2024年山西省能源行业发展趋势与技术创新分析报告.pdf

山西省能源行业发展趋势与技术创新分析报告数字产业创新研究中心2024年9月前言从国家层面来看，能源安全是国家经济发展的重要保障。我国积极推进能源结构转型，致力于发展可再生能源，同时也重视传统能源的高效清洁利用。在实现碳达峰、碳中和目标的过程中，不断加大对能源领域的科技投入和政策支持。山西省作为全国重要的能源基地，煤炭资源丰富。长期以来，为国家经济建设提供了大量的煤炭、电力等能源产品。近年来，山西积极推进能源革命综合改革试点，加快煤炭产业转型升级，利用先进技术提升煤炭清洁高效利用水平，大力发展新能源产业，如风电、光伏、氢能等。同时，加强能源科技创新，提高能源产业的核心竞争力，努力为国家能源安全和可持续发展作出更大贡献。该报告主要介绍了山西省能源行业发展现状，通过宏观政策和市场需求对山西能源行业发展趋势进行分析预测，然后对能源行业的数字创新技术现状、面临的问题及挑战进行分析，并提供相关能源企业技术服务优秀案例，最后为山西能源发展提供发展方向和具体建议。该报告通过相关数据案例研究，旨在为山西能源企业发展提供参考和借鉴，助力其找到正确的发展方向，推动山西能源高效利用和可持续发展。1 山西省能源行业发展现状 1.1 山西省能源行业基本概况 1.2 山西省能源行业的主要特点和优势2 山西省能源行业发展趋势 2.1 宏观政策环境对山西省能源行业的影响 2.2 市场需求变化与山西省能源行业发展方向 2.3 山西省能源行业未来发展趋势预测3 山西省能源行业技术创新 3.1 山西省能源行业技术创新现状 3.2 关键技术创新对山西省能源行业的推动作用 3.3 技术创新面临的问题与挑战 3.4 部分能源行业技术提供商4 山西省能源行业发展策略与建议 4.1 政府层面的支持与引导 4.2 企业层面的战略选择 4.3 结语2 山西省能源行业发展趋势 2.1 宏观政策环境对山西省能源行业的影响 2.2 市场需求变化与山西省能源行业发展方向 2.3 山西省能源行业未来发展趋势预测3 山西省能源行业技术创新 3.1 山西省能源行业技术创新现状 3.2 关键技术创新对山西省能源行业的推动作用 3.3 技术创新面临的问题与挑战 3.4 部分山西省能源行业技术创新案例4 山西省能源行业发展策略与建议 4.1 政府层面的支持与引导 4.2 企业层面的战略选择 4.3 结语1 山西省能源行业发展现状 1.1 山西省能源行业基本概况 1.2 山西省能源行业的主要特点和优势1 山西省能源行业发展现状：基本情况l“中国能源企业（集团）500 强”是由中国能源报、中国能源经济研究院共同举办的针对国内能源行业的公益性评选，以企业上一年度营业收入为评价标准l 山西作为煤炭资源大省，2023年共有 52 家企业入围，与江苏并列第一，其中有 48 家为煤炭企业。山西上榜的前五家民企分别是山西鹏飞集团、山西潞宝集团、永泰能源集团、美锦能源集团、山西梗阳投资集团l 从行业分布上看，新能源首次取代电力跃居第一，煤炭行业地位依旧稳固位居第二，电力位居第三。综合类企业数量大幅增加，排名第五；燃气、节能环保企业数和排名与上年基本相同“20232023中国能源企业中国能源企业(集团集团)500500强强”省（区、市）分布情况省（区、市）分布情况1 山西省能源行业发展现状：基本情况煤炭l 储量丰富，煤种齐全，产量长期位居全国前列l 2023 年，山西省煤炭产量达到 13.78 亿吨，产量全国第一，占全国总产量的 30%，为 24 个省份提供煤炭保供l 不断推进煤炭开采技术，煤炭清洁高效开发利用走在全国前列。石油：资源相对有限，主要分布在盆地电力l 推进煤电项目“上大压小”，优化装机结构，推动向基础保障性和系统调节性电源并重转型。电力外送能力稳定提升l 山西是全国电力市场的改革先行者，在国内率先建成了“中长期现货+辅助服务+零售”的电力市场体系，电力现货市场改革领跑全国天然气l 天然气资源较为丰富，产量不断增长，煤层气是天然气自主保障的重要补充气源在能源消费持续增长、能源绿色低碳转型深入推进的大背景下，山西作为能源大省，能源产业占据重要地位，拥有丰富的煤炭、煤层气等资源。近年来，山西积极推动能源产业绿色转型，多方发力，取得显著进展，但山西能源行业也面临着产业结构调整、低碳转型等挑战。2022-2023年中国能源企业500强行业分布2022-2023年中国能源企业（集团）500 强各行业营收总额1 山西省能源行业发展现状：基本情况新能源发展态势良好。