淮北矿业集团铁路运输马静 张亚琦——《低碳经济背景下煤炭企业绿色运输问题研究》

 

 

 

摘要：煤炭是我国重要的长期基础性能源之一，对经济发展起着重要作用，但随着环境污染的加剧，煤炭行业的继续发展与环境保护之间的矛盾也愈演愈烈，因此，推动煤炭绿色产业的发展以实现经济的可持续发展、建立生态环境共生的和谐社会尤为重要。作为煤炭行业的重要组成部分，煤炭的物流运输工作在绿色环保方面有着很高的增长空间，因此发展煤炭绿色物流不仅是煤炭行业的必然要求。煤炭绿色运输是在节约资源、保护生态环境的前提下，将煤炭运送到客户方的行为。本文通过对淮北矿业集团下属的物流运输公司——铁路运输处的煤炭物流现状进行了调查和分析，总结了其在节能减排方面存在的问题，并通过定性与定量分析相结合的方法，探究了煤炭企业绿色物流运输的优化路径，并提出了相关建议，为煤炭企业制定政策，实施煤炭绿色物流、节能减排提供决策参考。

关键词：绿色物流；煤炭企业；节能减排；优化方案

正文

一、前言

在全球气候变暖和人类发展面临严峻挑战的背景下，以低能耗、低污染和低排放为基础的低碳经济正逐渐成为全球关注的焦点。为解决环境问题，中国正在贯彻建立和完善生态清洁低碳循环发展经济体系的基本方针，推动经济社会发展全面绿色转型。但由于淮北煤炭资源的大量开采，作为传统能源城市，煤炭日益枯竭，生态受到严重破坏，经济结构单一，低碳经济对传统经济体系的影响也日益明显。淮北矿业作为淮北省的支柱煤炭企业，在发展中也面临着挑战。作为一种传统资源，煤炭正在经受考验。物流作为煤炭工业的重要组成部分，发挥着重要作用。环境污染、资源浪费、煤炭运输成本上升等问题也需要解决。提高煤炭流通效率，降低煤炭运输成本，促进低碳经济发展，实现双碳目标，对淮北矿业转型发展具有重要意义。因此，促进淮北煤矿企业绿色运输成为探索淮北矿业发展新途径的重要课题。

近年来，煤炭价格波动很大。煤炭作为一种传统资源，正在经受各方的考验。物流作为煤炭行业的重要组成部分，发挥着至关重要的作用。大多数煤炭企业经营管理粗放，技术应用相对简单落后，导致整个煤炭流通环节信息滞后，运输效率低，浪费严重，环境污染严重。随着市场竞争压力日益加剧，提高煤炭物流运作效率、降低煤炭物流成本对煤炭企业乃至整个煤炭行业的发展起着不可或缺的作用。因此，如何优化煤炭运输物流系统已成为降低煤炭成本、减少环境污染的研究重点。这就要求煤炭企业改变传统物流模式，并以政策、管理、技术等手段为补充，推动传统煤炭物流从“粗放黑色物流”向“精细绿色物流”转变，充分发挥煤炭物流体系的整体效益，包括对经济的拉动效应和对环境的绿色协调效应，以更好地推动经济社会发展，与自然环境更加和谐共处，实现长期可持续发展。

 

二、淮北矿业集团铁路运输处现状调查

2.1 淮北矿业集团铁路运处的基本情况简介

淮北矿业集团属于大型国有企业，它集煤炭、化工、电力、现代服务、贸易为一体。淮北矿业股份有限公司铁路运输处始建于1958年，于1985年升格为县级单位，并定名为铁路运输处。为淮北矿业二级核算单位，主要承担淮北矿区17对生产矿井、3座中央选煤厂和临涣焦化、中利发电等企业的产品运输任务，兼营周边等部分企业的产品运输业务。矿区铁路横跨淮北、宿州、亳州三市，管辖铁路专用线530多公里。目前与国铁共有4处接轨点（青龙山站、青町站、芦岭站、天齐庙站），拥有内燃机车24台，车辆904辆，资产总额22.5亿元，年运能5000多万吨。

2.2 淮北矿业集团铁路运输处的煤炭物流问题分析

淮北矿业主要面向煤炭需求旺盛的江浙沪地区，随着江苏、浙江和上海等地区煤炭年消费量的不断提高，淮北乃至整个安徽的煤炭行业发展标准也不断提高。作为典型的大型国有煤炭企业，淮北矿业集团也存在许多大型资源型企业普遍存在的问题，如：开采期限长、产业结构不平衡、生产成本高、生态问题造成的诸多社会责任和可持续发展的问题等等。淮北矿业集团的煤炭物流运输主要由铁运处负责，经调研和分析，其在节能减排方面存在的具体问题如下：

