分(St,d)和微量元素(汞、砷、磷、氯、氟等)做了规定，只对在我国境内远距离运输(运距超过600 km)的商品煤做出了要求：褐煤发热量(Qnet,ar)≥16.5 MJ/kg，其他煤种发热量(Qnet,ar)≥18 MJ/kg[14]。调研发现目前依然存在中间商采购大型优质煤掺配质量较差的煤进行销售的情况。

(4)用户使用高质量煤炭意愿不强，碳排放因素需要纳入考量。我国电厂、锅炉、窑炉、水泥、化肥等主要用煤场景的用煤标准基本是20世纪90年代制定的，对效率和环保的要求不高，用户没有意愿使用高质量商品煤。例如我国发电企业目前倾向于大量采购18.81 MJ/kg左右的动力煤，为保障煤炭质量不低于18.81 MJ/kg，发电企业会和煤炭企业签订一定价格区间的合同，如18.81～20.06 MJ/kg的煤炭除通过发热量计价外，每高0.42 MJ/kg额外补偿一些费用，但是超出范围不再加价，煤炭企业为了保障自身利益也只能提供满足合同要求的煤炭。因此，新形势下碳排放问题也需要纳入考核机制，应在成本煤价中体现出来。

(5)煤炭生产和选煤产生的矸石目前还缺乏低碳低成本的消纳方法。目前我国煤矿矸石排放和堆积量巨大，仅2021年就产生了约7.6亿t煤矸石，其中约2亿t未经充分利用；随着下一步煤炭产量和入选量的增加，煤矸石产量还将进一步增加。新形势下如何大量低成本地处理消纳煤矸石已经成为煤炭企业迫切需要解决的问题。矸石井下采选充一体化技术能从根本上处理矸石问题，在部分企业已经有所应用，未来还需政策上进一步推动。

5 推动选煤高质量发展的相关建议

(1)进一步推动动力煤入选，实现商品煤全部入选。按2021年情况，目前还有11.7亿t原煤没有经过选煤直接使用，下一步需要抓紧补套相关选煤厂和选煤设备，因地制宜建设矿井相应能力的选煤厂，有条件的地区可建设区域型选煤厂覆盖多个煤矿。力争在2025年末实现除褐煤以外商品煤全部入选，无原煤直接销售。

(2)修订国家标准，改变原煤、商品煤统计数据失真状况。建议重新修订《煤炭企业能源消费统计规范》(GB/T 28398-2012)，开展商品煤计量，建议采用国际上能源计量惯例，使煤炭生产和消费统计数据统一起来，适应“双碳”新形势要求，精准计算和反应我国的能源利用效率和碳排放总量[15]。

(3)完善用煤质量标准，建立科学合理的品质级差价格体系。在推动选煤发展的同时，应该及时修订电厂、锅炉、窑炉、水泥、化肥等主要用煤标准，推动用户使用高质量商品煤，进一步推进煤炭发热量计价办法，研究科学合理的品质级差价格体系研究。

(4)着力提升动力商品煤质量。目前对于动力商品煤质量，按照暂行办法规定除褐煤以外其他煤种发热量(Qnet,ar)≥18 MJ/kg，根据调研情况，拟适度提升为发热量(Qnet,ar)≥18.8 MJ/kg。对于褐煤来说，目前一部分用于坑口电厂就地转化，一部分为蒙东地区煤炭保供东北地区，因为处于高寒地区，建议大规模推行干法选煤，以达到提升发热量的作用，使褐煤发热量(Qnet,ar)≥16.9 MJ/kg。

此外，有一部分选煤厂的副产物，如中煤、煤泥等发热量低于18.8 MJ/kg的，需限制长距离运输，建议按发热量限制运输距离：发热量(Qnet,ar)≤6.3 MJ/kg，运距不超过100 km；发热量(Qnet,ar)≤10.5 MJ/kg，运距不超过200 km；发热量(Qnet,ar)≤14.7 MJ/kg，运距不超过300 km；发热量(Qnet,ar)<18.8 MJ/kg，运距不超过400 km。

(5)通过税费引导，推助企业采用采选充一体化技术，实现采煤生产过程产生的矸石全部处理。目前制约矸石井下采选充一体化技术发展的主要问题在于成本，需要利用税费政策来鼓励和引导企业发展，从煤炭资源税、环保税、增值税和所得税方面予以扶持。比如，环保税对于充填开采置换的煤炭产量，或者是废弃巷道充填的工业固废转换煤炭产量，减免环保税；增值税和所得税对通过充填开采方式置换出的煤炭按优惠税率征收。

(6)推动建立煤炭生产和保供部际联络机制，落实监管责任，建立有效的市场监管机制，切实推动《商品煤质量管理暂行办法》落地执行。加强部门协同联动，大力推动煤炭清洁高效利用，扎实推进能源保供中各项重点工作，发挥好煤炭这一主体能源在保障能源安全和稳定供应中的“压舱石”和“稳定器”作用。依法依规合理释放煤炭先进产能，坚持以保障民生为底线，做好各部门衔接，科学有序实施“压非保民”，促进各环节平稳有序运行。建立有效的市场监管机制，切实推动《商品煤质量管理暂行办法》落地执行。

(7)充分发挥行业协会作用。充分发挥行业协会联系政府和企业的桥梁纽带作用，开展重大问题研究，组织制订行业标准，积极推进科技进步和自主创新，协调煤炭企业与用煤行业的关系，加强国际合作，积极推动国际技术交流。