（交通运输工程专业论文）秦皇岛十万吨级航道工程方案研究.pdf

摘矍 煤炭作为工业生产和日常生活的主要能源，是国家经济发展的命脉，在我国 能源结构中占有重要地位并具有战略意义。我国的煤炭资源十分丰富，但是分布 极不均衡，同时由于经济发展水平及人口分布的差异，对煤炭的需求也很不平衡。 沿海地区人口稠密，经济较为发达，煤炭需求量也很大，但煤炭资源却十分贫乏， 主要的煤炭产区经济相对落后，造成了煤炭跨区域的大批量运输需求。 煤炭是我国水路运输的第一大货种，煤炭运量的预测是进行码头、船队以及相 关交通运输基础规划和建设的前提和基础。我国煤炭水运系统与运输需求的适应 情况、煤炭水运系统运行平衡情况是国家宏观管理部门关注的问题之一。秦皇岛 港作为我国最大的煤炭运输港，在全国的煤炭水路运输中具有十分重要的地位， 因此针对未来煤炭市场结构及煤炭水运量的发展和变化，应及时采取相应的措施。 本文综合研究了我国煤炭的主要供应市场和消费市场、煤炭运输的通道( 主要 是水路运输) 、散货运输船型发展趋势等问题，以秦皇岛港为例，在收集了相关数 据的基础上，建立模型，预测了该港及沿海主要煤炭运输港煤炭水运量及发展趋 势，分析了秦皇岛港目前存在的不足和建设秦皇岛港十万吨级航道的可行性。根 据以上结果，提出了秦皇岛港应该建设十万吨级重载航道的结论，同时对十万吨 级航道建设相关问题进行了研究并拟定了具体实施方案。 关键词：煤炭运输需求秦皇岛港十万吨航道 a b s t r a c t a st h em a i ne n e r g yi nt h ei n d u s t r ya n dd a i l y1 i f e ，c o a lp l a y sa ni m p o r t a n t p a r ti nt h ee n e r g e t i cs t r u c t u r ea n dh a sas t r a t e g i es i g n i f i c a n c e t h ec o a l r e s o u r c ei no u rc o u n t r yi sa b u n d a n t ，b u td i s t r i b u t e si ns e v e r a lp l a c e s a tt h em e a nt i m e ，f o rt h ed i f f e r e n te c o n o m i c a l d e v e l o p m e n tl e v e la n d p o p u l a t i o nd i s t r i b u t i o n ，t h ed e m a n df o r t h ec o a li s1 0 p s i d e dt o o t h e p o p u l a t i o nd e n s i t vi nt h ec o g s ta r e a si sd e n s e a n dt h ee c o n o m i c1 e v e lt h e r e i sv e r yd e v e l o p e d s ot h ec o a ld e m a n di sl a r g e r o nt h ec o u n t r a r y ，t h e i r c o a lr e s o u r c ei sr a t h e rs c a r c e a 1 1o ft h o s e1 c a dt ot h e1 a r g ed e m a n df o r c o a lt r a n s p o r t a t i o n c o a li st h ep r i m a r yc a r g oi nt h ew a t e r w a yt r a n s p o r t a t i o n s ot h ef o r e c a s t i n g o ft h ea m o u n to fc o a ls h i p p i n gi st h eb a s i sa n df o u n d a t i o no ft h ef o r m u l a t i o n a n dc o n s t r u c t i o no ft h ep o r t 。f l e e ta n dr e l a t e dt r a f f i ct r a n s p o r t a t i o n w h e t h e rt h ec o a ls h i p p i n gs y s t e mi no u rc o u n t r yi sf i tt ot h ed e m a n d so f c o a l t r a n s p o r t a t i o n ， i so n eo ft h em a i np r o b l e m s t h en a t i o n a l m a c r o m a n a g e m e n tc a r e sa b o u t q i n h u a n g d a op o r ti st h eb i g g e s tp