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?現代煤化工是煤炭清潔高效利用的重要途徑
發布時間：2019-11-15 類別；行業資訊 來源：中國煤炭市場網
我國煤炭資源較為豐富，煤炭是我國主體能源。長期以來，黨和政府十分關注煤炭資源的清潔高效利用。2019年的《政府工作報告》中指出，要推進煤炭清潔化利用，促進資源節約和循環利用，提升綠色發展能力。因此，如何清潔高效地利用煤炭資源，對推進國家中長期能源發展戰略具有非常重要的意義，而現代煤化工是煤炭清潔高效利用的重要途徑。
現代煤化工發展方興未艾
現代煤化工主要以潔凈能源和精細化學品為目標產品，包括煤制油、煤制氣、煤制甲醇、煤制二甲醚、煤制烯烴、煤制乙二醇等，以及煤化工獨具優勢的特有化工產品，如芳烴類產品。傳統煤化工主要指“煤-電石-PVC”“煤-焦炭”“煤-合成氨-尿素”三條產業路線，涉及焦炭、電石、合成氨等領域。
從技術上看，目前我國現代煤化工已經形成了包括煤制氣、煤制油和煤制化工品的現代煤化工技術體系。我國現代煤化工從“九五”起步，目前無論產業關鍵技術還是核心裝備自主化研制都取得了重大突破，以煤制油、煤制烯烴、煤制乙二醇、煤制氣為主的現代煤化工技術均打通了工藝流程，先后開發了“多噴嘴對置式水煤漿氣化”“航天粉煤加壓氣化”等先進技術，成功研發出“航天爐”“神寧爐”“晉華爐”等先進裝置；自主研發了煤直接液化技術，成功運行了世界首套108萬噸煤直接液化示范工程；中溫漿態床F-T合成煤間接液化技術，實現了世界單體規模最大的400萬噸煤間接液化項目運行；以低溫漿態床F-T合成技術為核心的100萬噸煤間接液化示范項目成功投產；甲醇制烯烴兩代工業化技術成功應用，13套工業裝置成功投產；甲醇制丁烯聯產丙烯技術完成萬噸級裝置工業性試驗。
“十三五”以來，我國現代煤化工產業一批關鍵技術裝備打破了國際壟斷，達到或接近世界先進水平；相繼攻克了大型先進煤氣化、合成氣變換、大型煤制甲醇、煤制油、煤制烯烴、煤制乙二醇、煤制乙醇等一大批世界級技術難題，并實現了關鍵技術裝備的產業化，走在了世界煤化工產業創新發展的最前列。2018年底，煤制油、煤制烯烴、煤制氣、煤制乙二醇產能分別達到1138萬噸/年、1112萬噸/年、51億立方米/年、363萬噸/年。
隨著國家能源集團鄂爾多斯108萬噸/年煤直接液化、國家能源集團寧煤400萬噸/年煤間接液化、大唐克旗煤制天然氣等一批新型煤化工項目建成投產，以及一批創新成果捷報頻傳，現代煤化工發展步入一個新階段。截至2019年上半年，我國現代煤化工行業生產總體平穩，產能利用率處于合理水平，轉化煤炭約5570萬噸，為保障能源安全和化工原料多元化作出了突出貢獻。
當前，我國現代煤化工項目主要布局在國家規劃建設的14個大型煤炭基地和9個大型煤電基地，其中新疆、陜西、寧夏、山西、內蒙古、河南等省份煤炭深加工發展速度較快，培育了寧東能源化工基地、鄂爾多斯能源化工基地、榆林能源化工基地等多個煤炭深加工產業集聚區，現代煤化工產業基地化格局初步形成。全行業可實現煤炭年轉化能力2.5億噸以上，產業規模、產品產量均實現穩步增長。
通過在內蒙古和陜西等地調研，筆者了解到，國家能源集團鄂爾多斯煤直接液化示范項目生產負荷持續維持在85%左右，單周期穩定運行突破420天；國家能源集團寧煤400萬噸/年煤炭間接液化項目單位產品新鮮水消耗降至6.1立方米/噸，遠低于南非沙索公司12.8立方米/噸的水平；陜西煤業化工集團蒲城清潔能化公司增加聚烯烴新牌號9個，使產品步入高端行列。中國石油和化學聯合會會長李壽生告訴筆者，今年上半年，現代煤化工產業主要產品的產量全部實現新的突破，煤制油、煤制氣、煤制烯烴及煤制乙二醇四種產品的實際產量同比增長分別達到14.1%、25.5%、10%及56.4%，現代煤化工發展呈現出方興未艾之勢。
