南非煤炭資源開發(fā)前景研究

彭北樺 蘇新旭 張 博

(1. 神華新能源有限責(zé)任公司，北京市東城區(qū)，102209；2. 武漢大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，湖北省武漢市，430072；3. 中國神華海外開發(fā)投資有限公司，北京市東城區(qū)，100011；4. 中國礦業(yè)大學(xué)(北京)管理學(xué)院，北京市海淀區(qū)，100083)

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南非煤炭資源開發(fā)前景研究

彭北樺1,2蘇新旭3張 博4

(1. 神華新能源有限責(zé)任公司，北京市東城區(qū)，102209；2. 武漢大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，湖北省武漢市，430072；3. 中國神華海外開發(fā)投資有限公司，北京市東城區(qū)，100011；4. 中國礦業(yè)大學(xué)(北京)管理學(xué)院，北京市海淀區(qū)，100083)

隨著南部非洲經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，電力缺口日益嚴(yán)重。近幾年南非優(yōu)質(zhì)資源枯竭的問題日益突出，煤炭儲(chǔ)量遞減、煤炭品質(zhì)下降以及開采成本增加，亟需進(jìn)行潛力煤炭資源綜合調(diào)查研究。綜合分析認(rèn)為，鑒于南非煤炭生產(chǎn)集中度高、煤電生產(chǎn)壟斷性強(qiáng)、煤炭資源增長潛力大、BEE法案對(duì)外資的不良影響等因素，建議當(dāng)前緊密關(guān)注南非煤炭地質(zhì)勘查進(jìn)展，收購優(yōu)質(zhì)煤炭項(xiàng)目，同時(shí)優(yōu)先考慮與南非國有電力公司合作，擇機(jī)進(jìn)入煤電市場。

煤炭資源 開發(fā)前景 南非

煤炭在南非國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位，主要用于電力生產(chǎn)、出口和煤炭液化。南非大多數(shù)電廠由南非國有電力公司(Eskom Holdings Ltd，簡稱Eskom公司)所有和經(jīng)營，供應(yīng)南非95%的電力和非洲大陸45%的電力。隨著南非經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，南非國內(nèi)電力供應(yīng)不足的局面日趨嚴(yán)重。而近幾年南非優(yōu)質(zhì)資源枯竭問題日益突出，煤炭儲(chǔ)量遞減、煤炭品質(zhì)下降以及開采成本增加，亟需進(jìn)行潛力煤炭資源調(diào)查研究。

1 地質(zhì)背景

南非最古老的巖石形成于太古代，即克拉通(Kaapvaal)，構(gòu)成3500～2500 Ma穩(wěn)定的古老陸核。顯生宙起，南非地質(zhì)活動(dòng)主要位于南部和西南部。約600 Ma前，南非形成一系列鏈狀盆地，沉積馬姆斯伯里群，開普花崗巖隨后侵入。約500 Ma前，頁巖、砂巖和礫巖沉積在開普花崗巖之上，從西部的范倫斯多普(Vanrhynsdorp)附近延伸到東部的伊麗莎白港。300～140 Ma時(shí)期，卡魯超群和火成巖覆蓋南非的2/3面積，主要位于主卡魯盆地，從西開普的陶斯河(Touwsrivier)延伸至普馬蘭加的威特班克(Witbank)，長達(dá)1500 km，反映了岡瓦納大陸從極地到熱帶緯度的漂移以及地質(zhì)環(huán)境變化過程。這一時(shí)期主要沉積德懷卡群、埃卡群，其中?？ㄈ好簩邮悄戏敲禾康闹饕獊碓?。之后，伴隨著岡瓦納大陸的裂解，德拉肯斯堡群和列朋波群大量的玄武質(zhì)火山噴發(fā)結(jié)束了卡魯序列的沉積。

2 煤炭資源分布

根據(jù)BP統(tǒng)計(jì)資料，截至2012年底，南非煤炭資源位于世界第9位，無煙煤和煙煤累計(jì)探明儲(chǔ)量302億t，占世界總資源量的3.5%，按照目前生產(chǎn)能力可以開采116年。南非有19個(gè)煤田，70%以上的可采儲(chǔ)量賦存在Highveld、威特班克和Ermelo煤田內(nèi)。南非主要煤田分布如圖1所示，自西向東，煤的變質(zhì)等級(jí)增加，揮發(fā)分減少，東部以及林波波省賦存無煙煤和焦煤。總體來看，南非以出產(chǎn)動(dòng)力煤為主，焦煤需要進(jìn)口，2011年進(jìn)口量約240萬t。

2.1 Highveld煤田

Highveld煤田位于普馬蘭加省東南部，從西側(cè)的奈杰爾(Nigel)和格雷靈斯塔德(Greylingstad)延伸約95 km至東側(cè)達(dá)維爾(Davel)，從克里爾(Kriel)以北延伸約90 km至南部的斯坦德頓，覆蓋面積約7000 km2，產(chǎn)量在南非居第2位。

