南非煤炭资源储量丰富，英国石油公司(BP)2020年《世界能源统计》显示，截至2019年底，南非煤炭资源可探明储量为9 893 Mt，占世界煤炭总储量的0.9%。在2019年列出的25个煤炭主要生产国中，储量排在第12位，按照目前的开采速度，足以支撑该国未来39年的煤炭产量。南非是世界第七大煤炭生产国和第五大煤炭消费国和出口国，2019年南非煤炭产量为254.3 Mt，占世界煤炭总产量的3.1%；煤炭消费量为3.81 Ej(约为185.76 Mt)，占世界煤炭总消费量的2.4%；出口量为2.20 Ej(约为107.26 Mt)，占世界总出口量的6.2%[1]。

目前，南非政府正努力实现能源多样化，但煤炭仍然是南非主要的初级能源，提供了该国约72%的一次能源需求。因此，在可预见的未来，煤炭仍将在南非国民经济发展中发挥重要作用。

1 煤炭资源分布

南非煤炭资源分布极不均衡。尽管共有19个煤田，但煤炭开发活动主要集中在4个煤田，分别为威特班克煤田、弗里尼欣-萨索尔堡煤田、海维尔德煤田和埃利斯拉斯煤田，其煤炭产量分别占到全国煤炭产量的55.12%、19.11%、15.41%、8.46%。其余15个煤田产量之和占全国总产量的1.91%，各煤田的产量均不足全国总产量的1%。与其他国家相比，南非的煤炭矿床相对较浅，煤层较厚，适合较浅的地下和露天开采作业[2]。南非煤炭的发热量为3 872～7 481 kcal/kg，平均值为6 053 kcal/kg；灰分为11%～40%，平均值为18.5%；水分为0.9%～11.4%，平均值为4.08%；硫分为0.5%～1.99%，平均值为1.09%。

由于南非在产煤矿的开发时间较早，矿业公司占有的煤炭资源较为优良。未来开发的煤炭资源的煤质会有所下降，且受限于基础设施，其开发难度也会相应增加。

2 煤炭在能源消费中的地位和作用

2.1 煤炭在一次能源消费中占有重要地位

南非的能源以煤炭为主，煤炭储量丰富，价格低廉，是世界上能源开采成本较低的国家之一。近40年来，煤炭一直在南非能源结构中占主导地位，如图1所示。煤炭对南非能源经济的重要性，主要归因于其丰富且低成本资源的可得性以及国家对低成本电力生产和能源密集型采矿业的支持。

近年来，南非越来越重视应对气候变化的义务，正逐步改善其能源结构，逐渐从传统能源转向可再生能源，计划到2025年清洁能源占比达到30%。南非能源部2010年版的《综合电力资源规划》要求，到2030年，南非火力发电装机容量比例将下降到48%，可再生能源发电(不包括水力发电)比例上升到14.5%，而排名第3的核电比例达到13.4%。但是由于煤炭的合适替代品相对缺乏，以煤炭为主要能源的情况在南非未来20年内不太可能发生变化[3]。

2.2 煤炭开采业对经济发展有重大贡献

南非煤炭生产支持了该国的各种行业。2019年南非的煤炭在各个行业消费占比如图2所示。发电占62%；其次是石化行业，占23%；再次是一般工业，占8%。

2018年，南非煤炭开采业对其国内生产总值(GDP)的贡献为3 560亿兰特(约为213.81亿美元)，高于2017年的3 350亿兰特(约为201.2亿美元)。煤炭行业就业人数为86 919人，占矿业就业总人数的19%。煤炭工业间接创造了16万个工作岗位，主要是在运输和仓储部门。考虑到整个地区的依存度，南非大约有240万人依靠煤炭行业谋生[4]。

2.3 未来20年南非逐渐降低煤炭在能源结构中的比重

国际能源署(IEA)发布的2019年《非洲能源展望》报告指出，南非将关停发电厂约为35 GW(目前运行的42 GW)燃煤发电厂，并在2030年之前降低煤炭在南非工业和发电中的地位，提高可再生能源和天然气在能源结构中的比重，计划在2030年之前由可再生能源和天然气提供至少20 GW的额外电力[5]。

南非《国际核应急规划2010-2030》(IRP)预计，到2030年，新增核电装机容量将达到9 600 MW。该规划旨在减少南非对煤炭和柴油等化石燃料的主要依赖，并在20年内实现国家能源结构的多元化，使可再生能源产量达到41.8%，水力发电产量达到6.1%。