o r to fc o a l t r a n s p o r t a t i o ni no u rc o u n t r ya n dp l a y sa ni m p o r t a n tr o l ei nt h ew a t e r w a y t r a n s p o r t a t i o no fc o a l r e f e r r i n gt ot h ed e v e l o p m e n ta n dv a r i e t yo fc o a l m a r k e ts t r u c t u r ea n dd e m a n di nt h ef u t u r e ，t h er i g h tm e a s u r e sa n dc o u n t e r s t r a t e g i e ss h o u l db ea p p l i e du r g e n t l v ， t h i si s s h er e s e a r c h e dt h em a i nn a t i o n a lc o a ls u p p l y i n gm a r k e t ，c o n s u m e r m a r k e ta n dt h em a i np a s s a g e so fc o a lt r a n s p o r t a t i o ne t c t a k eq i n h u a n g d a o p o r ta st h ee x a m p l e a f t e rt h ec o l l e c t i n gr e l a t e dd a t a s ，s e t t i n gu pt h em o d e l f o r e c a s t i n gt h ea m o u n ta n dd e v e l o p m e n to fc o a lo ft h ep o r ta n do t h e rp o r t s a n da n a l y s i z i n gs c a r c i t yo ft h ep o r tn o wa n dt h ef e a s i b i l i t yo fb u i l d i n g 1 0 0 一t h o u s a n d t o n w a t e r w a y i n q i n h u a n g d a o p o r t a c c o r d i n g t ot h e r e s u l t s ，t h ei s s u ep u t sf o r w a r dt h ec o n c l u s i o nt h a tt h ep o r ts h o u l db u i i d t h ew a t e r w a y a tt h es a m et i m e ，i ta d v a n c e st h ep r o j e c ti nd e t a i i k e y w o r d s ：c o a ld e m a n df o rt r a n s p 。r t a t i o n q i n h u a n g d a o p o r t i 0 0 t h o u s a n d t o nw a t e r w a y i i 第1 章前言 1 1 论文选题意义 煤炭在我国能源结构中占有重要地位并具有战略意义，能源是国家经济发展的 命脉，在未来相当长的一段时间内，我国能源供求关系仍将比较紧张，总体上需 求大于供给。2 0 0 3 年，由于经济迅猛发展等诸多因素的影响，华东华南大部分地 区出现了煤炭、电力等能源供应极度紧张的状况。据专家预测，这种状况将持续 相当长的一段时间，且会随着经济的快速发展经常出现。 我国是世界产煤大国之一，煤炭资源丰富，品种齐全，现已探明的储量为8 0 0 0 多亿吨，但分布很不均衡，多为西北部地区，因而形成了我国西煤东运、北煤南 运、铁海联运的基本运输格局。煤炭海运是该运输系统的一个很重要环节，“八五”、 “九五”期间国家投入大量资金对主要装卸港和运输船舶进行建设，初步建成了 我国海上煤炭能源运输通道，为十多年来我国经济的高速发展提供了有利的保障。 在今后相当长时期内，我国煤炭海运系统与运输需求的适应情况、煤炭海运系统 运行平衡情况仍是国家宏观管理部门关注的问题之一。 我国是一个煤炭消费的大国，受资源储备与传统能源结构的限制，煤炭历来是 我国最主要的能源品种之一，年煤炭消费量占全国能源消费总量的7 5 左右。仅在 2 0 0 1 年，全国煤炭消费量超过1 0 亿吨，但就海运煤炭而言，2 0 0 1 年全国煤炭海 运量才3 亿吨，两者相比较为悬殊。从运输成本和批量两个角度考虑，海运煤炭 应是能源供应历久不衰的唯一主流方式。 为提高我国外贸出口煤炭在国际市场上的竞争能力以及降低国内煤炭运输成 本，在运输方面必须实现运煤船舶大型化已是人们的共识，作为我国主要煤炭装 船港的秦皇岛港，使其已建成的煤三期、四期工程的十万吨级装船泊位充分发挥 效益，已是亟不可待。