风能、太阳能资源丰富，风电和光伏装机容量不断增长。政府大力支持新能源产业，出台多项政策鼓励投资和建设。同时，积极推进储能技术研发和应用，以解决新能源的间歇性问题。新能源企业不断创新，提高技术水平和发电效率。新能源产品：风光发电l 规模增长迅速，今后将持续扩大l 截至 2023 年底，山西省新能源和清洁能源装机达 6797.78 万千瓦，占全省电力总装机的 45.83%，其中风光发电装机 4989 万千瓦氢能l 山西是煤炭大省，可以焦炉煤气制氢，有成本优势和价格优势，因此，一些钢铁、焦化企业纷纷竞逐氢能赛道，积极推进氢能产业发展l 吕梁市提出了“一体两翼、三港四链”的氢能产业发展思路，加快构建制氢、储氢、运氢、加氢以及氢能源应用的完整产业链l 山西省氢能产业链已经汇集了 31 户企业，形成了美锦能源、晋南钢铁、鹏飞集团 3 户“链主”企业，同时山西各地建立了氢能产业园区。2023 年，全省氢能产业链累计营收 502.5 亿元，同比增长 32.2%1 山西省能源行业发展现状：基本情况山西能源行业数字人才情况l 在山西，具备能源专业知识和数字化技能的复合型人才、高层次的数字化领军人才和创新型人才比较稀缺，煤炭产业的智能化开采、电力行业的智慧电厂建设和智能运维等项目，都需要大量数字专业人才来支撑l 大型、国有能源企业对数字化人才的吸引力较强，拥有相对较多的数字化人才资源，中小型企业资源相对匮乏；山西省会太原经济较发达，数字人才能力强，其他地方能力较差l 晋城市能源局曾联合华为煤矿军团举办“煤矿智能化金种子培训”，山西省也举办了电力交易员竞赛等，这些活动提升了数字化人才的技能水平l 太原理工大学、山西能源学院分别设置煤炭、能源、环境相关专业、引进并培养数字人才，与企业建立实训基地数字人才是当前企业发展的驱动力，各企业对数字人才的需求也在逐渐增加，山西也不例外。由51CTO和中国软件行业协会信息主管（CIO）共同编制的2024数字人才白皮书指出了企业在这样的背景下，如何加强企业数字化建设。全国数字人才总体需求来源：2024数字人才白皮书1 山西省能源行业发展现状：主要特点和优势地理位置优越：l 交通便利：山西位于我国中部地区，是连接东西、贯通南北的重要交通枢纽l 靠近能源消费市场：周边地区是我国重要的工业基地和能源消费市场，对能源的需求量大产业基础雄厚：l 装备制造能力强：产业基础和技术实力雄厚。例如，太重集团在风电装备、煤机装备等领域有较强研发和生产能力；山西的钢铁企业、法兰锻件（定襄）等上游原材料企业，为新能源装备制造提供了有力支撑。l 产业体系完整：山西省确定的 16 条省级重点产业链中，有 6 条与新能源产业有关，包括新能源汽车、高端装备制造、风电装备、氢能、光伏、新型储能等。1 山西省能源行业发展现状：主要特点和优势传统能源方面：l 煤炭资源储量丰富、煤种齐全（左图为山西省2019-2023年原煤产量）l 煤炭开采技术先进、产能优势明显，生产效率和安全性得到极大提升，且大型煤炭企业众多，有较强的市场竞争力和资源整合能力，能够实现煤炭的规模化生产l 从煤炭的开采、洗选到加工转化，山西拥有完整的煤炭产业链。不仅可以生产原煤，还能进行煤炭的深加工，如炼焦、煤化工等，附加值高，有可持续发展的能力l 电力装机规模大、外送能力强（右图为2019-2023年全省全社会发电量）来源：山西省统计年鉴1 山西省能源行业发展现状：主要特点和优势新能源方面：l 风能：山西省部分地区地势起伏，具备良好的风力发电条件。在一些山区和高原地带，风速较大，风电场的建设和运营具有较高的可行性和经济效益。l 太阳能：山西的太阳能资源也较为丰富，日照时间较长。（左图是山西省2023年各月户用光伏安装数）近年来，山西光伏电站建设不断推进，光伏装机规模增长迅速。（右图是山西省2023年各市户用光伏安装户数）l 氢能：山西拥有丰富的煤炭资源，焦炭生产的副产品焦炉煤气含氢量高，使用焦炉煤气制氢成本低，具有明显的制氢成本优势。同时，山西省内的一些企业和科研机构在氢能技术研发、装备制造等方面积极布局，氢能产业链不断完善。l 政策支持：山西是全国唯一的能源革命综合改革试点省，在新能源产业发展上得到了国家政策的大力支持。来源：山西省统计年鉴1 山西省能源行业发展现状：主要能源分布利用情况煤炭：l 主要集中在大同、宁武、西山、沁水、霍西等煤田，右图为全国能源主要分布地，黑色方块表示煤炭分布，其中山西占5个。