Highveld煤田主要含煤層位是?？ㄈ褐胁康腣ryheid組，發(fā)育5層煤，從下向上依次為S1、S2、S3、S4以及S5，其中主采煤層為S2煤層和S4煤層，目前北部地區(qū)開采S2煤層和S4煤層，而南部地區(qū)僅開采S4煤層。S4煤層約占整個(gè)煤田可采煤炭資源的80%。S4煤層厚度為0.3～1.3 m，S2煤層位于S4下部煤層之下30 m，平均厚度不超過1.5 m。Highveld煤田煤層產(chǎn)狀通常為水平至緩起伏，向南緩傾斜。除輝綠巖巖席侵入造成沉積地層位錯(cuò)之外，沒有發(fā)現(xiàn)斷層錯(cuò)斷卡魯?shù)貙拥那闆r。煤田內(nèi)存在一些小型斷層(斷距小于1 m)，大規(guī)模斷層較少，僅有一條東西走向斷層(斷距為22 m)。Highveld煤田地質(zhì)資源量為14252 Mt，其中可采資源量為9924 Mt，井工可采和露天可采資源量分別為8964 Mt和960 Mt。Highveld煤田煤質(zhì)多變，多為煙煤，具有高灰分和低熱值的特征，煤炭可洗選性較差。煤田東南部有一些煤質(zhì)較好的煤炭，但冶金特性較差。Highveld煤田部分煤礦煤質(zhì)情況見表1。

圖1 南非主要煤田的分布

2.2 威特班克煤田

威特班克煤田位于普馬蘭加省，是南非第一大煤炭產(chǎn)地，自20世紀(jì)早期首次進(jìn)行勘探以來，該煤田一直是勘探和開發(fā)的重點(diǎn)。該煤田從西部斯普林斯(Springs)一直延伸到東部的貝爾法斯特(Belfast)。

威特班克煤田含煤地層為?？ㄈ篤ryheid組，發(fā)育5層煤，從下向上分別為No.1、No.2、No.3、No.4和No.5，賦存在20 m厚的地層內(nèi)。No.2煤層為最廣泛開采的煤層，占威特班克煤田煤炭資源量的69%，且煤質(zhì)最好。煤田中部No.2煤層平均厚度約為6.5 m。No.2煤層通常分叉為5條煤帶，各煤帶具有不同的煤質(zhì)特征。除輝綠巖極為發(fā)育的局部地區(qū)，威特班克煤田含煤地層未發(fā)生明顯褶皺變形。輝綠巖侵入對(duì)煤田產(chǎn)生不利影響，其烘烤作用使得大面積煤層難以開采利用，輝綠巖還導(dǎo)致煤層發(fā)生明顯位錯(cuò)，嚴(yán)重影響開采布置。No.2煤層生產(chǎn)擬出口的低灰分焦煤以及擬出口和國內(nèi)消費(fèi)的動(dòng)力煤。威特班克煤田部分煤礦煤質(zhì)情況見表2。

表1 Highveld煤田部分煤礦煤質(zhì)

表2 威特班克煤田部分煤礦煤質(zhì)

2.3 Ermelo煤田

Ermelo煤田從北部卡羅來納(Carolina)延伸約150 km至南部迪基斯多普(Dirkiesdorp)，從西側(cè)莫干松(Morgenzon)延伸約75 km到東側(cè)的阿姆斯特丹(Amsterdam)。

Ermelo煤田主要含煤層位是?？ㄈ褐胁康腣ryheid組，發(fā)育5個(gè)煤層，從下向上依次是E煤層、D煤層、C煤層、B煤層和A煤層，這些煤層可以與附近的Highveld煤田進(jìn)行對(duì)比。C煤層和B煤層是Ermelo煤田最重要的開采煤層。C煤層被在煤田北部發(fā)育最好，稱作Gus煤層，在該煤田最發(fā)育，厚度為0.5～3 m。B煤層厚度變化在1～2.7 m，平均為1.7 m。Ermelo煤田煤層產(chǎn)狀為水平或緩起伏，西南傾斜。受侏羅紀(jì)卡魯輝綠巖侵入的影響，煤田內(nèi)斷層常見。Ermelo煤田可采儲(chǔ)量為4698 Mt。Ermelo煤田出產(chǎn)供應(yīng)電廠的動(dòng)力煤和擬出口的高級(jí)別動(dòng)力煤。Ermelo煤田部分煤礦煤質(zhì)情況見表3。

表3 Ermelo煤田部分煤礦煤質(zhì)