到2040年南非将逐步降低煤炭的能源需求量，预计需求量降到60 Mtoe，如图3所示，并逐步提高石油、天然气、水力、生物质能及其他低碳能源的需求量[6]。

3 煤炭生产

南非煤炭资源赋存条件极好，地质条件简单，断层、褶曲、陷落柱等构造少，煤层埋藏浅且大多呈近水平、赋存稳定，煤炭储量中有96%埋藏深度不到200 m，煤层厚度超过2 m的储量约占80%，因此南非煤炭矿床相对较浅，煤层较厚，适合较浅的井工和露天开采作业。但是近几年南非优质资源枯竭的问题日益突出，煤炭储量递减、煤炭品质下降以及开采成本增加。矿业公司需要寻找其他更经济有效的方法来开采盆地中更深、质量较差的煤层。

南非井工煤矿主要采用房柱式采煤方法和长壁采煤法，生产系统简单，主运输采用带式输送机，辅助运输采用无轨胶轮车。煤矿使用安全监控设备，对瓦斯、设备状况等进行监控，但由于灾害威胁较小，安全监控系统比较简单。南非煤矿用人少，采煤机械化程度高，接近100%。

1991-2019年，南非的煤炭产量走势和煤矿全员工效如图4所示。近30年来，南非煤炭产量除2005年出现降低，仅为2.24亿t外，总体走势为稳步上升到趋于平稳，保持在2.5亿t左右。

21世纪90年代初，南非煤矿的人员工效大幅增加，尤其是1991-1993年增加了近128%。劳动生产率的大幅提高主要是由于当时煤矿大量裁员和采煤机械化率提高，之后随着南非煤矿采煤机械化率的提高和煤矿雇佣人数的缓慢上升，煤矿人员工效逐年下降，到2019年为2 743 t/人。

4 煤炭进出口

4.1 出口业面临长期的、永久性衰退

南非是世界第七大煤炭出口国，煤炭是南非排在铂、金之后第三大外汇来源。从2006年的6 870万t增长到2015年的7 690万t，南非煤炭出口年均增长2.6%。2006-2009年，全球金融危机影响下对欧洲市场的出口下降，南非煤炭出口量出现下滑。2010年，在亚洲市场需求增长和欧洲经济复苏的推动下，南非煤炭出口恢复了45%。南非2017年和2018年煤炭出口量分别为7 350万t和7 650万t，2019年煤炭出口量下降到7 568.6万t。

2000-2019年，南非煤炭出口量占世界煤炭出口总量的百分比如图5所示，2000年该比率为11%，是近20年的最高点，之后逐年降低，到2019年该比率为6.2%，是历年来最低点。可见南非煤炭出口行业正面临长期的、永久性的衰退。

南非主要向印度、巴基斯坦、韩国、斯里兰卡、荷兰等国家出口动力煤。2018年，南非煤炭出口国仍以印度为主，印度占全部出口的48%，导致南非的出口行业高度依赖于一个国家。在2019年上半年，这个数字上升到了60%。继印度之后，巴基斯坦和韩国是2018年南非煤炭出口的第2和第3大出口目的地国。预计南非将在为亚洲提供煤炭方面发挥关键作用，到2020年共向亚洲出口动力煤5 600万t，到2040年将稳步增加。

4.2 进口量逐年提高

依赖于该国的钢铁行业，南非的煤炭进口主要是炼焦煤。由于钢铁生产取决于国家的经济表现，其煤炭进口的趋势与该国钢铁生产的趋势相似，因2009年经济危机，煤炭进口量下降17.8%；随后煤炭进口量一直保持在较低水平，直到2013年有所回升；2015年由于钢铁产量下降，煤炭进口量下降了16%；2019年烟煤和无烟煤进口量下降，其他煤炭进口量增速加快，致煤炭进口总量逐年提高，如图6所示。

5 煤矿安全与职业健康

5.1 煤矿安全生产

南非的煤矿是世界上最安全的煤矿之一。目前，南非煤矿安全生产达到了世界先进水平，正努力实现煤炭生产零伤亡的目标。

南非煤矿行业提升其安全生产水平的核心方法是将矿工从危险的及具有潜在健康危害的工作面中解脱出来。政府负责监察和执行矿山健康和安全措施，并进行审查，以确保这些措施得到有效的遵守。严格的安全程序、健康和安全标准以及员工教育和培训方案使得南非井工和露天煤矿的安全生产情况得到显著改善。