l 是山西省的主要能源消耗来源，广泛应用于发电、钢铁、化工等行业l 推进煤炭由燃料向原料、材料、终端产品转变，例如发展煤制油、煤制气等现代煤化工产业 煤层气：l 沁水盆地是山西省煤层气资源最为丰富的地区，具有储量大、分布集中、开发潜力大等特点l 煤层气的开发利用不断加强，用于居民用气、工业用气以及发电等领域风光：l 山西省的风能资源主要分布在北部和西部地区，如大同、朔州等l 太阳能相对集中在光照条件较好的地区。如大同、忻州、临汾、晋城和运城等l 山西省的风能和太阳能发电规模不断扩大，储能项目也在不断推进，以提高新能源的消纳能力。1 山西省能源行业重要性及地位山西能源行业对山西经济发展有重要推动作用，提供了就业机会，与其他行业形成了完整产业链，相互依存、相互促进，实现经济的可持续发展。l 山西是全国重要的能源基地，能源产业对其 GDP 的贡献巨大。如，过去煤炭工业在山西 GDP 中占比较高，近年产业结构不断调整，但仍是经济增长的重要支柱。（左图为地区生产总值【亿元】）（右图为第一二三产业的生产总值占比）l 能源行业为山西提供了大量的就业机会。煤炭开采、加工，电力生产，煤层气开发等领域、能源产业的上下游企业，如煤矿机械制造、能源运输、能源化工等行业，都有就业岗位。l 能源行业处于山西经济产业链的上游位置，是其他产业发展的基础和支撑。能源的供应保障了工业生产、居民生活等各方面的需求，为制造业、服务业等下游产业提供了动力和能源支持。同时，能源行业的发展也带动了相关产业的发展，如能源设备制造、能源技术服务等，形成了较为完整的能源产业链。来源：山西省统计年鉴2 山西省能源行业发展趋势 2.1 宏观政策环境对山西省能源行业的影响 2.2 市场需求变化与山西省能源行业发展方向 2.3 山西省能源行业未来发展趋势预测1 山西省能源行业发展现状 1.1 山西省能源行业基本概况 1.2 山西省能源行业的主要特点和优势3 山西省能源行业技术创新 3.1 山西省能源行业技术创新现状 3.2 关键技术创新对山西省能源行业的推动作用 3.3 技术创新面临的问题与挑战 3.4 部分山西省能源行业技术创新案例4 山西省能源行业发展策略与建议 4.1 政府层面的支持与引导 4.2 企业层面的战略选择 4.3 结语2 山西省能源行业宏观政策序号政策时间主要内容1关于我省煤电容量电价机制有关事项的通知2024自 2024 年 1 月 1 日起，把现行煤电单一制电价调整为两部制电价2山西省氢能产业链 2024 年行动方案2024提出了开展氢能关键核心技术攻关、推进氢能创新平台建设等 11 项重点任务，推动氢能制储运加用全产业链发展3山西省风电装备产业链 2023 年行动方案2023提出产业规模显著增长、集群效应显著提升、创新能力显著增强的目标，要以“链主”企业风电整机带动风电零部件企业数量增加、规模扩张，着力引进缺链环节企业补齐断链4山西省节约能源条例2023自 2024 年 1 月 1 日起施行。该条例旨在节约能源，提高能源利用效率，保护和改善环境，促进生态文明建设和经济社会高质量发展。52022 年风电、光伏发电开发建设竞争性配置工作方案2022安排风电、光伏发电保障性并网年度规模 1000 万千瓦，奖励规模 146 万千瓦，鼓励基地化规模化发展项目、煤电和新能源项目联营发展项目等6关于促进全省煤炭绿色开采的意见2022提出在确保安全的前提下，持续探索煤炭绿色开采技术路线，积极应用成熟技术，高标准建设不同类型的示范煤矿7源网荷储一体化项目管理办法2022明确了一体化项目的原则和具体要求，通过“一体化”虚拟电厂等聚合模式参与电网运行和市场交易。8关于做好 2021 年风电、光伏发电开发建设有关事项的通知2021推进存量项目建设，推进户用光伏发电建设，建立并网多元保障机制9关于在山西开展能源革命综合改革试点的意见2019细化提出了 85 项任务举措，确定了近 2 年内要推进的重大改革、事项、技术攻关和项目，加快建设“五大基地”，为全国能源革命探路领跑10关于调整新能源汽车补贴政策的通知2017从 2017 年 1 月 1 日起，对省公告内车辆生产企业生产的列入工信部新能源汽车推广应用推荐车型目录且实现终端销售的电动汽车，按照国家同期补贴资金的 50%给予省级营销补助，同时取消省级电动汽车推广应用补贴。