美腾科技：智能化助力双碳目标实现 技术突破构造工矿业新增长点

《金基研》竹湾/作者 杨起超 时风/编审

2020年，“力争于2030年前碳达峰，于2060年前实现碳中和”的“双碳”目标被提出。而国内选煤行业使用的湿法选煤技术因苛刻的使用条件、高能耗与污染性，弊端日益显现，因此部分煤炭筛选设备的生产企业，正在探寻更加节能、环保、高效的煤炭分选技术。低能耗、高效率、低污染的干法选煤技术经过设备生产企业的智能化升级和更新迭代后，已扩展到矿业及工业等领域，而智能化工矿业设备已得到广泛应用。

天津美腾科技股份有限公司（以下简称“美腾科技”）以提供工矿业智能装备与系统为主体业务，深耕智能干选设备，已在2022年12月于上交所科创版上市。美腾科技生产的TDS智能干选设备等智能化设备，采用计算机视觉识别等智能化技术，在选煤产业得到应用后，已经拓展到矿业及工业。

一、“双碳”目标要求高质量发展，行业寻求智能化新途径

2020年，“双碳”目标被提出，国内将力争于2030年前达到碳排放峰值，努力争取2060年前实现碳中和。长久以来，煤炭都是国内的主体能源“富煤、少气、缺油”是国内能源结构特征的概括。

在煤炭生产加工过程中，直接从矿井中开采出来的不经任何加工处理的原煤通常含有石块（称为“矸石”）与黄铁矿等杂质，通过煤炭分选技术，将煤炭分成不同质量、规格的产品，有利于煤炭的高效综合利用，且具有环保意义。

2023年数据显示，国内主流的煤炭分选方法为湿法选煤，总占比为95.76%；而干法选煤总占比为4.24%，其中智能光电选占比为3.25%，传统风选占比为0.99%。

可以看出，湿法选煤是国内选煤装备主要依赖的技术工艺方法，但随着国内对煤炭行业节能增效以及煤矿智能化要求的不断提高，湿法选煤的弊端日益凸显。

首先，在国内煤炭资源丰富但水资源相对紧缺的中西部干燥地区，湿法选煤的应用会受到水资源的严重制约；其次，对于部分易泥化的煤，湿法选煤会导致额外的煤泥产生，从而导致煤的回收率下降，造成额外的损耗；最后，从环境保护的角度看，湿法选煤技术会在应用中产生大量煤泥水，煤泥水中夹杂的细粒粘土、泥砂和煤会对环境造成污染。

另外，由于国内选煤行业长期以来的主要技术路径是以重选、浮选为代表的湿法选煤。而湿法选煤具有投资高、干旱缺水地区分选能力受限、易泥化煤炭的煤泥积聚难以沉降以及高寒地区产品水分高易冻车等问题，行业一直在寻找其他更节能有效的替代方法，而传统干法选煤由于分选精度不高，在实践中没有得到较多推广。

也就是说，使用湿法选煤对原煤进行分选，在一定程度上或是将原本排放到大气的污染物转移到水中。因此，推行智能化的干选技术是选煤业的重大趋势，同时，在保证提高煤炭的分选精度的条件下，干选技术也能缓解对环境的影响。

在“双碳”目标要求下，国内以煤炭为主体的能源结构将逐步进入高质量发展期，国内煤炭的消费比重需要下降，煤炭的质量、煤炭的利用效率需要提升，煤炭的开采、洗选、加工精细化程度需要进一步提高。而煤炭质量、利用效率的提高，要求转变传统煤炭产业粗放的发展形势；煤炭的开采、洗选、加工的精细化程度提高，则要求智能化水平的进一步提高。

在此背景下，国内部分煤炭筛选设备的生产企业，在传统干法选煤的基础上探寻更加节能、环保、高效的煤炭分选技术。

其中，美腾科技作为一家以提供工矿业智能装备与系统为主体业务的科技企业，积极践行“精耕煤炭、进入矿业、打通工业”的战略，不断加大研发投入，在智能化设备、智能化系统方面持续、有计划地推进产品研发进程。目前，美腾科技的智能化已深入其具有工矿业特点的智能装备与系统为主体的业务，主要包括煤炭智能干选设备、矿物分选装备以及其他工矿业智能系统与仪器的研发、设计、制造和销售等。