在秦皇岛港建设十万吨级航道，将使秦皇岛港的煤炭输出 事业在新世纪之初跨上一个新台阶。 作为秦皇岛港煤炭内贸主要输出目的地之一的华东、华南地区，近年来兴建 的和正在拟建的一批大型火电厂和煤炭中转码头，也正亟待着秦皇岛港能有运输 成本较低的1 0 万吨级船舶运输煤炭，因此秦皇岛港应有与之配套的十万吨级深水 航道。 秦皇岛港现有航道拐弯及分岔多，大船操船及夜间航行都较为困难，影响了港 口的通航能力和船舶的航行安全。现有航道已不适应秦皇岛港船舶进出港口的需 要，尽快开辟十万吨级航道作为秦皇岛港东港区主航道亦是迫切需要的。 本论文正是立足于对秦皇岛港目前的状况、发展需要、秦皇岛港主要货种一一 煤炭的市场供需和水路运输现状及发展以及秦皇岛港十万吨航道建设可行性的分 析与研究的基础上，提出了秦皇岛港十万吨级航道建设的方案，从而为秦皇岛港 十万吨级航道建设的前期论证工作打下坚实的基础，并为秦皇岛港十万吨级航道 建设的具体实施提供了可靠的参考依据。 1 2 本论文的主要工作 ( 1 ) 秦皇岛港主要货种一一煤炭市场及供需分析 首先分析了我国煤炭产业的发展情况，介绍了煤炭的主要产区，其次研究了我 国煤炭消费市场的构成、地区分布和国内煤炭消费的发展态势，给出了煤炭进出 口贸易发展的趋势和特点；其次，以经济发展的趋势为背景，研究未来能源结构 的变化，得出对煤炭能源的总体需求状况。 ( 2 ) 煤炭海上运输及发展预测分析 针对我国“西煤东运”和“北煤南运”的煤炭运输的基本格局，提出煤炭运 输的海运通道，在分析了目前煤炭水运能力现状的基础上，预测了煤炭水运发展 的基本态势。 ( 3 ) 秦皇岛港煤炭运输现状及发展预测分析 以秦皇岛港的煤炭发运量为例，建立模型，预测秦皇岛港和沿海主要港口2 0 0 5 年及2 0 1 0 年的煤炭发运量，以及各地区大致的煤炭供需平衡情况。 ( 4 ) 水路散货运输船型发展分析 通过对散货海运市场现状的分析，预测散货船舶运输大型化的趋势。 ( 5 ) 秦皇岛港建设十万吨级航道工程的可行性分析 从秦皇岛港口水域自然特点和十万吨级航道效益评估入手，对十万吨级航道工 程建设的技术性以及经济效益性进行可行分析，进而得出结论。 ( 6 ) 研究提出秦皇岛港十万吨级航道工程建设方案 在前述工作的基础上，结合秦皇岛港现有航道及地域特点，提出秦皇岛港十万 吨级航道工程建设的备选方案及推荐方案以及建设十万吨级航道工程需要解决的 相关问题。 1 3 本文涉及的概念 人工狭长直线航道：由人工开挖的、较长的、宽度比较狭窄的供船舶航行的直线 航道。一般地，直线航道都配有供船舶辨别航道的导助航标志。 导助航设旌；供船舶辨别方位、距离、确定本船位置的相关设施。一般包括视觉 导标、水上浮标、无线电助航标志。 视觉导标：设置在航道轴线及边线的延长线上，供船舶驾驶人员用眼睛观测并用 以确定本船位置的导航设施。 水上浮标：设置在水上并用以确定航路、浅滩或危险物的标志。 d g p s ( 差分全球定位系统) ：是利用已知准确位置的基站接收g p s 信号，然后对它 们进行分别进行处理，将处理结果通过通讯数据链向周围用户播发，用户仅需配备 一部价格便宜的差分修正数据接收机，就可达到低于1 0 米的实时定位精度。d g p s 按服务区域分有局域差分( l a d g p s ) 和广域差分( w a d g p s ) ；按处理信号分有伪距 差分和载波相位差分；按校正值分有伪距差分和位置差分；按处理时间分有实时 差分和事后差分。 抛泥区：海上疏浚施工作业船舶用来倾倒疏浚物的专用区域。该区域的确定需经 有关主管部门批准。 海洋环境评价：按着有关法律规定对海洋工程建设是否影响海洋环境而进行的论 证。 第2 章秦皇岛港口概述 2 1 地理位置 秦皇岛港位于渤海辽东湾西侧，河北省滨海平原的东北侧，靠近万里长城的 东端，地处山海关r 匈# l - 要冲，位于秦皇岛市管辖范围内。秦皇岛港地处华北、东 北两大经济区的结合部，是我国煤炭、原油运输的主要港口，也是其他进出口货 物的集散口岸，有能源运输枢纽之称。它位于河北省东部、渤海湾西岸，扼华北、 东北之咽喉，居京、津、唐经济区东侧，东有历史名城山海关，西有避暑胜地北戴河， 经济地理位置十分重要。港口自然条件优良，港阔水深，素以不冻、不淤、水深、 浪小等著称，是少有的天然良港。港区交通发达，集疏运条件优越，京山、沈山、 京秦、大秦四条铁路干线以及京秦高速公路直达港口，大庆至秦皇岛输油管线直达 码头前沿：港口经济腹地辽阔，主要包括华北、东北、西北各省、市、自治区：港口 经营范围广阔，进出口货类主要以煤炭、石油、粮食、化肥、水泥、矿石、饲料为 大宗，并大力发展集装箱运输业务。经由秦皇岛港下水的煤炭占全国北方主要沿海 港口下水煤炭总量的5 0 左右。港口除承担国内货物的中转外，还与世界上8 0 多个 国家和地区的港口保持着经常性的贸易往来。 2 2 码头现状 秦皇岛港现有总资产达百亿元，港口现有在职职工1 8 万人。有港区陆域面积 8 5 6 平方公里，水域面积1 1 5 2 平方公里，港口岸线6 2 7 5 米，其中生产用码头岸 线总长5 5 1 6 米；有4 条国家铁路干线直达港口；有直通码头前延的地下输油管线： 港口还有自备4 0 0 多台先进的装卸机械，1 4 6 公里港区铁路，1 0 多艘港作船舶。 