11山西省煤炭供给侧结构性改革实施意见2016提出到2020年，全省有序退出煤炭过剩产能1亿吨以上来源：DIIRC自主研究及绘制（仅为部分行业政策）2 山西省能源行业宏观政策影响引领转型目标：2019 年 5 月，中央通过关于在山西开展能源革命综合改革试点的意见，支持山西争当全国能源革命排头兵。这为山西省能源行业的整体转型和发展明确了目标与方向，激发创新活力：在这一政策引领下，山西省积极开展能源科技创新行动，加大对能源领域的科研投入，推动行业共性技术创新和系统集成创新，加速了光伏、氢能等新能源技术的突破和应用。推动能源革命综合改革试点，明确发展方向去产能与结构调整：宏观政策推动山西进行煤炭供给侧结构性改革，严控新增产能，主动压产减量，淘汰落后产能，有效化解了煤炭过剩产能，优化了煤炭产业的产能结构，提高了煤炭生产的效率和质量。推动绿色开采：政策引导煤炭企业采用绿色开采技术，如矸石返井、充填开采、保水开采、煤与瓦斯共采等，提升安全生产水平：强调煤炭企业要加强安全生产管理，加大安全生产投入，提高煤矿的安全生产水平。促进煤炭产业优化升级山西省响应国家号召，制定关于能源的一系列政策，这些都是能源企业和各级政府今后工作和发展方向的指明灯。2 山西省能源行业宏观政策影响规划与布局：宏观政策明确了新能源的发展目标和重点领域。例如，积极推动风电、光伏发电、氢能等新能源产业的发展政策支持与补贴：出台了一系列支持新能源产业发展的政策，如补贴政策、优惠电价政策等，吸引了企业和社会资本投资建设助力新能源产业快速发展标准体系构建：山西省能源局标准化工作推进方案，明确了能源行业的技术标准、质量标准、安全标准等引领行业发展：山西省在煤矿智能化标准体系建设方面取得了显著成果，居全国第一梯队推进能源领域标准化建设外送通道建设：政策支持加快实施特高压交流输电通道建设、“西电东送”通道调整系列工程建设等市场机制改革：推进电力市场化改革，建立健全电力市场体系，例如：山西电力现货市场改革领跑全国，为能源企业提供了更加公平、开放的市场环境加强能源外送与市场拓展2 山西省能源行业省内市场需求变化（能源产品和电力）01山西煤炭整体需求较前几年增速逐渐放缓，但是对煤炭的质量和清洁利用程度要求不断提高；山西省天然气行业企业近几年加强合作，提高国家过境管线天然气下载量，供应需求不断逐渐增加，基础设施不断完善，煤层气也是补充气源。传统能源02风光市场需求增长迅速，技术不断进步，成本降低，价格逐渐下降，许多国家制定风电发展计划，推动风电市场需求增长，分布式太阳能发电和大型太阳能电站建设，在全球范围内得到了广泛发展；氢能近几年市场需求逐渐增加，但是氢能的生产、储存和运输技术还不够成熟，成本较高。新能源03高耗能产业的发展，如制造业、电解铝等行业，对电力的需求较大。山西省电力现货市场自 2023 年底正式运行后，市场价格机制更加灵活，用电大户用电策略发生了变化，从“按需用电”逐渐向“按价用电”转变，售电公司的业务模式也从挣价差向提供服务转型。电力2 山西省能源行业省内市场需求变化（营销渠道）030201l 五年前，主要是传统线下渠道，如业务员拜访、参加行业展会、举办产品推介会等l 现在主要是官方网站、电商平台，通过网络广告、社交媒体等渠道；一些煤层气企业通过网络直播展示优势服务l 不再单纯依赖某一种营销渠道，而是将线上和线下渠道进行融合l 客户可以在线上了解能源产品信息、进行咨询和下单，然后在线下享受产品配送、安装调试、售后服务等l 全渠道营销模式可以提供高效体验，增加市场占有率l 过去，能源企业之间的竞争较为激烈，营销活动主要是单打独斗l 现在，合作营销逐渐增多。煤炭企业与电力企业、化工企业等建立战略合作关系，共同开展营销活动，能源产业链上的企业也加强了协同营销线上营销渠道日益重要全渠道营销模式逐渐形成合作营销和产业链协同营销增多2 山西省能源行业省内市场需求变化（市场服务）030201l 五年前，能源企业的服务重点可能更多放在产品供应的稳定性上。l 而现在，企业更加关注客户的个性化需求。l 过去，能源行业的服务主要围绕能源产品的销售和基本的售后保障l 如今，服务内容不断拓展，包括能源管理咨询、设备维护与升级、能源数据监测与分析等l 煤炭企业不仅提供煤炭销售服务，还为客户提供煤炭质量检测、运输方案优化等增值服务l 五年前，主要通过电话、传真等传统方式，信息传递效率较低。l 现在，建立信息化服务平台，客户可以通过手机 APP、网站等渠道实时查询能源产品信息、订单状态、用能数据等，l 部分企业还利用人工智能技术对客户用能数据进行分析，提前预测客户的需求，提供精准服务。