在“碳中和”背景下，国内的煤炭消费预期将会在2021-2030进入平台期，在2031-2035年持续下降，在2051-2060年下降到相对稳定的水平。美腾科技集聚原有产品感知、分析、推理、决策、控制等核心功能，向有色、非金属等矿业合工业领域扩展，已经研发出包括智能装备、智能系统与仪器两大类矿业和工业智能化设备和系统。

在矿业分选领域，美腾科技针对不同矿物和其他分选物质特点，不断开发新的识别技术，包括彩色图像、荧光、红外、激光、紫外线等光电识别技术，成功实现对铅锌矿、钨矿、锰矿、钼矿、磷矿、钒矿、珍珠岩、萤石、铁矿、高岭土等矿物的高精度识别和分选。

二、智能化赋能产业技术，智能化干选装备助力节能减排

与传统的风选相比，使用计算机视觉识别等智能化方法进行选煤的智能干选设备，能够减少选煤过程中的环境污染，并提高选煤精度和效率。另外，矿井井下分选技术具有良好的社会经济效益，未来井下排矸应用场景也是未来拓展方向。开展井下选矿，实现矸石直接井下充填，减少环境污染，节约地面矸石处理费用，降低设备负荷和磨损，矸石充填能置换出大量“三下”压煤，使资源回收率最大化，具有很好的经济效益。

美腾科技的TDS智能干选设备等智能化装备，采用X射线及计算机视觉识别方法，针对不同的煤质特征建立与之相适应的分析模型，能够对煤炭与矸石进行数字化识别，且运用深度学习技术实现系统自主学习和系统自动调优以提高识别精度。在选煤过程种，其能采用有限元分析与流体力学耦合分析技术进行物块喷吹计算，保证喷吹精度。

另外，根据煤质特点及产品需求，美腾科技研发出了可将原煤分选为精煤和矸石的“两产品”TDS和可将原煤分选为精煤、中煤和矸石“三产品”TDS，提高了煤炭的分选精度和煤炭的利用率。此外，基于对TDS智能干选设备的研发，美腾科技的井下TDS智能干选机能够实现在智能化选煤之后，将块矸石在井下排放，实现矸石不升井，提升出井口原煤产量。

而美腾科技的TCS智能粗煤泥分选设备，则实现了由间歇排料到连续稳定排料的技术突破。此外，美腾科技的末煤智能梯流干选机（TGS），能够用于50-3mm粒度级煤炭分选，具有分选精度高、智能化程度高等特点。

通过TGS与TDS搭配，能够形成“全粒度级”、全干选工艺，不用水、不耗介、不产生煤泥。

值得注意的是，选煤、选矿的底层逻辑相似，但由于不同矿场、矿层的煤炭属性各不相同，因此选煤设备的技术要求显著高于各类选矿设备，选煤设备的技术具有很强的通用性，向外拓展较为容易。由此，深耕选煤设备的企业容易将技术扩展至矿业、工业设备上。

目前国内常见的选矿方法有磁选、重选、浮选等，而矿物的分选通常采用的破碎、磨矿、浮选的湿选方法，其缺点是，在破、磨的过程中，能耗、钢球消耗较高，浮选药剂消耗量较大。

基于TDS干选设备的技术基础，美腾科技的技术已经实现了从煤矿分选领域向非煤矿物领域的拓展。2023年，美腾科技进一步扩展产品领域，其智能干选业务（XRT）已经在矿业领域成熟应用，目前可以分选的非煤矿种分别为有色金属类：铅锌矿、铜矿、钼矿、铝土矿、钨矿、锑矿、锡矿、镍矿等；黑色金属类：铁矿、锰矿、钒矿等；非金属类：磷矿、萤石矿、钾长石、高岭岩、油页岩、硅石等，且在磷矿等优势矿种均处于行业领先地位。

此外，美腾科技针对矿物元素特征开发算法，利用X射线、图像、近红外、荧光等识别技术，已经成功实现了对磷矿、铝土矿、萤石、铁矿、钒矿、铅锌矿的高精度识别和智能化分选，并进行了成熟的工业应用；在金矿、铜矿、高岭土、锡矿、钨矿、锰矿等矿种分选领域的应用效果显著。