秦皇岛港目前正在改造和建设大吨位泊位和深水航道，实施西港区煤炭、矿石东 迁工程。 秦皇岛港目前共有码头泊位5 0 个，其中非生产泊位1 2 个，生产泊位3 8 个。 万吨级以上泊位2 6 个，最大泊位吨级为1 0 万吨级，年设计通过能力为1 2 7 亿吨。 港口以新开河为界分为东西两个港区，东港区主要包括原油码头和煤一、二、三、 四期码头共1 4 个泊位，主要从事原油和煤炭装卸运输。西港区目前共有2 4 个泊位， 年设计通过能力1 9 0 5 万吨，主要从事煤炭、杂货、集装箱运输。 西港区是老港区，除乙码头的8 号、9 号泊位为煤炭码头外，其余泊位以杂货、 粮食、钢铁、矿石、化肥为主。东港区是以石油、煤炭运输为主的新港区。 2 3 航道现状 秦皇岛港进出港航道，系在老航道( 3 5 2 。3 2 0 0 ”一1 7 2 。3 2 7 0 0 ”) 基础上 随港口的发展而逐步建设，形成由航道( 3 4 0 。3 0 7 0 0 ”一1 6 0 。3 0 0 0 ”) 分岔 为( 1 9 1 。0 0 0 0 ”一1 l o 。o o 7 o o ”、3 1 0 。0 0 7 0 0 ”1 3 0 。o o 0 0 ”) 东、西 航道，分别通往东、西港区。煤三期工程建设时，为节省近期投资，采取开辟临 时航道，由东航道( 1 9 ro o 7 0 0 ”一1 l 。0 0 7 o o ”) 再分岔开辟3 5 。0 9 1 l ” 2 1 5 。0 9 1 7 ”航道进入煤三期港池。主航道和东航道水深一1 3 5 米，通行5 0 万 吨级船舶：西航道水深一1 2 0 米，通行3 5 万吨级船舶，各航道均采用常规导标 导航。在主航道北端，东西航道分岔处设水上中心标。此外在航道的必要地段， 设置柱式浮标助航。航道参数请详见表2 1 ： 秦皇岛港现有航道参数 表2 一l 长( 米) 底宽( 米)底标高( 米)方位 主航道 6 7 0 01 2 01 3 51 6 0 。3 0 ， 东航道 4 6 7 91 2 0 1 3 51 l 。0 0 西航道 4 8 4 31 0 01 2 o1 3 0 。0 0 煤三期航道 2 4 7 51 2 0 一1 3 5 3 5 。0 9 2 4 发展规划 “十五”期间，是秦皇岛港实施港口发展战略的重要时期。港口确定的发展目 标是：在保持北煤南运主枢纽港地位的同时，确立环渤海地区散货中心港的地位， 实现集装箱运输的跨越式发展和加快十万吨级原油及矿石泊位的建设，初步建立 现代企业制度，提高港口的信息化水平，在抓好港口运输主业的前提下，逐步提升 港口功能，实现港口多元化产业的良性发展，向第三代港口迈进。 第3 章煤炭市场及供需分析 3 1 煤炭产业的发展 我国煤炭生产长期以来始终保持着平稳的发展速度。改革开放初期，国民经济 的高速发展使能源需求量也随之增长，“六五”期间，煤炭产量年均增长达7 0 6 ， “九五”期间，随着经济结构的调整，煤炭产量已经能够满足国民经济快速发展 的需要，过去因为煤炭供不应求而制约经济发展的状况发生了根本性变化，煤炭 市场由长期短缺趋向于供大于求，因此，煤炭产业开始实行生产与库存双控制， 1 9 9 7 年煤炭压产8 0 0 万吨，1 9 9 8 年继续压产约1 亿吨，2 0 0 0 年进一步压产o 5 亿 吨，煤炭生产的发展速度明显减缓，直至2 0 0 1 年全国煤炭行业经济运行总体形势 好转，呈现恢复性增长，煤炭消费大户耗煤量增加，煤炭产量增长，价格回升， 库存下降，全国原煤产量1 1 6 1 亿吨，比上年增长1 6 3 3 。 3 2 煤炭的主要产区 我国煤炭资源十分丰富，但是分布极不平衡，煤炭储量主要集中在西部地区， 秦岭，大别山以北地区储量约占全国煤炭保有量的8 0 以上，而华东、中南和西南 大部分地区却仅拥有全国保有量的1 6 5 。其中“三西”( 山西、陕西、蒙西) 是 的我国煤炭的主要产区，保有储量占全国的5 9 4 ，煤炭品质好、种类全，全国分 大区煤炭资源储量见表3 1 。 表3 - 1全国煤炭储量分布 区域 累计探明储量 比重( ) 保有储量 比重( ) ( 亿吨) ( 亿吨) 全国 1 0 4 3 21 0 09 5 4 41 0 9 “三西” 地区 5 7 1 25 8 75 6 6 95 9 4 东北区7 8 2 8 07 4 27 8 京、津、冀 2 0 l2 11 8 31 9 华东区 5 1 75 34 8 75 1 中南区2 9 23 o2 6 72 8 西南区 8 3 28 68 1 98 ，6 西北区1 3 8 81 4 31 3 7 71 4 4 3 3 煤炭消费市场现状及发展 3 3 1 煤炭消费市场构成 我国的煤炭消费以火力发电、工业生产和生活消费为主，其消费量约占煤炭消 费总量的7 5 左右。 从煤炭消费的作用看，终端消费的比重逐步下降。