現代煤化工能有效保障能源安全
國際能源署（IEA）報告指出，提升能源效率是全球經濟有效和安全轉型的關鍵?；谖覈?ldquo;富煤、貧油、少氣”的能源結構特點，煤炭一直以來都是我國的主體能源和重要原料。 2018年，我國煤炭產量36.8億噸，進口量2.81億噸；我國原油產量1.89億噸，進口量4.62億噸，對外依存度高達70%；天然氣產量1610億立方米，進口量1254億立方米，對外依存度達45.3%。
當前，我國現代煤化工發展已經取得長足進展，煤替石油、天然氣成效明顯且潛力可觀。李壽生稱，目前我國現代煤化工有相當一部分技術處于國際先進或領先地位。煤直接液化技術和粉煤中低溫熱解及焦油輕質化技術為國際首創，煤制烯烴、煤制芳烴、低溫費托合成、煤制乙二醇以及煤油共煉技術皆處于國際領先。另外，示范或生產裝置運行水平也不斷提高。例如，以寧煤400萬噸/年為代表的百萬噸級煤間接液化項目實現了長周期穩定運行；陜西未來能源采用自主開發高溫流化床費托合成關鍵技術，大大豐富和改善了煤制油產品方案，其10萬噸級高溫費托合成工業示范裝置取得成功；數十套50~60萬噸/年用大連化物所研發技術的MTO項目在全國實現了商業化運行；年產50萬噸的煤制乙二醇裝置實現了滿負荷穩定運行。
與此同時，一批先進煤氣化技術正向大型化、長周期邁進。延長石油開發出雙流化床超大型粉煤氣化技術、粉煤熱解氣化一體化氧氣氣化技術；中科院上海高等研究院等合作開發的二氧化碳甲烷多重整制合成氣關鍵技術，對緩解能源危機和減少二氧化碳排放具有重要意義。
按照國家確定的現代煤化工有序發展基調測算，在規模和項目投產率適中的情況下，2020年煤制石油替代效率有望提升至75%，降低石油依存度1.8個百分點；煤制天然氣替代效率有望提升至67.4%，降低天然氣依存度2.6個百分點。
現代煤化工可實現煤炭清潔高效利用
煤炭是我國基礎能源和重要工業原料，長期以來國家高度重視煤炭清潔高效利用。而作為我國特色化工產業的現代煤化工，是清潔能源和石油化工的重要補充，同時也是煤炭清潔高效利用的重要途徑。
中國工程院副院長、院士謝克昌指出，基于我國當前能源結構與供給關系，使得發展現代煤化工勢在必行。煤炭雖然是化石能源，但完全可以實現清潔高效利用，而實現了清潔高效利用的煤炭就是清潔能源，現代煤化工是煤炭清潔高效利用的有效途徑。
對于現代煤化工產業的清潔化發展，謝克昌提出要以環保標準為優先考慮因素，建立綠色現代煤化工產業體系，同時要發展高效污染物脫除技術、多污染物協同控治技術、廢水零排放技術以及“三廢”資源化利用技術。另外，還要加快制定科學完善的現代煤化工清潔生產標準與相關環保政策，綜合考量大氣環境、水環境與土壤環境后科學布局現代煤化工產業，建立現代煤化工項目審批、全過程監管以及后評價的清潔生產管理體系。
國家能源集團總經理助理張繼明向筆者介紹，現代煤化工由于原料稟賦帶來的高水耗問題長期被業內外所詬病，一度成為阻礙行業發展的最大難題，如今項目水耗不斷降低，目前已做到低于全國工業行業平均水平，比如國家能源集團寧煤煤間接液化項目的噸油水耗從12噸降至6~7噸，60萬噸/年煤制烯烴項目噸產品水耗由設計值36.5噸降至20噸以下。另外，國家能源集團鄂爾多斯煤制油公司總經理王建立告訴筆者，公司將經過凈化處理的煤礦疏干水用于煤直接液化生產，實現了煤直接液化先期工程工業水源替代。在保護地下水資源的同時，解決了煤礦疏干水的綜合利用難題。而且，公司集成采用先進的污水處理工藝，摸索出“清污分離、污污分治、分質回用”的治理方法，噸油水耗由設計的10噸降到6噸以下，可以說煤制油是水耗極低的煤化工項目。
新時代現代煤化工面臨諸多問題與挑戰