在相关技术上，美腾科技已经成功研发的智能化分矿技术，能在磨矿前将大块废石排出，可以大大降低分选成本，同时也能解决低品位矿石无法有效利用的问题，提高了矿石利用效率和矿石的品位，已经得到商业化应用。

需要指出的是，早在2022年，美腾科技就已成功研发矿物分选用MDS型智能干选机，分选粒级为12-6mm，分选粒度级进一步降低；同时主机长度缩短为3m，设备体积更小，矿物的分选效率能够得到进一步提高。

简言之，美腾科技的智能化分矿技术，已经在磷矿、铝土矿、萤石、钒矿、铁矿、铅锌矿等矿物分选领域有成熟的工业应用，为中低品位矿物综合利用提供了新的解决方案，具有广阔的成长空间。

三、智能系统覆盖产业链，多模块提升行业管理智能化水平

实现选煤、选矿的智能化，智能化设备或只是开始，智能化系统及智能仪器的加入，能将各类智能化设备链接起来，进一步提高效率。

智能仪器是智能化系统的重要组成部分，能够实时检测、报送数据，以提高智能化设备的使用效率和生产效率。

美腾科技的智能仪器主要包括X光灰分仪（DXA）、矿浆灰分仪（DSA）、状态监测图像识别仪（TIE）、可视机械隔离器（VMI）、振动、温度检测仪（TIC）、体积检测仪（TIE-DVG）等。

其中，美腾科技的矿浆灰分仪是基于X射线荧光和机器学习等技术开发的在线检测仪器，实时检测流动状态的矿浆灰分或品位。矿浆灰分仪具备自学习数据模型引擎，可实现自调节、自管理与自维护。可广泛应用于煤炭、有色金属、非金属矿物等领域的矿浆品位或灰分检测。

振动、温度检测仪是一款集成通讯模块的振动、温度检测传感器系统，实现设备振动、温度数据的采集和上传，并进行频谱、数值的分析。该产品商品名称为“智工之芯”。

而体积粒度检查仪是状态图像监测仪的一种，采用激光作为光源，实时检测并计算皮带上物料的形状、粒度组成，进而计算所输送物料的体积、重量、粒度组成。是矿业、工业的重要智能仪器。

在智能化系方面，基于在选煤产业的长期深耕，美腾科技已经研发出一套先进的选煤厂智能化系统，能够实现选煤厂的生产计划管理、生产调度指挥、产品质量管理、生产成本控制、资产管理以及人员管理。该系统包括煤质管控系统、配煤系统、生产指挥系统、无人配电室、能源及消耗物资管理系统、安全中心6个子系统。

其中，煤质管控系统通过X光灰分仪、矿浆灰分仪等监测仪器，采集与产品质量控制有关的在线数据和离线数据，经过统一标签化处理，能够构建重介分选、粗煤泥分选、浮选等分选环节控制模型、精煤质量控制模型和混煤质量控制模型等，能对生产过程中的产品数质量进行预测，并给出适合当时生产工况的各项工艺指标调节值，实现产品指标稳定、回收率高、介（药）耗低和无人值守。

而生产指挥系统主要利用网络通讯、过程控制、数据可视化、3D可视化等技术，实现生产过程的移动监控、生产信息的高效定向传输、生产系统的可视化监测调度、现场工况的判断和预警。

除了主要应用于选煤领域的选煤厂智能管理系统，美腾科技还研发出了可通用于煤炭、矿业、工业三大领域的智能无人装车系统。

美腾科技的智能无人装车系统通过激光信标定位、计算机视觉、机器学习等智能化技术集成，其已成功搭建了火车及汽车的无人装车智能系统。

其中，火车无人装车系统具有车厢定位检测、溜槽闸板自动控制、车号识别、超载偏载检测等多种智能化功能，同时，该系统还能提供装车数据统计、历史资料分析、移动客户端等多项管理功能，可广泛应用于煤炭、矿石等散装物料的智能化装车。