在1 9 9 6 年以前，工业生产 消费量比重最大，反映了这一期间经济快速增长对能源的消费需求；生活煤炭的 消费近十几年来一直呈下降趋势，占全国煤炭消费总量的比重由1 9 8 0 年的1 8 9 7 下降到1 9 9 8 年的6 8 6 ，主要是因为能源消费结构的变化，如石油、天然气的消 费比重增加，使人均煤炭消费量减少，1 9 9 8 年我国人均煤炭消费量为7 1 5 k g ，比 1 9 9 0 年减少了5 1 3 ，比上年减少了2 8 k g 。( 资料来源：中国统计年鉴) 中间消费量( 用于火力发电、供热、炼焦、炼油、制气等) 始终呈现上升的趋 势，中间消费量占煤炭消费总量的比重由1 9 8 0 年的3 1 9 增长到1 9 9 8 年的5 6 4 9 ， 其中同期电力消费比重增加了1 7 5 ，反映了我国电力生产仍然是以发展火电为 主。同比显示，中间消费量占煤炭消费总量的比重最大，而且是不断增长的趋势。 3 3 2 煤炭消费的地区分布 我国地域辽阔，由于经济发展水平及人口分布的差异，对煤炭的需求也很不平 衡。沿海地区人口稠密，经济较为发达，煤炭需求量很大，但煤炭资源却十分贫 乏，而主要煤炭产区经济相对落后，造成了煤炭跨区域的大批量运输需求。 4 5 0 0 0 3 0 0 0 0 15 0 0 0 0 华北东北华东中南 西南西北 匡亘亘圆 3 3 3 煤炭消费发展态势 我国煤炭消费量在1 9 9 5 年前始终呈逐渐增长的态势，1 9 8 0 1 9 9 5 年煤炭消费 量年均增长5 5 8 ，其中工业生产消费量平均增长6 8 ：增长速度最快的是电力 消费，同期平均增长8 8 6 ，特别是在“七五”和“八五”建设期间，电煤消费年 均增长速度达到1 0 以上；城市生活消费自1 9 9 0 年开始呈逐渐减少的趋势，见表 3 - 2 。自1 9 9 5 年以来，煤炭需求市场开始转变为供大于求，工业和城市生活用煤 均有较大幅度的减少。1 9 9 9 年部分地区由于自然因素的影响，煤炭需求略有增加， 但从全国需求市场来看，煤炭消费下降了6 ，煤炭价格比上年降低了8 7 12 0 0 0 年以来煤炭市场有所好转，煤炭消费大户耗煤量增加，局部地区出现煤炭供应紧 张局面。但随着经济的快速发展，煤炭供应紧张的趋势将越来越明显，2 0 0 3 年， 全国大部分地区出现了煤炭供应极度紧张的局面。 表3 2 “六五”“七五”“八五” 1 9 8 0 一1 9 9 5“九五” 全国 5 9 95 2 854 65 5 8 20 2 工业 5 9 867 17 7 16 8 03 1 7 城市 6 1 91 3 441 2l0 51 3 0 8 发电 53 81 0 6l o 3 l8 7 43 6 5 3 4 煤炭进出口贸易的发展趋势 近年来，由于国际市场煤炭价格有所回升，世界煤炭贸易量持续增长，主要煤 炭输出国仍在积极增加出口量，扩大国际市场份额，市场竞争愈加激烈。2 0 0 0 年 全球煤炭贸易量约5 0 5 亿吨，比1 9 9 6 年平均增长3 ，主要输出国前四位的是澳 大利亚、南非、印尼、和中国，出口煤炭海运量分别占世界总量的6 9 3 。主要进 口国由亚洲、欧洲、美洲三大市场组成，其中亚洲市场约占5 0 。根据有关部门的 调查资料显示，出于对生态环境的保护，各煤炭进口国普遍加强了对煤炭进口量 的控制，日本年进口量约1 3 1 4 亿吨，韩国年进口量约6 0 0 0 万吨，台湾年进 口量4 0 0 0 万吨，其他东南亚国家进口量约5 0 0 0 万吨。 我国是世界上最大的煤炭生产国，但是，煤炭出口量相对较低。1 9 9 7 年煤炭 出口比重仅占世界煤炭输出量的6 7 。2 0 0 0 年由于世界石油价格的上涨，导致煤 炭贸易流向发生转变，亚洲地区各国及地区从中国进口煤炭量有所增加，2 0 0 0 年 中国出口煤炭约占世界煤炭出口量的1 0 9 6 。在市场经济的条件下，国际煤炭市场价 格的变化，国内煤炭进出口政策的倾斜，必然会对我国煤炭进出口产生一定的影 响。 2 0 0 1 年国际市场煤炭价格上涨，原油价格有所下降但处于较高水平，我国对 东亚地区煤炭出口因地理位置近、运输距离短的比较优势更加明显，在国家鼓励 煤炭出口政策的支持下，煤炭出口持续大幅度增长，出口数量创历史最高水平。 2 0 0 1 年全国出口煤炭9 0 1 2 万吨，比上年增长6 3 7 。 我国煤炭进口需求以调剂品种为主，进口部门主要是华东、华南地区的大型钢 厂、发电厂等，其煤炭品种及煤炭质量具有物质要求，且拥有可接纳大型海轮的 专用泊位。1 9 9 5 年以前年煤炭进口量不足1 0 0 万吨，近年来煤炭进口量有所增长， 2 0 0 0 年和2 0 0 1 年全国煤炭进口量分别为2 1 2 万吨及2 4 9 万吨，对煤炭出口主流趋 势不构成影响。 3 5 煤炭市场发展趋势及特点 我国以煤炭为主的资源结构决定了以煤炭消费为主的能源构成，煤炭消费占一 次能源消费的6 5 以上，使我国成为世界上少数以煤炭为主要能源消费的国家之 一。煤炭消费在长时期内将逐步趋于增长，扩大出口已成为煤炭工业的未来发展方 向之一。 由于能源分布极不平衡，经济重心与能源重心相分离，造成巨大的能源运输需 求。煤炭产需市场的分离和已形成的煤炭运输通道，使未来煤炭市场继续保持西 煤东调、北煤南运的运输格局。 