3 南非煤炭資源開發(fā)前景分析

總體來看，南非煤炭工業(yè)發(fā)展趨勢，長期穩(wěn)定向好，短期低迷。具體有以下4個(gè)有利因素和4個(gè)不利因素值得參考。

3.1 有利條件

(1)煤炭工業(yè)作為南非工業(yè)基礎(chǔ)的地位在較長的時(shí)期內(nèi)不會(huì)改變。類似于中國，南非是一個(gè)富煤、少油(氣)和水力資源短缺的國家，煤炭工業(yè)在南非能源結(jié)構(gòu)中起主導(dǎo)和支撐作用。南非煤炭在一次能源生產(chǎn)和消費(fèi)構(gòu)成中的比例分別為95%和77%以上，煤電是南非的主要電力來源。雖然近幾年清潔能源方興未艾，南非政府高度重視未來新能源發(fā)展，甚至明確提出到2030年將新能源裝機(jī)容量比重提升到21%，但目前核能、水能、光伏、生物燃料、風(fēng)能用于發(fā)電還處于小規(guī)模階段，地?zé)崮堋⒐鉄岚l(fā)電、潮汐能等其他新能源還未被開發(fā)利用，因此煤電在未來很長一段時(shí)期內(nèi)在南非電力生產(chǎn)中占主導(dǎo)地位。

(2)南非煤炭煤炭資源保障程度較高。除了Witbank煤田、Highveld煤田和Vryheid煤田以外，近年來新開發(fā)的Waterberg煤田資源量大、埋藏淺、易于露天開采，是未來煤電聯(lián)營重要開發(fā)區(qū)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，Waterberg煤田低熱值動(dòng)力煤儲(chǔ)量約130億t，高熱值煤儲(chǔ)量16.97億t，焦煤儲(chǔ)量6.79億t，總資源量為154.87億t。南非愛索礦業(yè)有限公司預(yù)計(jì)未來5年內(nèi)將投入160億蘭特到Waterberg煤田。

(3)南非東海岸港口條件好，供給歐洲市場、印度市場地理?xiàng)l件優(yōu)越。南非位于兩大洋間的航運(yùn)要沖，地理位置十分重要。其西南端的好望角航線，歷來是世界上最繁忙的海上通道之一，有“西方海上生命線”之稱。南非海洋運(yùn)輸業(yè)發(fā)達(dá)，約98%的出口要靠海運(yùn)來完成，主要港口有開普敦、德班、東倫敦、伊麗莎白港、理查德灣、薩爾達(dá)尼亞和莫瑟爾灣。德班是非洲最繁忙的港口及最大的集裝箱集散地，年集裝箱處理量達(dá)270萬個(gè)。據(jù)國際能源署統(tǒng)計(jì)，2011年南非共出口煤炭6881萬t，約占全國煤炭總產(chǎn)量的一半。

(4)南非北部林林波省Tuli盆地和Tshipise盆地有出產(chǎn)焦煤的潛力。該地區(qū)勘探程度低，人煙稀少，無工業(yè)活動(dòng)，交通不便。但這些年來由于南非焦煤資源短缺，國際焦煤市場趨好，該區(qū)域的勘探工作加強(qiáng)，查明的煤炭資源量大幅提高，有些礦權(quán)區(qū)甚至已經(jīng)完成了可行性報(bào)告。

3.2 不利條件

(1)優(yōu)質(zhì)煤炭資源逐漸減少。交通方便、易開發(fā)的煤炭資源日益枯竭，位于卡魯盆地的煤炭儲(chǔ)量正日趨枯竭，Witbank煤田的一些煤礦將在未來5～10年內(nèi)逐漸關(guān)閉。預(yù)計(jì)未來煤炭出產(chǎn)區(qū)將由中部轉(zhuǎn)向西北部的邊境地區(qū)Waterberg煤田以及北部的Tuli盆地、Tshipise盆地。然而Waterberg煤田煤質(zhì)灰分高達(dá)50%左右，盡管剝采比低，但是洗選加工費(fèi)高。Tuli盆地和Tshipise盆地焦煤資源灰分高，往往需要花費(fèi)昂貴的洗選加工費(fèi)用。在目前煤炭價(jià)格較低、電廠和鋼廠壓制煤價(jià)的背景下，南非Waterberg煤田和林波波省的煤炭產(chǎn)品沒有價(jià)格優(yōu)勢。

(2)南非的基礎(chǔ)設(shè)施條件短期內(nèi)難以改善。雖然南非有著非洲最為發(fā)達(dá)的鐵路網(wǎng)，所有主要城市都有鐵路連接，南非與周邊國家莫桑比克、博茨瓦納、萊索托、納米比亞、津巴布韋和斯威士蘭均有鐵路連通，但鐵路運(yùn)力有限，鐵路設(shè)施維護(hù)較差，難以保證煤炭的大量外運(yùn)。南非東部沿海港口中理查德灣煤港的運(yùn)力趨于飽和，其他煤港運(yùn)力較為有限。未來西北部煤炭開發(fā)新區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施的升級(jí)改造需要的資金也很大。南非近年來經(jīng)濟(jì)疲軟，短期內(nèi)難以支撐基礎(chǔ)設(shè)施的升級(jí)改造。