与传统上依赖人工操作的装车系统相比，美腾科技的火车无人装车系统能实现现场无人值守、全流程自动装车、远程全景监控的智能化装车模式运行。

而美腾科技的汽车无人装车系统，则能实现汽车进入门岗后的车辆确认、运销系统对接、空车地磅无人值守、车辆行进无人指挥、装车无人控制、装车质量检测、重车地磅无人值守、出门岗管理的全流程的无人化。该系统适用于散状物料的无人化装车，包括煤炭、砂石、粮食、建材等工业领域。

此外，美腾科技的智能系统，还拓展到了设备管理与环保领域。腾科技的能源云环保系统，依靠传感器、摄像头等设备获取运送车辆的实时监控数据，重点对各个矿场以及电厂运送车辆是否正常冲洗、车辆苫布覆盖情况、环境PM值等进行分析并将数据实时上传，保证企业信息上报，加强了主管部门与对企业环保场景的实时监控。

简言之，美腾科技现有的智能装备、智能系统与仪器，已经构建了以智能干选设备为代表的智能装备产品线，以无人装车、选煤厂智能化系统为代表的智能系统与仪器产品线。以服务煤炭行业为起点，以工矿业智能化建设和服务为主体，美腾科技未来将继续基于工业、矿业的研发需求，向下游提供智能化产品、智能化系统等优质产品。

四、各项产品收入呈增长态势，收入结构进一步平衡

秉持“精耕煤炭、进入矿业、打通工业”的战略，美腾科技保持了在煤炭干选市场较高的市场占有率，持续在矿业干选市场进行拓展。

截至2023年末，在XRT方面，美腾科技智能干选业务（XRT）可分选的矿种从2022年末的8种增加到了17种，且在磷矿等优势矿种中产品均处于行业领先地位；分选粒度进一步下探，研发的适用于小粒度级矿物分选的MDS，在2023年取得5套订单，已获得市场认可。2023年，美腾科技根据客户需求，快速研发成功贵金属分选机，适用于金、银、铂、钯等贵金属的富集与回收；在煤矸综合利用方面，成功开发了硬度分选机，专攻不同硬度矸石分选，并取得订单。

此外，早在2022年，美腾科技已加大对海外市场的整体布局。其智能化业务实现了其他矿业行业装车以及智能化业务的突破，保持良好的增长态势。

从营业收入及利润方面看，2019-2023年，美腾科技的营业收入分别为24,145.84万元、32,147.56万元、38,353.51万元、48,928.17万元、56,994.53万元，年化增长率为21.03%。

2024年一季度，美腾科技实现营业收入10,927.8万元，较2023年一季度的8,814.94万元增加29.97%。

2019-2023年，美腾科技的净利润分别为6,328.41万元、9,174.69万元、8,594.48万元，2022年美腾科技实现归属于上市公司股东的净利润12,464.56万元，2023年美腾科技实现归属于母公司股东的净利润7,423.52万元。

简言之，在2019-2023年，美腾科技营业收入呈现增长趋势，且已连续5年实现盈利。

值得注意的是，截至2024年一季度末，美腾科技实现归属于母公司股东净利润为747.29万元，较2023年同期的502.19万元增长48.81%。

按产品分类来看，2019-2023年，美腾科技来自智能装备的收入分别为21,993.43万元、21,450.88万元、26,889.69万元、30,644.76万元、34,372.78万元，来自智能系统与仪器的收入分别为1,216.44万元、9,351.6万元、9,046.98万元、15,642.08万元、17,046.67万元。

按各类产品收入占营业收入的比例来看，2019-2023年，美腾科技来自智能装备的收入占营业收入的比例91.09%、66.73%、70.11%、62.63%、61.57%，来自智能系统与仪器的收入占营业收入的比例分别为5.04%、29.09%、23.59%、31.97%、30.53%。

2019-2023年，美腾科技来自智能装备、系统与仪器的收入均呈现增长态势，而来自智能装备的收入占营业收入的比例减少，来自智能系统与仪器的收入占营业收入的比例增加，收入结构进一步平衡。

五、维持高水平研发投入，研发团队助力智能化产品升级迭代

美腾科技的成长动力来源于研发，目前其产品和技术在国内同行业中具有较强的竞争力，为保持产品的技术优势，其维持着较高水平的研发投入

2019-2022年，美腾科技的研发投入分别为3,625.51万元、4,226.4万元、5,268.13万元、5,442.5万元、6,871.37万元，逐年增长。