3 6 煤炭需求总量分析 3 6 1 能源结构调整 我国是世界能源消费大国，但我国能源结构矛盾十分突出，煤炭在带给我们大 量能源的同时，也带来了严重的环境污染，使得我国二氧化碳的排放量在世界位 列第二。根据有关国际公约，今后我国减排二氧化碳的压力日益加大。尽快改善 我国的能源结构，减少污染物我排放，是我国能源结构调整的重要工作。图3 1 是2 0 0 1 年全国能源消费构成比例，其中煤炭消费构成比重比1 9 9 6 年降低了7 7 ， 同期石油比重增加了5 6 ，天然气消费比重增加了0 7 ，水电消费比重增加了 1 4 。从总体上看，能源结构不断优化，石油、天然气和水电消费有所增长，但 煤炭依然是我国的主要能源，用于发电和化工等行业的消费比重还不断上升。 图3 - 12 0 0 1 年全国能源消费总量构成 3 6 2 煤炭需求分析 3 6 2 1 电煤消费需求 电力工业经过多年的建设与发展，近年来电力供应有了较大的变化，过去拉闸 限电的状况明显改观，年发电量平稳增长。2 0 0 1 年全国发电总量1 4 8 3 8 6 亿千瓦 时，其中火力发电1 2 0 4 8 亿千瓦时，占全国发电总量的确8 1 7 ：水电发电量 2 6 1 1 1 亿干瓦时，占1 7 6 ：核电1 7 4 1 亿千瓦时，仅占1 2 3 。 表3 - 3 全国年发电量增长率 1 9 9 6 生1 9 9 7 缸1 9 9 8 矗1 9 9 9 盔 总计7 2 50 2 9 5 4 水电0 1 41 22 5 6 核电 1 67 一3 8 一2 8 4 3 火电 8 7 5 4 3 1 5 4 5 火力发电是煤炭市场的主要需求，也是未来煤炭消费的主要增长点。2 0 0 1 年 全国用于发电的煤炭消费5 7 5 亿吨，占煤炭消耗总量的5 3 2 ，其中火力发电平 均供电标准煤耗4 0 8 克千瓦时，比国外先进国家高7 0 8 0 克。 表3 4 全国火力发电容量及耗煤量 单位1 9 9 5 芷1 9 9 6 芷1 9 9 7 盆2 0 0 1 年 全国 火电金屋火电全国火电全国火电 装帆容量万千瓦 2 1 7 2 21 6 2 9 42 3 6 5 41 9 2 4 1 2 5 4 2 41 7 8 8 63 3 8 0 0 2 5 3 0 1 发电量亿千瓦时1 0 0 7 0b 0 7 41 0 7 9 49 2 4 l1 1 3 4 58 7 7 81 4 8 3 81 2 0 4 4 总耗煤量 亿吨4 4 44 3 74 8 84 947 75 o 单位煤耗克千瓦时 4 0 3 4 0 84 1 04 0 8 资料来源：中国经济年鉴，中国能源统计年鉴 我国的能源资源、经济实力、技术水平和发展战略决定了目前的能源结构及其 变化趋势。 表3 5 全国电力装机容量及构成 发电量火电火电发 亿千瓦亿千瓦 电比重 1 9 9 7 芷1 1 3 4 250 59 2 4 052 68 1 5 1 9 9 8 正1 1 6 7 0 2 ，8 9 9 5 4 232 7 8 18 1 9 9 9 芷1 2 3 0 05 4 01 0 0 5 45 3 78 l ，确 2 0 0 0 年1 2 8 0 04 0 71 0 4 3 0 3 7 48 1 5 3 5 2 2 工业煤炭消费需求分析 工业生产中煤耗较大的主要是建材行业，如钢铁、水泥、平板玻璃等产业，在 基础建设规模扩大的同时，煤炭需求也随之增加。 表3 - 6全国部分工业产品产量增长速度单位： 年份钢成品钢材水泥平板玻璃 1 9 7 0 - 1 9 7 56 0 86 4 31 2 4 36 3 4 1 9 7 5 1 9 8 0 9 2 0 1 08 61 1 5 41 43 4 1 9 8 0 - 1 9 8 547 46 3 41 2 8 21 4 9 2 1 9 8 5 - 1 9 9 072 46 8 975 21 0 3 0 1 9 9 0 1 9 9 575 2 1 l7 5 t 7 7 91 4 2 9 1 9 9 5 1 9 9 86 6 26 1 44 0 73 0 1 3 6 2 3 生活煤炭消费需求分析 为减少污染和改善生活条件，民用天然气，石油液化气已开始得到普及，特别 是在城市，气化率比例逐年提高，在些发达的南方沿海城市，民用煤炭已经基 本不存在，民用煤需求从城市向农村转移，以气代煤成为未来发展的必然趋势， 1 9 9 0 1 9 9 8 年全国生活用煤消费量以年均8 6 的速度减少。2 0 0 5 年以后，随着国 家“西气东输”工程完工，华中和华东广大地区的生活用气将得到保证。但生活 煤炭用量的减少，对煤炭市场构成的影响极小。 3 6 3 煤炭总量需求预测 我国煤炭生产与消费需求经历了高速发展和逐步下降再到逐步增长的变化历 程，根据市场调查与主要煤炭消费产业与部门未来发展规划，预计未来我国煤炭 市场的发展趋势将主要表现为： 电煤需求持续快速增加； 工业用煤持续平稳，但稳中有强劲增强的趋势； 民用煤总量减少； 煤炭总需求量逐步趋于增长。 据煤炭工业部煤炭工业“九五”计划和2 0 1 0 年规划目标及主要地区煤炭 市场调查分析，2 0 0 5 年国内煤炭消费量约1 4 5 亿吨，2 0 1 5 年约1 5 5 1 6 亿吨。 