1、缺少绿色物流观念 。虽然绿色物流的观念很早以前就传入我国，但在实际应用中仍然存在局限，大多数企业对于物流的认知还停留在传统观念，淮北矿业集团虽拥有以工业园区、煤炭贸易、销售为一体的综合物流体系，铁路运输处自成立以来也保证了集团物流的顺利发展，随着近些年的发展，逐渐形成了点、线、面相互结合的现代化物流网，但是仍然以粗放式发展为主，对煤炭物流各方资源的整合尚有发展空间，例如对于车辆配载不够科学，路线规划不够合理等而引起的物流成本较高。

2、不合理的基础设施建设导致的物流运营效率低、能耗高。煤炭物流业的基础设施建设水平对能源的消耗量和碳排放量有着很大的影响。由于安徽省地方铁路建设相对落后，因此淮北市煤炭运输的能力不强，现有煤炭的输出计划不能得到完全的满足，主要表现在用煤高峰时期，常常出现运输乏力的现象，并且当地的一些大型煤炭专业物流基础设施发展也相对落后，储存空间较小，没有大型供货平台，运输和机械安装能力薄弱，自动化水平低，易造成环境污染。

3、过多的煤炭运输中间环节会带来成本的增加、能源的高耗以及工作效率的降低。由于来自主矿和上游和下游公司距离相对较远，矿区和冶金、电力等公司之间的距离也相对较远，这就导致了煤碳的运输过程较长，循环环节较多，从而增加了煤炭运输过程中的时间、成本和能源的消耗，导致更加严重的污染。 ︎

4、       运输组织问题。关于循环加工环节，淮北矿业集团铁路运输处的库存管理和物流成本控制、物流信息服务、物流方案设计和物流服务水平普遍较低。与此同时，铁路运输处的物流功能仍然非常不完善，仅有在运输、储存和铁路装载计划方面的功能，理论上而言，还只能提供较为单一或片面的传统低水平物流服务。在高技术含量的加工服务和配送等增值服务的提供方面，还有较大的提升空间。

 

三、煤炭绿色运输相关概念及实现途径

3.1煤炭绿色运输简介

绿色运输是将资源节约和生态环境保护作为先决条件，将煤炭从煤矿或营销地运往客户手中的活动。运输是物流系统中最重要的环节，同时也是物流系统中对环境影响最大的一环。运输成本约占物流总成本的 40%—50%[1]，因为我国的煤炭产地分布不均衡，煤炭产地又大都远离煤炭消费地，因此煤炭运输流量大、线路长、消耗大，对环境的污染也很高，中国拥有13.9万公里的铁路里程[2]。在运输过程中，最大污染与消耗就是运输工具尾气的排放与能源消耗，研究表明，在煤炭运输的过程中会产生大量的煤尘，煤炭的运输损耗大约是 2%-3%，最高可达 6%。实现煤炭运输绿色化，企业不仅能够在降低成本，还在一定程度上承担社会环保责任。通过建立绿色运输模型来实现煤炭企业运输绿色化，如图3- 1所示：

图 3-1 绿色运输模型

 

3.2 煤炭绿色运输实现途径分析

（1）运输方式优化。铁路运输相比其他运输方式运价低、运力大、速度快，同时又低耗能、绿色环保，是煤炭最常见也是最常用的运输方式，2018 年全国铁路运输煤炭 23.8 亿吨，占煤炭总量的 67.1%。水路运输的特点是低耗能、运力大、运价低且可直达，是铁路运输的重要辅助，很大程度上缓解了铁路运煤的压力。公路运输最显著的特征的是可实现“门到门”的直达运输，灵活性强，在铁路和水路覆盖不到的地方起到至关重要的作用，同时还能承担煤炭产地周边的短途运输[3]。因此，有必要将公路、铁路、水路或多式联运有效地结合起来，并结合现实情况，选择污染较少的公路和铁路水路联运，尽可能减少运输的负面影响。煤炭运输企业也应当加强同客户、同其他物流企业的交流沟通，积极探讨新的联运方式。

（2）运输工具优化。一方面不断进行技术创新，探究车辆减排技术，研制节能型运输工具，使用清洁型燃料，及时更新电气化铁路系统，另一方面，降低公路运煤的比例，积极探索多种运输方式的煤炭重载技术。