从比例上看，2019-2023年，美腾科技研发投入占其各年营业收入的比例分别为15.02%、13.15%、13.74%、11.12%、12.06%，连续5年保持在10%以上。

另外，人力资源与团队建设是企业生存与发展之本，美腾科技持续加大研发投入及研发平台建设，在人才队伍方面，其已建立一支综合型的研发团队，依托完备的组织架构和研发体系，具备不断升级迭代能力，可以保持技术的更新和进步。

美腾科技的研发团队拥有丰富的行业背景和专业知识，专业涉及自动化、计算机、选煤、选矿、通信、电子、机械等。截至2022年末，美腾科技共拥有134名研发人员，占全部员工数量的31.31%，截至2023年末，美腾科技的研发人员增加到149名，占比上升至33.18%。

从研发成果角度看，2023年，美腾科技及其全资子公司新增国际专利申请1项；国内专利申请128项，其中发明专利申请49项；获得专利授权92项，其中发明专利授权32项；获得软件著作权11项。

截止2023年末，美腾科技及其全资子公司已累计获得国际专利授权1项；累计获得国内专利授权366项，其中114项发明专利；累计取得103项软件著作权。

目前，美腾科技依靠持续的研发投入和专业化的研发团队，已经形成了智能化系统、智能化系统、智能化平台三大类智能化产品。

在智能化系统中，对于一些现有系统无法感知或者现有通用传感器精度无法满足智能化系统应用要求，2022年，美腾科技研发了部分智能传感器，例如X光灰分仪、矿浆灰分仪、智工之眼系列产品等，将这部分场景盲区进行数据化，增强对系统的感知能力，便于后续的智慧决策和智能执行。

2022年，美腾科技主要在X光灰分仪、矿浆灰分仪精度提升方面进行了攻关，明确了解决方向，其产品精度和智能化程度得到了一定提升。

在智能化系统产品方面，美腾科技在2022年对采选销系统进行了产品化升级，提升了产品的标准化和交付能力。同时在集团式多矿运销系统、破碎无人值守系统等智能化方面取得了突破。

在智能化平台类产品方面，2022年美腾科技实现了物联网平台和数字孪生系统的整体规划落地，智能化平台类产品的智能化程度进一步提升。

基于在研发与技术方面长期的投入和坚持研发创新与技术突破，美腾科技凭借多年研发实践和项目实施经验，已经积累了较为优质丰富的客户资源，覆盖客户包括国家能源集团、山东能源、陕煤集团、山西焦煤等国有大中型煤炭集团下属企业。

另外，由于专注于智能干选设备及工矿业智能化产品的研发、设计、制造和销售，美腾科技通过不断的技术创新、多年研发实践和项目实施经验在行业具备了较高的知名度。截至2022年末，美腾科技已经荣获工信部“专精特新‘小巨人’企业”、天津市工商联“第十届天津市民营企业‘健康成长工程’科技创新100强”、天津市工信局“天津市‘专精特新’种子企业”、天津市科技局“天津市科技领军（培育）企业”及天津市滨海新区“2020年天津市战略性新兴产业领军企业”等称号。

2023年，依靠较强的综合实力，美腾科技及其全资子公司获得科技创新荣誉称号包括：“专精特新‘小巨人’企业”“天津市科技领军（培育）企业”“国家高新技术企业”“绿色矿山科学技术奖二等奖（高精度智能化块煤干法分选技术研究与应用）”“绿色矿山科学技术奖二等奖（胜利能源快速定量装车智能化研究与应用项目）”“绿色矿山科学技术奖三等奖（胜利能源储运中心破碎站无人值守升级改造项目）”“院市合作项目（再生铝精细分选设备的研发）”“2023年第二批天津市制造业高质量发展专项资金-支持专精特新企业‘小巨人’发展项目”“2023年第二批天津市制造业高质量发展专项资金-支持高端装备优质应用场景”“2023年第二批天津市制造业高质量发展专项资金-市级重点制造业数字化转型项目”“国家鼓励的软件企业证书（中新智冠）”“天津市雏鹰企业（中新智冠）”“国家级科技型中小企业（中新智冠）”等。