预测2 0 0 5 年和2 0 1 5 年全国煤炭消费总量见表3 7 ： 表3 7 全国煤炭消费总量预测单位：万吨 1 9 9 0 正1 9 9 5 芷1 9 9 8 芷2 0 0 0 生2 0 0 5 拒2 0 1 5 年 煤炭消费 1 0 5 5 2 31 3 7 6 7 71 2 9 4 9 21 4 0 0 0 01 4 5 0 0 01 5 5 0 0 0 预 电力耗煤 2 7 2 0 44 4 4 4 0 4 9 4 8 9 5 7 0 0 06 4 0 0 07 7 0 0 0 测 工业耗煤 3 5 7 7 44 6 0 5 04 1 8 0 74 1 0 0 03 9 0 0 03 5 0 0 0 生活耗煤 1 6 7 0 01 3 5 3 08 8 8 48 0 0 07 0 0 06 0 0 0 合计 7 5 5 17 5 5 57 7 3 67 5 7 l7 5 8 67 6 1 3 消 电力2 5 7 83 2 2 83 8 2 2 4 07 l 4 4 1 4 4 96 8 费 工业3 39 03 3 4 53 2 z 9 2 9 2 9 2 6 9 0 2 2 5 8 构 成生活1 5 8 398 36 8 6 57 l 48 3 3 8 7 由于经济的快速发展，近期全国煤炭需求将基本上保持相对紧张，未来需求量 将大幅度增长，需求量缺口最大的仍然是华东和中南地区。目前，煤炭资源供给 和主要运输方式( 铁路和海运) 能力均趋于紧张的态势。 第4 章煤炭海上运输及发展预测分析 4 1 煤炭运输的主要通道 “西煤东运”和“北煤南运”是我国煤炭运输的基本格局。“西煤东运”主要 是指“三西”煤炭通过铁路运至东部地区或经港口输出的煤炭运量；“北煤南运” 则包括通过铁路和内河南下，以及西煤东运至北方沿海港口再下水南运的煤炭运 输量。 煤炭沿海运输流向主要是“三匿”和山东地区煤炭从北方沿海港口装船，运往 华东、中南、及福建等缺煤地区和出口国外。目前北方装船港有秦皇岛港、黄骅 港、天津港、青岛港、日照港、连云港、京唐港和锦州港等；南方接卸港主要是 上海港、宁波港、广州港，三港年煤炭接卸量约占南方港口装船量的6 0 7 0 ，其 余部分由广东、福建、华东其他港口及货主码头接卸。 内河运输线路主要是北方煤炭经铁路南下至长江沿线港口和西江港口下水的 煤炭，煤炭流向沿江腹地缺煤省区。 4 1 1 煤炭铁路一海运通道 “三西”地区是我国最大的能源基地，担负着向东北、京津冀、华东、中南供 应煤炭的任务。目前“三西”煤炭铁路外运的基本走向可分为北路、中路、和南 路三条通道。 北路通道铁路线主要有丰沙大、大秦、京原线，运输能力接近1 7 亿吨。北路 煤除部分供应京、津、冀和东北地区外，大部分通过秦皇岛港、天津港、黄骅港 转海运南下或出口海外。 中路通道主要是石太线，中路煤的海运接卸港口主要是青岛港。 南路通道通过南通浦、太焦、邯长、侯西等铁路线外运，南路煤的海运接卸港 元为日照港和连云港。 4 1 2 煤炭内河运输通道 “三西”煤炭通过铁路运输的“中路煤、南路煤”在长江四港( 武汉、浦 口、裕溪口、枝城) 和京杭运河两港( 徐州、邳县) 下水进入长江及运河 流域的运输量； 通过沿海港口进行中转进内河的运输量，如长江三角洲和珠江三角洲地区 的内河运输量； 其他内河运输量，如从广西贵港下水进入西江流域以及经黑龙江和其他内 河港口下水的煤炭运输量。 4 2 煤炭水运能力现状 煤炭是我国水运运输的第一大货种，在经济增长对煤炭需求最旺盛的时期，也 是煤炭水运运输最繁忙的时期。 我国沿海煤炭运输线路主要是由北方港口至南方的华东及东南地区，运输距离 在4 0 0 1 5 0 0 海里之间，根据煤炭水运运输的船型论证结果，选择5 1 0 万吨级船 舶运输，其经济效益最佳。但是由于受港口航道条件的制约，实际北方一华南地区 沿海煤炭运输船型以3 5 万吨级为主，北方一华东地区则2 万吨级船舶比例更高一 些。 4 3 煤炭水运发展的态势 1 9 9 9 年全国港口共完成煤炭吞吐量3 2 0 3 5 万吨，由于资金投入的拉动、工业 生产与对外贸易量的恢复发展、以及部分地区气候的原因，致使煤炭海运量有所 增长。有关资料表明： 沿海部分地区煤运量上升，主要是中南地区及东北地区电煤需求量增加， 北方下水港以秦皇岛港煤炭吞吐量增幅最大； 煤炭出口力度加大，秦皇岛港、天津港、日照港和青岛港的外贸出口均比 去年同期有不同程度的增长； 长江部分港口煤炭发运量出现回升，内河主要煤炭装卸港中的南京港、芜 湖港增幅较大； 煤炭运输市场平稳中依然严峻。 4 4 煤炭水运量预测 4 4 1 预测依据 煤炭水运量预测以未来全国煤炭市场需求预测为依据，按照主要煤炭调入地区 煤炭运输方式的分配比例，并根据煤炭运输的经济性与合理性原则预测全国沿海 的煤炭水运量。 4 4 2 沿海港口煤炭吞吐量预测 1 9 9 8 年北方沿海主要煤炭下水港煤炭吞吐能力1 8 8 亿吨，当年煤炭装船量 3 5 亿吨，平均港口泊位利用率为7 2 。