更注重客户需求内容更加多元化信息化和智能化水平提高2 山西省能源行业省内外市场对比选项省内市场省外市场市场需求主要集中在煤炭、钢铁、化工等行业；对能源品质和稳定性要求高；冬季供暖对煤炭和天然气需求高部分沿海地区能源匮乏，对山西煤炭电力产品有较大需求，也比较关注风电氢等能源竞争格局煤炭领域大型国企占主导地位；省内的电力企业在发电、输电、配电等环节存在一定的竞争；内蒙古、陕西等地区也是重要的煤炭产区，在煤炭供应方面与山西形成竞争；省外电力企业积极拓展市场与山西电力市场形成有力竞争；对能源产品的质量、价格、服务等方面的要求更高竞争格局山西省内政策支持煤炭、新能源发展国家对能源的跨省运输、销售等环节有严格的监管和调控政策；其他省份也要规划布局，为同行设置门槛和要求价格机制省内的能源价格受到省内能源供需关系、企业生产成本、政策调控等因素的影响；煤价相较稳定；电价由政府和相关部门根据发电成本、市场需求等因素进行制定和调整。由于能源的跨省运输需要增加运输成本，这影响山西能源产品在省外的价格营销渠道服务能源企业与客户的沟通和合作相对较为紧密，企业可以通过直接销售、长期合同等方式与省内的工业企业、电力用户等建立稳定的合作关系；重视提供及时、高效的售后服务山西能源企业需要建立更加广泛的营销网络和渠道；加强与省外客户的沟通和协调，提供更加优质的产品和服务来源：DIIRC自主研究及绘制2 山西省能源行业发展趋势提升新能源占比：山西省将不断加大对新能源的开发和利用力度，新能源在能源结构中的占比会持续上升。目前，山西的风电、光伏发电等新能源发展迅速，未来仍有巨大的增长空间。预计到 2030 年，非化石能源在一次能源消费中的占比将显著提高，成为能源供应的重要组成部分。例如，在一些光照资源和风力资源丰富的地区，项目建设将不断增加。传统能源清洁高效利用：煤炭作为山西的传统优势能源，在短期内仍将占据重要地位。但煤炭的发展方向将是清洁高效利用，通过技术创新和升级，提高煤炭的利用效率，降低污染物排放。例如，推广煤炭洗选、煤炭气化、煤炭液化等技术，发展清洁煤电，实现煤炭的绿色开采和利用。2 山西省能源行业发展趋势智能开采与生产：在煤炭开采领域，智能化技术将得到更广泛的应用。煤矿智能化建设将不断推进，实现煤矿的自动化生产、智能化监控和远程操作，提高煤炭开采的安全性和效率。例如，无人采煤工作面、智能运输系统等将逐渐普及，减少人工干预，降低劳动强度和生产风险。新能源技术突破：新能源技术的研发和创新将是未来山西能源行业发展的关键。在风电、光伏发电方面，提高发电效率、降低成本的技术将不断涌现；在储能技术方面，新型储能技术的研发和应用将有助于解决新能源的间歇性和不稳定性问题，提高能源的利用效率和可靠性。此外，氢能技术的发展也备受关注。2 山西省能源行业发展趋势煤电与新能源协同：煤电与新能源的协同发展将成为趋势。一方面，煤电企业将通过灵活性改造，提高对新能源的消纳能力，为新能源的发展提供支持；另一方面，新能源企业与煤电企业将开展合作，共同参与电力市场交易，实现优势互补。例如，通过煤电与风电、光伏发电的联合调度，提高电力系统的稳定性和可靠性。能源与其他产业融合：能源行业将与其他产业深度融合，推动相关产业的发展。例如，能源与化工产业的融合，将促进煤炭的深加工和综合利用，发展煤基化工产品；能源与交通产业的融合，将推动电动汽车的普及和充电设施的建设，促进交通领域的节能减排；能源与制造业的融合，将为制造业提供绿色能源，推动制造业的转型升级。2 山西省能源行业发展趋势电力市场改革：电力市场的改革将不断深化，进一步完善电力市场体系，提高电力资源的配置效率。现货市场、辅助服务市场等将不断完善，电力交易的市场化程度将不断提高。企业将更加注重市场需求和价格信号，优化电力生产和供应策略。同时，分布式能源、微电网等新型电力模式将不断发展，为用户提供更加灵活、便捷的电力服务。碳市场建设：随着碳达峰、碳中和目标的推进，碳市场的建设将日益重要。山西将积极参与全国碳市场的建设，推动企业开展碳排放管理和碳交易，降低碳排放强度。碳市场的发展将促使企业加大节能减排力度，推动能源行业的低碳转型。2 山西省能源行业发展趋势输电通道建设：山西作为能源输出大省，将继续加强输电通道的建设，提高能源外送能力。特高压输电工程的建设将不断推进，加强与周边省份和地区的电力联网，扩大电力外送范围。例如，山西与华北、华东等地区的输电通道将不断加强，为这些地区提供稳定的电力供应。油气管道建设：在油气领域，山西将加强油气管道的建设，提高油气的输送能力。