（3）运输作业优化。要完成货物的位移，需要进行一系列的运输作业，在这个过程中若要实现低能耗、低排放，就应该减少不合理的运输作业，如对流、倒流、迂回等运输作业方式。运输作业中重要的一个作业就是取送车作业，车辆的取送作业是铁路货运系统同时也是车站调度系统中一个重要的子系统，不仅关系到车辆周转以及货物送达的效率，也关系到企业在煤炭运输方面的竞争力。取送车作业是指调车机车按照车站行车室和矿区铁路调度室每日指定的计划，将空车拉至各个矿井，在矿井相关工作人员将空车装满煤炭后，再牵引重车回到中心站的一个过程。在这个过程中，运用合理有效的取送车方式，可以在保证煤矿企业正常生产运作的同时缩短煤矿的周转时间，提高车辆和机车的实用性效率。矿区铁路取送作业效率的高低很大程度上取决于机车由中心站往返于各个矿井装车站及技术站的走行时间的长短，以及各装车站的装车作业时间的长短。故在矿区铁路的取送车作业选择中，要综合取送车作业的影响因素，以时间和成本最小为总体优化目标，选择最有效的作业模式。

 

四、优化分析绿色运输作业——以淮北矿业集团的铁路运输处为例

在煤炭的绿色产出层面，淮北矿业集团产出的大多数为绿色环保型煤炭；在煤炭绿色加工方面，采取了符合国家环保标准的选煤工艺，基本上能做到低消耗且环保的洗选；在煤炭绿色存储方面，现场调研方发现也大多采用了软网覆盖的方式以减少环境污染；在运输的绿色化方面，装载速度对车辆的周转和装载站的效率有一定的影响，则需要为每个接送站找到最佳的取送方式。因此煤炭运输绿色化以淮北矿业集团煤炭绿色物流系统定性优化为例，即优化矿区铁路的取送车方式。尽可能减少机车和车辆的使用时间，同时加快车辆的周转速度，这样就可以减少成本支出并且降低能源消耗、减少环境污染，使矿区物流系统更加绿色化。普遍的取送车作业模式有：单取单送，送空取重，等装，阶梯式取送，循环式取送等等。

4.1淮北矿区铁路矿站基本情况

经调研，在淮北矿区临涣新区所辖的车站中，矿井装车站有：童亭矿、桃园矿、祁南矿、杨柳、刘店矿、许疃矿、孙疃矿、临涣矿、海孜矿、袁店一矿、袁店二矿等；中间站有：任庄站、肖王站、宋庄站、李槽坊站；中心站有：小湖集站、前邱寨站，淮北矿区临涣新区矿站示意图如图 4-1 所示，为有代表性，下文取送车优化选取位于同一条矿区铁路线上的装车站：袁店一站和袁店二站、临涣站和海孜站进行实例验证。

图 4-1 淮北矿区临涣新区矿井装车站示意图

4.2 取送车方式的优化过程

（1）典型车站概况

袁店一站与袁店二站属于新建线路，区间距离 11.55km，位于临涣矿区南环线，矿站煤炭主要运往小湖集站和涡北站。袁店一站的上行方向是小湖集中心站，下行方向是袁店二站，袁店二站上行方向是袁店一站，下行方向是戴集站，与小湖集中心站的区间距离分别是 9.75km 和 21.3km，平面示意图如下图 4-2 所示：

图 4-2-1 袁店一站和袁店二站的平面示意图

临涣站和海孜站分别承担着临涣矿和海孜矿的原煤外运、入洗以及材料设备的取送，二者之间区间距离为 6km，临涣站的上行方向是小湖集中心站，下行方向是海孜站，海孜站为尽头式货运装车站，与小湖集中心站的区间距离分别是8.1km 和 14.1km，平面示意图如下图 4-2-2 所示：

图 4-2-2 临涣站及海孜站的平面示意图

（2）典型车站的基础参数计算

根据袁店一站和袁店二站、临涣站和海孜站四个车站的单条装车线有效长度和总车流量，通过公式 4-2-1 可以计算出装车线股道容车数，通过公式 4-2-2 可以计算出装车货位数，这样即可以确定得出各个装车站的一次编成车辆数、列流量和日均取送车数，计算的结果由表 4-2-1 可知。

股道容车数计算公式：

（4-2-1）

 

式中：

L机：机车的长度，计算时取 30m；

L安：到发线安全距离为30m 和尽头线安全距离为10m，所以共计40m；

L车：车辆换算长度，按照1.2×11=13.2m 计算。

装车货位数计算公式：

（4-2-2）

式中：

L线：装车线有效长；

L轨：轨道衡长度，按 14m 计算；

L安：列车安全制动距离，按 30m 计算。

各矿站参数计算结果如下表所示：

表 4-2-1 各矿站日均流量及取送次数

（3） 运行时间及费用的计算

袁店一站、袁店二站、临涣站、海孜站与中心站、相邻站的区间走行距离及走行时间汇总如下表 4-2-2 所示，表中距离的单位为 km，时间的单位为 min。

 

表 4-2-2 各矿站与中心站、相邻站的区间运行时间

 

                           