其中，内贸出口量9 3 1 3 万吨，约占沿海港 口煤炭吞吐量的3 8 5 ，外贸出口4 1 4 1 万吨，占沿海煤炭吞吐量的1 7 ；1 9 9 9 年 沿海港口煤炭吞吐量增长幅度较大，北方主要港口煤炭装船量1 4 6 亿吨，比上年 增长8 ，平均港口泊位利用率为7 2 ，其中内贸出口量9 9 8 7 万吨，外贸出口量4 6 5 6 万吨。 表4 一l 北方沿海主要港口煤炭发运量单位：万吨 1 9 9 61 9 9 71 9 9 81 9 9 92 0 0 02 0 0 l 秦皇岛8 5 4 86 1 9 16 2 0 46 9 7 38 3 7 91 0 0 0 7 天津3 2 3 79 4 0 03 4 3 43 2 5 84 3 2 i5 2 5 8 青岛 8 5 11 1 1 31 1 8 31 2 7 41 3 3 61 5 5 8 日照1 2 2 81 2 3 81 2 4 i1 4 7 4 2 1 3 52 2 8 5 连云港7 5 l7 6 09 4 6 1 1 2 4 1 4 6 4 1 5 6 9 预计2 0 0 5 年，由于黄骅港和天津港煤炭专用码头的完全建成投产，使北方七 个主要装船港的煤炭装船能力比1 9 9 8 年增加3 6 9 0 万吨，主要装船港的泊位利用 率都在7 4 左右，2 0 0 5 年以后港口泊位利用率将会有所提高。根据各主要煤炭装 船港的综合能力，从有效利用现有港口煤炭装备和煤炭铁路运输能力，以及煤炭 运输的主要流向分析。 北方沿海港口煤炭吞吐量预测( 万吨) 2 0 0 6 4 5 现存问题根源 目前，在全国沿海虽然建造了一定数量的大吨位码头及泊位，但这些码头及泊 位的利用率却相对较低，靠泊的一般都是吨位较小的船舶，个别泊位满负荷使用 时，也是外国籍船舶居多，国内十万吨级船舶寥寥无几。按贸易供需双方降低运 输成本、提高效率的长远方向考虑，发展大型散装船舶应是提高我国沿海煤炭运 输量的一个有力措施。 4 6 秦皇岛港煤炭运输预测及发展分析 4 6 1 秦皇岛港煤炭发运量预测 下表是秦皇岛港1 9 9 5 年至2 0 0 1 年煤炭发运量的数据统计。 表4 2秦皇岛港煤炭发适量统计单位：万n 屯 年份 1 9 9 51 9 9 61 9 9 71 9 9 81 9 9 92 0 0 02 。l l 煤炭发运量6 4 8 8 6 5 4 86 1 9 l6 2 0 46 9 7 38 3 7 91 。7 0 渤湖渤啪m m 1 2 0 0 0 10 0 0 0 8 0 0 0 6 0 0 0 4 0 0 0 2 0 0 0 0 1 9 9 0 i -1 9 9 6 年1 9 9 71 9 9 81 9 9 92 0 0 0 2 0 u l l 一一煤炭发运量l l 。- - - - - - - - - - - - - - - - - - - 一 图5 一l 秦皇岛港发运量数统计 关于煤炭发运量的预测主要应考虑三个主要因素：数据、预测方法和判断决策。 如果预测中提供的数据正确，使用了正确的预测方法，并且有良好的判断，预测 将会得到很好的结果，否则结果将会是错误的或者是不切合实际的，而这其中预 测方法是至关重要的。 首先考察以上历史数据。在1 9 9 7 年和1 9 9 8 年，由于整个煤炭需求市场开始 转变为供大于求，工业和城市生活用煤均有较大幅度的减少，所以较之前的趋势 相比，秦皇岛港的煤炭发运量有一定程度的下降，到1 9 9 9 年由于自然因素及外贸 出口的影响，煤炭需求又略有增加，从上图的趋势来看，秦皇岛的煤炭发运量整 体呈较为平稳的上升趋势。 其次通过观察历史数据的变化情况，大致是二次曲线的增长趋势，所以考虑以 时间为自变量的二次曲线模型。把数据输入，用e v i e w s 软件检验所表时，拟合的 程度很高。但是由于二次曲线的增长趋势太快，而煤炭运输由于受到储量、技术 条件、需求量等多方面的制约，不可能在短时间内以一个较快的速度增长，所以 这样的模型虽然在理论上拟合程度较高，但与实际并不相符。 由于统计到的历史数据较少，所以在这里选择指数平滑法对秦皇岛的煤炭发运 量进行预测，即根据过去的实际发运量和预测货运量，通过加权平均来预测未来 煤炭发运量变化趋势的方法。这种方法便于计算，而且需要的历史数据大大减少， 在短近期货运量预测中效果较好。 指数平滑法按照加权修匀方法的不同，一般可分为一次指数平滑法，二次指数 平滑法。在本文中，根据煤炭发运量的变化趋势而采用二次指数平滑法。 二次指数平滑，是把一次指数平滑值勤作为原始数据，再进行一次指数平滑 据以预测未来发运量。 一次指数平滑值的计算公式为： y ：2 d y t + ( 1 一日) p 一。 ( 5 1 ) 式中：f t - - - - - - 第t 期一次指数平滑预测值 y “一第t 一1 期一次指数平滑值 f 第t 期的实际煤炭发运量( t ：1 ，2 ，n ) d 加权因子( 0 三三1 ) 二次指数平滑值的计算公式为： p ：24 f + ( 1 一日) n ( 5 2 ) 式中：p ：一第t 期二次指数平滑预测值 y ：，一第t 1 期二次指数平滑值 其他符号含义同前 然后可以利用一次指数平滑值及二次指数平滑值建立预测数学模型。其模 型方程为： n ，2 翻+ 反r ( 5 3 ) p j + r 第t + t 时期的预测值 函指数平滑常数