油气管道的建设将有助于降低油气运输成本，提高油气供应的安全性和可靠性。同时，山西还将积极参与国家油气储备体系的建设，提高能源的应急保障能力。2 山西省能源行业发展趋势 2.1 宏观政策环境对山西省能源行业的影响 2.2 市场需求变化与山西省能源行业发展方向 2.3 山西省能源行业未来发展趋势预测1 山西省能源行业发展现状 1.1 山西省能源行业基本概况 1.2 山西省能源行业的主要特点和优势3 山西省能源行业技术创新 3.1 山西省能源行业技术创新现状 3.2 关键技术创新对山西省能源行业的推动作用 3.3 技术创新面临的问题与挑战 3.4 部分山西省能源行业技术创新案例4 山西省能源行业发展策略与建议 4.1 政府层面的支持与引导 4.2 企业层面的战略选择 4.3 结语3 山西省能源行业技术创新：技术创新现状序号能源产品技术应用1智能化开采技术包括煤矿的综合自动化系统、智能采煤设备等。通过传感器、通信技术和自动化控制系统，实现对采煤过程的远程监控和操作，提高生产效率和安全性，减少人工劳动强度。例如，一些大型煤炭企业采用了智能采煤机，可以根据煤层的地质条件自动调整采煤参数，实现高效采煤2煤炭洗选技术通过物理或化学方法去除煤炭中的杂质和矸石，提高煤炭的质量和热值，减少污染物排放。例如，采用重介质选煤、浮选等技术，可以有效地提高煤炭的洗选效率和质量3煤炭气化技术将煤炭转化为合成气（主要成分是一氧化碳和氢气），可用于生产化工产品、燃料气等。山西的一些企业在煤炭气化技术方面进行了探索和应用，如建设了煤气化联合循环发电项目，提高了煤炭的利用效率4煤炭液化技术将煤炭转化为液体燃料，如煤制油。虽然该技术的成本较高，但可以提高煤炭的附加值，减少对石油的依赖。5石油开采技术在山西，石油开采主要采用常规的钻井、采油技术。例如，直井、斜井和水平井钻井技术，以及抽油机、电潜泵等采油设备的应用，以提高石油的采收率6天然气开采技术山西的天然气资源主要包括煤层气和常规天然气。在煤层气开采方面，采用了水力压裂、水平井钻井等技术，提高煤层气的产量和采收率。例如，中国石油在山西的煤层气项目中，应用了一系列先进的开采技术，取得了较好的效果来源：DIIRC自主研究及绘制3 山西省能源行业技术创新现状序号能源产品技术应用7天然气净化技术对开采出来的天然气进行净化处理，去除其中的杂质、水分和酸性气体等，以满足管道输送和用户使用的要求。常见的净化技术包括吸附法、膜分离法等8天然气分布式能源技术将天然气用于分布式能源系统，实现冷、热、电三联供。这种技术可以提高能源的综合利用效率，减少能源浪费，适用于工业园区、商业中心等场所9光伏发电技术山西的太阳能企业主要采用晶体硅太阳能电池技术，包括单晶硅和多晶硅电池。同时，也在不断探索和应用新型的太阳能电池技术，如薄膜太阳能电池、钙钛矿太阳能电池等，以提高太阳能的转换效率和降低成本。10太阳能热利用技术利用太阳能集热器将太阳能转化为热能，用于热水供应、供暖等。在山西的一些地区，太阳能热水器已经得到了广泛的应用，并且在一些大型的公共建筑和工业项目中，也开始采用太阳能供暖系统。11氢气制备技术山西的能源企业正在探索多种氢气制备技术，包括煤制氢、焦炉煤气制氢、水电解制氢等。例如，利用山西丰富的煤炭资源进行煤制氢，或者利用焦炉煤气中的氢气进行提纯和利用。12氢气储存和运输技术由于氢气的储存和运输难度较大，山西的企业和科研机构正在研究和开发高效的氢气储存和运输技术，如高压气态储氢、液态储氢、固态储氢等，以及氢气管道运输和氢气罐车运输等方式。13氢燃料电池技术氢燃料电池是将氢气和氧气的化学能直接转化为电能的装置，具有高效、环保等优点。山西的一些企业和科研机构正在开展氢燃料电池的研发和应用，例如在燃料电池汽车、燃料电池分布式发电等领域进行试点和示范。来源：DIIRC自主研究及绘制3 山西省能源行业技术创新现状物联网技术设备监测与管理：在能源企业中，通过在各类设备（如采煤机、钻机、矿用卡车等）上安装传感器，实时采集设备的运行状态、温度、压力、振动等数据，并将这些数据传输到监控中心。这样可以实现对设备的远程监测和故障预警，提高设备的可靠性和可用性，降低维护成本。例如，当传感器检测到设备的温度异常升高时，系统会自动发出警报，提醒工作人员及时进行检修。0201能源生产与传输监控：对于煤炭开采、石油天然气输送等过程，物联网技术可以对生产环节和传输管道进行实时监控。