毋庸置疑，近年來我國現代煤化工發展一枝獨秀，異軍突起，取得了舉世矚目的驕人業績，但同時也面臨著嚴峻的問題和不容忽視的挑戰。
首先是戰略定位不明確，這是阻礙煤化工行業的重要因素。謝克昌院士認為，當前社會上一些觀點對煤炭是中國能源支柱存在認識誤區，同時對現代煤化工可以清潔高效部分替代石油化工等認識不到位，對中國煤化工的戰略定位一直未能清晰明確。因此，必須盡快明確現代煤化工的戰略地位，切實將煤炭綠色高效開發作為能源轉型發展的立足點和首要任務。
二是面臨國內外石油化工業的激烈競爭沖擊。近年來，我國在沿海地區布局了比較大型的煉化一體化大型項目，這些項目的快速發展使得石油化工與煤化工產品交叉重疊，必然造成更加激烈的市場競爭。不少民營企業主動從下游向上游延伸，打通原油加工、化工產品到紡織品的全產業鏈，包括“三桶油”在內的央企也打破生產油品的傳統模式，積極向下游高附加值的化工品延伸；國際石油、石化巨頭也在搶灘中國市場，建設具有世界領先水平的高端煉化一體化項目。因此，對于現代煤化工來說，只有闖出一條可以與石油化工媲美的新路徑，才能實現可持續發展。
三是國際石油價格與供應、資源配置與稅收、信貸融資與回報、環境容量與減排等，對現代煤化工也有著不可估量的影響。如果在某一時段和特定區域，這些因素疊加影響將增量放大。因此，優化外部環境是發揮現代煤化工產業比較優勢、提升競爭力的重要條件。
四是要充分體現成本與特色優勢。隨著大煉化時代到來，我國石油化工產品產能已滿足市場需求，部分產品還存在明顯過剩，規模小、成本高、同質化的“落后”產能勢必被淘汰。與新建的大型煉化一體化項目相比，煤化工并不占優勢。后者單位產能投資大，是石油煉化單位產能投資強度的5～10倍；產品結構單一，現有項目因規模限制，只能生產1～2個主產品，缺乏差異性、獨特性。張繼明指出，類似石油煉化千萬噸級一體化基地，在煤化工領域至少需投資1000億以上，這種成本壓力一般企業是很難支撐的，也是無法做到的。另外，在當前條件下，現代煤化工亟需找準行業定位，要加快補齊短板，彌補自身缺陷與不足，根據自身特點比選產品、降低成本，耦合技術路線、優化系統，形成自身特色。
五是從技術上還要實現新突破。中國的現代煤化工產業在共性關鍵技術、前沿引領技術、現代工程技術和顛覆性技術上都有待創新和突破。謝克昌院士指出，必須實現技術的顛覆性才能有效促進能源的低碳轉型，而部分重大裝備、重要材料上的不足也在制約中國煤化工進一步發展，必須加快技術攻關，實現技術進步。
總之，我國現代煤化工發展到今天，已經形成對石油和其他石化產品的有效替代，這也是我國現代煤化工發展的重要方向。在原料和路線的選擇上，要高度重視低階煤的清潔高效利用。另外，要進一步加強頂層設計，以現代化、大型化、分質聯產化、多原料化、標準化和智能化的理念，按照“能源發展替代互補與化工產品高效高值”的思路，“高效利用、耦合替代、多能互補、規模應用”的路線，大力發展現代煤化工，實現對煤炭的清潔高效利用。（作者：國家能源局中電傳媒能源情報研究中心研究員 張立寬）
現代煤化工發展方興未艾
現代煤化工主要以潔凈能源和精細化學品為目標產品，包括煤制油、煤制氣、煤制甲醇、煤制二甲醚、煤制烯烴、煤制乙二醇等，以及煤化工獨具優勢的特有化工產品，如芳烴類產品。傳統煤化工主要指“煤-電石-PVC”“煤-焦炭”“煤-合成氨-尿素”三條產業路線，涉及焦炭、電石、合成氨等領域。