4.3 取送车方式优化结论

联合公式 4-2-1 至公式 4-2-2和表 4-2-1、表 4-2-2、计算各矿站不同作业模式下的作业时间和作业总成本，计算结果如表 4-3 所示：

表 4-3 各矿站不同作业模式下的时间及成本

矿站 作业模式	袁店一站		袁店二站		临涣站		海孜站
	时间	成本	时间	成本	时间	成本	时间	成本
单取単送	134	2631	217	4152	120	2497	164	255 1.3
送空取筮	97	1924	140	2750	90	1903	112	1678
等装	157	5824	200	6650	153	5998	157	4605
阶梯式取送	230	9267	—	—	191	6882	—	—
循环式取送	167	7507	—	—	140	5595	—	—

 

对比袁店一站和袁店二站在不同取送车模式下的作业时间，送空取重模式和等装模式的作业总时间比较长，但是送空取重作业成本较低，阶梯式取送作业时间长，成本高，而循环式取送的时间和成本则介于送空取重和阶梯式取重之间，所以装车站在作业任务不紧急的情况下可以采取送空取重的作业模式，任务紧急的情况下则可以采用循环式取送。

对比临涣站与海孜站在同取送车模式下的作业时间，仍是单取单送、送空取重、等装的作业时间较长，但是送空取重的作业成本较小，循环式取重相较于阶梯式取重所花费的时间和成本均比较小，因此临涣站与海孜站可以采用不间断的送空取重作业，以提高机车和车辆的运转效率，降低成本。

根据以上计算结果和结合矿区的实际情况能够得出，送空取重模式是绝大部分装车站的最佳取送车模式。对于像袁店一站和袁店二站、临涣站与海孜站这样处于同一条铁路线上的装车站，可以选择阶梯式、循环式与送空取重相结合，特别是对于其中一个装车站离中心站较远的这种情况，将阶梯式与送空取重相结合就可以在一次作业中完成两个车站的送空取重，可以极大程度地减少机车的走行从而降低损耗、节省成本。

 

五、政策建议

1、       在传统的煤炭物流系统中，通常以最大收益为目标，因此必须强化和树立绿色物流的思想，增强企业社会责任感。煤炭企业发展绿色物流能够节约资源，改善环境，促进资源循环利用，也为企业可持续发展开辟了途径，不能让短期的经济效益成为变革传统物流的阻碍，应该看到这种变革所带来的巨大的社会效益。通过重塑煤炭物流运作模式，改变过去“先污染后治理”的行为，确保在煤炭物流的全过程中采取无污染的绿色生产模式。这样，就能通过强化绿色思想、实施绿色物流，满足社会公众对环保的需求，就可以做到提高社会声誉、树立良好的社会形象，从而帮助企业提高市场占有率，提升企业竞争力。

2、       煤炭企业应该在考虑企业的利润目标和客户满意目标的基础上兼顾企业对社会环保的责任，积极实施绿色物流，力争将物流管与交通工程，人工智能等领域相融合，破除传统物流的弊端，构建一个能够减少污染物排放、发展可持续经济、提高能源利用率的综合绿色物流体系。

3、       改进绿色煤炭物流系统的核心在于强化库存，运输等方面的绿色管理。在运输环节，企业运输能力必须提高，避免多种形式的运输时间和运输成本的浪费，这就需要企业通过先进的物流平台对运输资源进行合理的配置。其次，运输方式的选择会对自然环境产生不同影响，企业应该尽可能采用灵活多样的、较为环保的运输方式。在运输的过程中要将作业流程精细化，不但要配备相应的抑尘设施、安全设备，同时企业还要根据铁道部制定的技术标准，结合实际运输要求，运输环境，作业量大小，合理制定适合自身的煤炭运输作业标准，尽可能优化机车和车辆的走行线路，减少矿区取送车作业的能源消耗。在煤炭存储环节，需要提前进行煤场和配煤中心的空间布局规划，尽量避免煤炭露天堆放，煤跺过高，做好通风散热设计，防止煤炭氧化变质、存在安全隐患，在装卸环节需在特定的区域进行作业，尽量减少搬卸次数。

4、       煤炭企业应经常明确自身与所处大环境的差距，对自身的绿色物流发展状况进行评价，才能在保证各项决策具有科学性的基础上更有效率有针对性的改善不足，更好地推动企业绿色物流的发展。

 

 

参考文献

[1]蒋军，邹丹. 浅议绿色物流中运输绿色化[J]. 物流科技, 2008, (05): 15-17.

[2]Nan Li, Chen Wenying. Modeling China’s interprovincial coal transportation under low carbon transition[J]. Applied Energy, 2018, 222.

[3]王小洋，李先国. 能源革命背景下我国煤炭运输通道的发展趋势及对策[J]. 中国流通经济, 2019, 33(10): 67-75.