在煤炭开采中，监测井下的瓦斯浓度、通风情况等，确保生产安全；在油气输送中，监测管道的压力、流量、泄漏等情况，保障能源的安全、高效传输。3 山西省能源行业技术创新现状大数据技术生产数据分析与优化：能源企业积累了大量的生产数据，包括煤炭产量、采掘进度、能耗等。利用大数据技术对这些数据进行分析，可以找出生产过程中的潜在问题和优化空间。例如，通过分析历史数据，确定最佳的采煤工艺参数，提高煤炭开采效率；分析能源消耗数据，制定节能措施，降低企业的运营成本。0201市场预测与决策支持：根据市场需求、能源价格等数据，运用大数据分析预测能源市场的走势，为企业的生产计划、销售策略提供决策支持。例如，预测煤炭市场的需求旺季和淡季，合理安排生产和库存，提高企业的经济效益。3 山西省能源行业技术创新现状人工智能技术智能巡检与故障诊断：利用机器人或无人机搭载人工智能算法，对能源企业的生产现场、设备设施进行智能巡检。机器人可以通过图像识别、声音分析等技术，检测设备的外观损坏、异常声音等问题，并及时报告给工作人员。同时，结合历史故障数据和实时监测数据，利用人工智能算法进行故障诊断，提高故障诊断的准确性和及时性。0201智能开采与作业：在煤炭开采等领域，人工智能技术可以实现智能开采。通过对地质数据、煤层分布等信息的分析，确定最佳的开采方案；控制采煤机等设备自动进行采掘作业，提高开采的精度和效率。例如，一些煤矿企业采用的智能采煤系统，可以根据煤层的变化自动调整采煤机的截割参数，实现高效开采。3 山西省能源行业技术创新现状5G 通信技术低延迟远程控制：5G 网络的低延迟特性使得能源企业可以实现远程控制设备。例如，在煤矿井下，工作人员可以在地面控制中心通过 5G 网络远程操作采煤机、掘进机等设备，减少井下作业人员，提高生产的安全性。在石油天然气开采中，远程控制技术可以用于控制井口设备、阀门等，实现远程操作和管理。0201高清视频传输：5G 网络支持高清视频的实时传输，为能源企业的安全监控、生产调度提供了有力支持。在煤矿井下、石油化工生产现场等危险区域，安装高清摄像头，将现场视频实时传输到监控中心，便于工作人员及时了解现场情况，做出正确的决策。3 山西省能源行业技术创新现状区块链技术能源交易与溯源：在能源交易领域，区块链技术可以实现能源交易的安全、透明和可追溯。通过区块链平台，能源企业可以将交易信息记录在区块链上，确保交易的真实性和不可篡改。同时，对于可再生能源的交易，区块链技术可以实现能源的溯源，保证可再生能源的来源和质量。0201供应链管理：在能源企业的供应链管理中，区块链技术可以用于记录原材料采购、生产加工、运输配送等环节的信息，实现供应链的透明化和可追溯性。这样可以提高供应链的管理效率，降低供应链风险。3 山西省能源行业技术创新现状虚拟仿真技术设计与培训：在能源项目的设计阶段，利用虚拟仿真技术可以对能源设施的建设、工艺流程等进行模拟和优化。例如，在建设新的煤矿、电厂等项目时，通过虚拟仿真技术可以提前发现设计中的问题，优化设计方案。同时，虚拟仿真技术还可以用于员工的培训，让员工在虚拟环境中进行操作训练，提高员工的技能水平和应对突发情况的能力。0201安全演练：能源企业可以利用虚拟仿真技术进行安全演练，模拟火灾、爆炸、泄漏等事故场景，让员工熟悉应急处理流程，提高企业的应急响应能力。3 山西省能源行业关键技术及推动作用技术关键技术推动作用煤炭技术智能化开采技术l 提高生产效率和安全性，减少人工劳动强度，降低生产成本。l 煤炭清洁高效利用技术有助于减少污染物排放，符合环保要求，促进可持续发展。煤炭清洁高效利用技术煤炭气化技术天然气技术、煤层气技术天然气开采技术l 提高了天然气的产量和质量，优化山西能源结构，减少对煤炭的依赖，为天然气的广泛应用提供保障。天然气净化技术水力压裂、水平井钻井等技术氢能技术碳纤维复合材料IV型塑料内胆高压储氢容器的研制l 在山西，可能是新的发展方向，促进能源产业的多元化发展。l 氢能的应用也有助于减少碳排放，符合环保要求。加氢关键部件安全性能测试技术燃料电池技术来源：DIIRC自主研究及绘制3 山西省能源行业关键技术及推动作用技术关键技术推动作用石油技术石油开采：先进钻进技术l提高石油的采收率，增加石油产量。l生产出更高质量的石油产品，满足市场需求，提高企业的经济效益。石油炼化：先进炼化工艺和设备太阳能技术太阳能光电转换技术l 减少碳排放，缓解环境压力。l 带动相关产业链的发展，创造就业机会，促进经济增长。