南非在20世纪末才基本遏制重特大事故的发生。1961年，南非成立了煤矿工会，加强了安全管理，不断提高煤矿机械化程度，使煤矿安全生产状况逐步好转；1993年，南非颁布实施了《职业健康与安全法》；1996年，南非制定了《矿山健康与安全法》，形成了较为完善的矿山安全法规体系；2002年，南非通过《矿山与石油资源开发法》。

从1989年到2019年的30年间，南非煤炭行业的死亡人数下降了87%，受伤人数下降了53.7%，如图7所示。2019年每百万工时死亡率为0.04，比1989年的0.52降低了92.3%；2019年每百万工时受伤率为1.42，比1989年的3.50降低了64%。1994年以后，南非每年煤矿事故死亡人数基本控制在30～50人。2001年以后，南非每年煤矿事故死亡人数更是减少到20人左右。2013年至今，南非煤矿每年事故死亡人数降至10人以下。

2003-2019年，南非煤矿出现的事故类型主要为岩石崩落(冒落)事故、机械事故、运输和开采事故、一般事故、电力事故(未引发火灾)、爆炸事故、杂项事故(指定)、运输事故(立井、暗井)、职业病、火灾、塌陷(塌落)事故，如图8和图9所示。其中，受伤人数最多的事故是一般事故，其次是运输和开采事故，岩石崩落(冒落)事故、机械事故、未引发火灾的电力事故等；发生死亡的事故主要为运输和开采事故、岩石崩落(冒落)事故、一般事故和机械事故。

5.2 职业健康

在南非，与煤矿开采相关的主要职业健康问题是粉尘导致的职业性肺病和噪声导致的听力损失。南非煤矿行业主要关注工作场所内外的员工整体健康和福祉。南非矿山健康与安全委员会提出了职业健康规划方案，对健康风险的暴露进行分析、监测和管理，并采取预防措施，该方案有助于预防和减轻职业健康风险，提出员工之间关于风险和预防的沟通至关重要，同时还给员工提供了康复和重返工作的计划[7]。

5.2.1 粉尘导致的职业性肺病

南非法律明确要求煤矿企业进行粉尘采样和使用抑尘技术。煤矿粉尘暴露是职业性肺疾病的危险因素，会慢性阻塞呼吸道，导致肺功能缺乏。几十年来，南非煤炭行业的粉尘采样一直是法律上一项强制性的要求。日常的防尘检查在矿山运行中进行，并向矿产资源部报告粉尘。抑尘系统对于防止员工接触到高于正常水平的粉尘至关重要。自20世纪60年代以来，南非煤矿公司一直在使用抑尘技术，在开发新的抑尘设备和技术方面一直走在世界前列；其连续式采煤机等设备是远程控制的，包含高压水喷雾系统和洗涤器等除尘技术。

南非煤矿职工配备个人防护装备(PPE)。矿山作业采用连续通风措施，大量清洁空气进入井下，稀释了粉尘浓度，有利于改善工作环境。在2016年11月召开的南非职业健康与安全峰会上，南非矿业利益相关者一致同意，到2024年12月，其矿业作业环境95%的可吸入粉尘颗粒物暴露测量结果必须低于1.5 mg/m3(SiO2<5%)。

5.2.2 噪声

噪声性听力损失被认为是南非采矿业的主要职业健康风险。长时间暴露于超过85分贝的有害噪音中会逐步导致听力丧失。听力保护的重点是噪声抑制(即在源头处消声)和心音保护。着重做到噪声监测，以防止声源暴露，提供个人防护装备，并坚持做常规听力测试。2014年，南非矿山健康与安全委员会制定了职业健康与安全目标，旨在消除听力损失。

6 煤炭科技

6.1 煤炭科技体系健全

南非的煤层厚，埋藏相对较浅，更容易开采并且开采成本低。但由于近年来高质量煤炭储量的下降，南非政府加大了升级开采技术的力度，最终延长了主要煤矿的寿命。现代煤矿开采技术的快速发展不但可以提高工人的安全生产环境，还可以让煤矿规划设计人员能够有效地绘制矿井图、监测矿体、更准确地跟踪产量和生产率。

在20世纪50～80年代，南非矿山安全形势非常严峻，每年矿井事故死亡人数都在千人以上。通过长期矿山隐患排查治理以及大力推广应用新技术、新产品，南非矿山安全水平不断提高，如今南非在矿山安全管理、安全设备技术开发、矿井救援、瓦斯抑爆、百万吨死亡率等方面均居世界领先地位。