(3)煤炭生產(chǎn)集中度高，煤電行業(yè)被國有公司壟斷。南非約85%的煤炭生產(chǎn)由少數(shù)大的煤炭公司所控制，煤電聯(lián)營完全受制于南非國有電力公司。2011年南非在產(chǎn)煤礦有111個(gè)，屬于31個(gè)煤炭公司擁有，其中Xstrata等6個(gè)大的煤炭公司擁有的煤礦數(shù)量為68個(gè)，68個(gè)中的11個(gè)大型煤礦的產(chǎn)量將近南非煤炭產(chǎn)量的70%。南非國有電力公司的20家發(fā)電站裝機(jī)容量為35.2 GW，是世界上最大的公用事業(yè)之一，為整個(gè)非洲南部地區(qū)提供電力。隨著南非經(jīng)濟(jì)的快遞發(fā)展，南非國有電力公司越來越不能滿足國內(nèi)不斷增長的電力需求，政府緊急出臺(tái)了擴(kuò)容和引進(jìn)外資計(jì)劃，但在南非國有電力公司壟斷地位不變的情況下，在南非實(shí)施煤電聯(lián)營項(xiàng)目，必須得到南非電力公司的支持。

(4)短期內(nèi)南非的煤炭生產(chǎn)形勢不會(huì)有太大改觀。低迷的煤價(jià)使南非現(xiàn)有煤礦盈利能力受到挑戰(zhàn)，周邊鄰國如莫桑比克的煤炭出口增加，加上BEE法案的實(shí)施，導(dǎo)致外國投資者投資南非積極性大大減弱，短期內(nèi)南非的煤炭生產(chǎn)不會(huì)有太大改觀。同時(shí)實(shí)施的BEE準(zhǔn)入機(jī)制和B-BEE評(píng)分卡、BEE級(jí)別制度，為南非礦業(yè)投資增加了相當(dāng)?shù)碾y度。

4 煤炭資源開發(fā)投資建議

(1)高度關(guān)注Witbank煤田、Highveld煤田和Vryheid煤田中具有潛在投資開發(fā)價(jià)值的地區(qū)，尤其要充分利用南非BEE法案使一些西方公司戰(zhàn)略撤離南非市場的時(shí)機(jī)，擇機(jī)優(yōu)選煤炭在產(chǎn)項(xiàng)目。

(2)考慮與南非國有電力公司合作，在充分評(píng)估各種風(fēng)險(xiǎn)因素的前提下，通過煤電聯(lián)營的方式開發(fā)煤炭資源。

(3)關(guān)注北部林波波省優(yōu)質(zhì)的焦煤資源，特別是交通基礎(chǔ)設(shè)施相對(duì)較好、焦煤產(chǎn)率較高的煤炭資源。

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(責(zé)任編輯 陶 賽)

Study on coal resource development prospects in South Africa

Peng Beihua1,2, Su Xinxu3, Zhang Bo4

(1. Shenhua Renewable Co., Ltd., Dongcheng, Beijing 102209, China；2. Economics and Management School of Wuhan University, Wuhan, Hubei 430072, China；3. China Shenhua Overseas Development & Investment Co., Ltd., Dongcheng, Beijing, 100011, China;4. School of Management, China University of Mining & Technology, Beijing, Haidian, Beijing 100083, China)

As a result of rapid economic development in southern Africa, the power shortage has become increasingly serious. The problem of the depletion of high-quality resources in South Africa has become increasingly prominent, the amount and quality of coal reserves decreased, and mining cost increased, therefore it is urgent to carry out a comprehensive investigation of potential coal resources in South Africa. Given the situation that professional concentration extent of coal production in South Africa was high, coal power production was highly monopolistic, coal resources growth has great potential, and BEE Act has negative effects on foreign investment, this paper suggests that coal exploration survey progress should be closely followed to purchase into high-quality coal mines, and it deserves to be given priority to cooperation with Eskom to enter into coal power market at appropriate times.

coal resource, development prospects, South Africa

中國工程院咨詢項(xiàng)目(2015-XZ-35-03-01)

彭北樺，蘇新旭，張博. 南非煤炭資源開發(fā)前景研究 [J]. 中國煤炭，2017,43(7)：165-169. Peng Beihua，Su Xinxu，Zhang Bo. Study on coal resource development prospects in South Africa [J]. China Coal，2017,43(7)：165-169.

TD951

A

彭北樺(1987-)，女，江西萍鄉(xiāng)人，工程師，在讀博士研究生，主要從事新能源產(chǎn)業(yè)投資與技術(shù)研究工作。