数字化技术物联网技术、大数据技术、人工智能技术、5G通信技术、云计算技术、区块链技术l 数字化技术的应用可以实现能源企业的智能化管理和运营。l 提高能源生产的效率和安全性。来源：DIIRC自主研究及绘制3 山西省能源行业技术的问题与挑战l 开采效率提升瓶颈：尽管山西在煤炭开采技术上不断进步，但随着开采深度增加、地质条件复杂化，进一步提高开采效率，就面临就技术难题。例如，复杂地质条件下的巷道支护、瓦斯治理等技术仍有待突破，以确保高效、安全开采l 清洁利用技术成本高：煤炭的洗选、气化、液化等清洁利用技术需要大量的资金投入和先进的设备支持。对于山西的煤炭企业来说，成本压力较大，限制了应用。0102煤炭天然气l 煤层气开发技术有待提高：山西是煤层气资源大省，但煤层气的开发技术还不够成熟。煤层气的储层特征复杂，渗透率低，开发难度大l 天然气管道运输安全问题：天然气的管道运输是山西天然气供应的主要方式，但管道的腐蚀、泄漏等安全问题时有发生。3 山西省能源行业技术的问题与挑战l 电池效率提升缓慢：光伏电池的转换效率提升速度较慢，存在较大的提升空间，距离理想高效光电转换仍有较大距离l 太阳能发电的间歇性问题：太阳能发电受天气和时间的影响较大，存在间歇性问题。储能技术面临挑战l 土地资源占用。大规模光伏发电站需要占用大量土地，而土地资源日益紧张，选址和土地利用面临困难0304太阳能氢能l 氢气的储存和运输是氢能产业发展的瓶颈之一。山西在高压气态储氢、低温液态储氢以及固态储氢等技术方面还不够成熟，储氢设备的安全性、储氢密度和成本等方面仍需进一步优化。l 山西拥有丰富的电力资源，但高效、低成本的电解水制氢技术仍有待提高l 燃料电池是氢能应用的关键技术，但山西在燃料电池的性能、寿命、可靠性等方面与国际先进水平仍有一定差距。例如，燃料电池的催化剂成本较高，且耐久性不足3 山西省能源行业技术的问题与挑战l 数字化人才短缺：既懂煤炭开采又懂数字化技术的复合型人才特别短缺l 缺乏统一的标准和规范：天然气行业的数字化技术应用缺乏统一的标准和规范，导致不同企业之间的系统兼容性差，数据交换困难。l 技术创新能力不足：山西的能源企业在数字化技术创新方面相对滞后，企业往往依赖于外部技术供应商，难以满足个性化的需求。05l 智能运维技术不成熟：太阳能电站的分布范围广，设备数量多，维护难度大。目前智能运维技术还不够成熟，难以满足实际需求。l 数据管理和分析能力不足：太阳能企业积累了大量的运行数据，但数据的管理和分析能力不足，无法充分挖掘数据的价值。l 数据整合难度大：煤炭企业内部存在多个信息系统，数据格式不统一，难以实现数据的有效整合和共享数字化技术3 山西省能源行业技术创新案例山西焦煤该项目以智能煤矿5G+工业互联网建设为核心，利用云计算、大数据、人工智能、数据建模等关键技术，对现有信息化平台进行优化集成，深化信息化系统应用，开展物联网平台、5G建设与应用、时序数据库和数据仓库、数据分析、组态展示、数字孪生等六方面内容的建设，建成基于GIS和Java开发的煤炭工业互联网大数据分析平台。该平台可随时查看智能化工作面的生产现场和流程环节，实时对矿井的故障隐患进行动态感知和预测预警，做到了对多业务系统的一体化融合、多维度分析、透明化呈现，最终实现了山西焦煤各层级大数据的实时互联、业务系统的协同控制，支持各层级领导科学、精准、高效决策，全域赋能山西焦煤数字化转型。3 山西省能源行业技术创新案例该公司积极探索全要素煤矿智能化建设模式，是中国煤科智能化成果应用的集大成者。其智能化建设内容涵盖信息基础设施、智能地质保障系统、智能掘进系统、智能采煤系统等十大专业系统和智能选煤厂，包含 50 多个智能化项目，形成了以“一个标准、一张网、一朵云、一张图、一个平台、一系列智能化子系统”为重点的“六个一”一体化建设方案其拥有智能综合管控平台，整合了各类生产数据和信息，实现对全矿井的集中监控和管理。右图是该集团的部份智能化平台，包括：智能一体化管控平台、全矿井多网融合通信系统、主煤流智能协同管控系统。山西天地王坡煤业有限公司3 山西省能源行业技术创新案例华新燃气集团华新燃气集团高度重视企业数字化、智能化发展，围绕产业数字化、生产数字化、运营数字化、调度数字化、管理数字化、监测数字化，持续推动数实融合、数智赋能，大力提升数智化管理水平，建成集计划管理、生产调控、预警预报、风险管控、应急指挥“五大功能”于一体的智能化燃气安全生产指挥中心。近年来，华新燃气集团持续深化三项制度改革，打造