南非南部的煤矿机械化程度及生产效率都很高。提高矿山机械化程度有助于解决安全、成本和生产率等问题，如远程遥控连采机。同时，南非煤炭公司发现并使用无粘合剂型煤技术，使煤矿能够将废弃的热煤粉改造成具有较高价值的可移动、可使用的压实型煤。这项技术给南非的煤炭行业带来重大的经济效益和改善环境的良好机遇。

6.2 煤炭科研体系

南非的科技体系主要由高等教育机构(23家)、科学理事会(8家)、其他科技工程研究机构与政府有关部门(35家)、商业研究机构(45家)和研究性质的非政府组织(约80余家)等构成。其中前3类主要由政府资助。

南非有8家国家级科研机构，其中涉及矿业领域的科研机构主要为：科学与工业研究理事会(CSIR)、地学理事会(CGS)、矿冶技术理事会(Mintek)、南非标准局(SABS)[8]。

7 煤炭工业发展前景

南非是一个煤炭和能源高度密集的国家，其经济的特点是极度不平等和贫困。南非煤炭行业面临着成本上升、能源安全风险增加、出口需求降低风险和本地需求增长缓慢等挑战和危机。

未来南非煤炭开采仍有巨大的潜力，煤炭出口量预计增加35万t，这可以增加约11 600人的就业机会，并使投资每年增加10%以上，达到200亿兰特(约为85.78亿人民币)。在南非国内需求方面，根据最新的国家综合资源计划，南非国有电力公司到2023年每年购买的煤炭将增加到139 Mt，然后在2033年回落到目前的水平，到2050年将减少到90 Mt。新增就业岗位约6 500人，额外投资13亿兰特(约为5.57亿人民币)。

在未来的几十年时间里，以煤为基础的电力将仍然是南非电力结构主要部分，如果能够找到更清洁地开采、运输和燃烧煤炭的解决方案，煤炭的作用仍然会继续持续下去。如果煤炭行业采用先进的技术，在减少煤矿的碳足迹方面也将发挥潜在的巨大作用。

参考文献：

[1] 英国石油公司(BP).世界能源统计报告[R].英国, 2020.

[2] 彭北桦,苏新旭,张博.南非煤炭资源开发前景研究[J].中国煤炭,2017,43(7):165-169.

[3] 南非资源和能源部.历年能源数据[EB/OL].https://www.dmr.gov.za/mine-health-and-safety/mine-accidents-and-disasters.

[4] 南非资源和能源部.南非煤炭报告[EB/OL].https://www.dmr.gov.za/resources.

[5] 国际能源署(IEA).非洲能源展望报告[R].巴黎, 2019.

[6] KENEVILE Ratshomo，RAMAANO Nembahe.Directorate: Energy data collection, management and analysis 2018[R].South Africa, 2018.

[7] GERARD Mohapi，RENE Zarske.Health and safety in South African mines: A best practice report 2018[R].South Africa, 2019.

[8] 南非矿产资源委员会.非洲能源概况报告[EB/OL].https://www.mineralscouncil.org.za/sa-mining/coal

Development trends of coal industry in South Africa

BI Ying

(Information Institute of the Ministry of Emergency Management of the PRC, Chaoyang, Beijing 100029, China)

Abstract South Africa is rich in coal resources.It is the 7th largest coal producer and the 5th largest coal exporter in the world.According to the analysis, the research showed that South Africa's coal played an vital role in the primary energy consumption, the coal resource occurrence conditions were excellent, the coal production and development was obvious superiority, the mechanization was in the high degree, South Africa was a big coal exporter, but the export industry was facing a long and permanent decline, and import was rising year by year, coal mine safety production and occupational health had reached the world's advanced level, the coal science and technology system had improved, finally, forecasted the development prospect of coal industry in South Africa.

Key words coal production; coal export; coal safety and occupational health; science and technology innovation; development trends; South Africa

中图分类号 TD98

文献标志码 A

引用格式：毕莹.南非煤炭工业发展趋势[J].中国煤炭，2021，47(3)：125-132.doi：10.19880/j.cnki.ccm.2021.03.019

BI Ying.Development trends of coal industry in South Africa[J].China Coal，2021，47(3)：125-132.doi：10.19880/j.cnki.ccm.2021.03.019

作者简介：毕莹(1980-)，吉林省吉林市人，副研究员，主要从事国内外煤炭工业政策理论和安全生产信息研究工作。E-mail:46990195@qq.com

(责任编辑 张 梦)