未来，美腾科技有望继续在工业、矿业领域发挥自身的优势、紧跟行业技术发展趋势，继续做大做强，不断为客户创造价值。

六、行业将进入高质量发展期，智能化技术构造新增长点

2020年12月，中央经济工作会议对做好2021年碳达峰、碳中和工作做出明确部署，明确抓紧制定2030年前碳排放达峰行动方案，支持有条件的地方率先达峰。

国内计划在2030年前实现碳达峰，然而目前国内仍以煤炭为主体能源，因此预计未来15至20年内，煤炭的产能不会大幅下降，但将逐步进入高质量发展期。安全风险大、煤炭资源差、技术落后、高能耗、高排放的矿山及装备也必将被逐步淘汰。

也就是说，预计20年后煤炭产能将会下降，对所有从事煤炭生产及服务的企业将是重大冲击，只有拥有高质量的煤炭资源、高精尖的技术、行业头部企业可以继续从事部分煤炭业务。

2015年，美腾科技首先从TCS智能粗煤泥分选机研发及应用起步，2015年10月，其TDS智能干选设备研发成功，并相继在选煤厂预排矸、直接生产精煤产品、三产品分选等领域取得了现场成功应用，美腾科技迅速成长。2018年3月TDS智能干选机成功应用于煤矿井下，并配合井下矸石回填，实现了井下采、选、充一体化技术的发展。

2020年底，美腾科技成功研发出了TGS梯流干选机，将干法分选的粒级下降至6mm，其结合细粒筛分技术，实现了原料经6mm脱粉后，300至25mm由TDS分选，25至6mm由TGS分选的全粒度级干选系统，目前TDS梯流干选机投入运行。

对于智能系统与仪器，美腾科技于2016年成立团队开始智能系统与仪器的研发工作，基于对行业的深刻理解以及客户积累，研发了集“生产中心、经营中心、资产中心、安全中心“于一体的智能化系统及应用模块，同时研发出了X光灰分仪、矿浆灰分仪、VMI、智工之芯等仪器。

基于目前积累的技术及产品，美腾科技符合碳达峰、碳中和背景下未来二十年行业对节能、低碳、智能技术的要求，未来，美腾科技除了继续精耕煤炭行业，其对矿业、工业领域的扩展将成为其未来业绩的重要增长点。

由于煤炭分选对指标要求更高，所以美腾科技的XRT技术在矿业领域有很强的技术优势，在设备可靠性、大型化、分选精度等方面优势明显。XRT技术的应用将降低矿石后续破、磨、浮的加工成本，XRT也是最近2年内才逐步被行业认可，随着原矿品位越来越低，XRT的应用将越来越广阔。

美腾科技基于成熟的煤炭分选工艺和技术，其智能干选业务（XRT）已经进入了矿业领域，目前在磷矿、萤石矿、铝土矿、铁矿、钒矿等分选领域已经进行了成熟的工业应用。同时，其在铅锌、铜、油页岩、锰、钨等其他矿种分选效果显著，未来，通过不断地拓宽可分选矿种，市场空间广阔。

另外，在煤炭、矿业领域智能化设备及系统应用的前提下，美腾科技已经将目标逐步拓展到工业，特别是流程化工业领域。

其中，在智能分选领域，美腾科技已经启动了垃圾分选的调研工作。未来，依靠美腾科技正在研发的捡杂机器人，垃圾分类领域能够实现多种复杂物料的智能分选。另外，目前的建筑垃圾只是筛分、破碎等简单处理后做再生建材，如果能将建筑垃圾中的软杂质实现自动分选并将建筑垃圾中的砖、混凝土分开，将大大提高资源回收再利用的价值。

在“精耕煤炭、进入矿业、打通工业”发展战略下，美腾科技注重持续自主研发创新，近年来不断加大研发投入以满足技术开发和产品创新的需求，在智能装备、智能系统与仪器领域等领域拥有多项核心技术。依靠扎实的技术积累以及丰富的行业应用经验，不断进行现有产品迭代并立项进行新产品研发，以推动精耕煤炭、进入矿业、打通工业的战略目标实现。

未来，美腾科技将持续进行研发投入，产品不断迭代升级；加强人才梯队建设，不断提升企业管理水平；精耕专业市场，提高营销水平，稳步提升行业竞争实力；进一步推动业务发展，为未来煤炭及矿业的可持续发展持续提供推动力。