從技術上看，目前我國現代煤化工已經形成了包括煤制氣、煤制油和煤制化工品的現代煤化工技術體系。我國現代煤化工從“九五”起步，目前無論產業關鍵技術還是核心裝備自主化研制都取得了重大突破，以煤制油、煤制烯烴、煤制乙二醇、煤制氣為主的現代煤化工技術均打通了工藝流程，先后開發了“多噴嘴對置式水煤漿氣化”“航天粉煤加壓氣化”等先進技術，成功研發出“航天爐”“神寧爐”“晉華爐”等先進裝置；自主研發了煤直接液化技術，成功運行了世界首套108萬噸煤直接液化示范工程；中溫漿態床F-T合成煤間接液化技術，實現了世界單體規模最大的400萬噸煤間接液化項目運行；以低溫漿態床F-T合成技術為核心的100萬噸煤間接液化示范項目成功投產；甲醇制烯烴兩代工業化技術成功應用，13套工業裝置成功投產；甲醇制丁烯聯產丙烯技術完成萬噸級裝置工業性試驗。
“十三五”以來，我國現代煤化工產業一批關鍵技術裝備打破了國際壟斷，達到或接近世界先進水平；相繼攻克了大型先進煤氣化、合成氣變換、大型煤制甲醇、煤制油、煤制烯烴、煤制乙二醇、煤制乙醇等一大批世界級技術難題，并實現了關鍵技術裝備的產業化，走在了世界煤化工產業創新發展的最前列。2018年底，煤制油、煤制烯烴、煤制氣、煤制乙二醇產能分別達到1138萬噸/年、1112萬噸/年、51億立方米/年、363萬噸/年。
隨著國家能源集團鄂爾多斯108萬噸/年煤直接液化、國家能源集團寧煤400萬噸/年煤間接液化、大唐克旗煤制天然氣等一批新型煤化工項目建成投產，以及一批創新成果捷報頻傳，現代煤化工發展步入一個新階段。截至2019年上半年，我國現代煤化工行業生產總體平穩，產能利用率處于合理水平，轉化煤炭約5570萬噸，為保障能源安全和化工原料多元化作出了突出貢獻。
當前，我國現代煤化工項目主要布局在國家規劃建設的14個大型煤炭基地和9個大型煤電基地，其中新疆、陜西、寧夏、山西、內蒙古、河南等省份煤炭深加工發展速度較快，培育了寧東能源化工基地、鄂爾多斯能源化工基地、榆林能源化工基地等多個煤炭深加工產業集聚區，現代煤化工產業基地化格局初步形成。全行業可實現煤炭年轉化能力2.5億噸以上，產業規模、產品產量均實現穩步增長。
通過在內蒙古和陜西等地調研，筆者了解到，國家能源集團鄂爾多斯煤直接液化示范項目生產負荷持續維持在85%左右，單周期穩定運行突破420天；國家能源集團寧煤400萬噸/年煤炭間接液化項目單位產品新鮮水消耗降至6.1立方米/噸，遠低于南非沙索公司12.8立方米/噸的水平；陜西煤業化工集團蒲城清潔能化公司增加聚烯烴新牌號9個，使產品步入高端行列。中國石油和化學聯合會會長李壽生告訴筆者，今年上半年，現代煤化工產業主要產品的產量全部實現新的突破，煤制油、煤制氣、煤制烯烴及煤制乙二醇四種產品的實際產量同比增長分別達到14.1%、25.5%、10%及56.4%，現代煤化工發展呈現出方興未艾之勢。
現代煤化工能有效保障能源安全
國際能源署（IEA）報告指出，提升能源效率是全球經濟有效和安全轉型的關鍵?；谖覈?ldquo;富煤、貧油、少氣”的能源結構特點，煤炭一直以來都是我國的主體能源和重要原料。 2018年，我國煤炭產量36.8億噸，進口量2.81億噸；我國原油產量1.89億噸，進口量4.62億噸，對外依存度高達70%；天然氣產量1610億立方米，進口量1254億立方米，對外依存度達45.3%。
當前，我國現代煤化工發展已經取得長足進展，煤替石油、天然氣成效明顯且潛力可觀。李壽生稱，目前我國現代煤化工有相當一部分技術處于國際先進或領先地位。煤直接液化技術和粉煤中低溫熱解及焦油輕質化技術為國際首創，煤制烯烴、煤制芳烴、低溫費托合成、煤制乙二醇以及煤油共煉技術皆處于國際領先。另外，示范或生產裝置運行水平也不斷提高。例如，以寧煤400萬噸/年為代表的百萬噸級煤間接液化項目實現了長周期穩定運行；陜西未來能源采用自主開發高溫流化床費托合成關鍵技術，大大豐富和改善了煤制油產品方案，其10萬噸級高溫費托合成工業示范裝置取得成功；數十套50~60萬噸/年用大連化物所研發技術的MTO項目在全國實現了商業化運行；年產50萬噸的煤制乙二醇裝置實現了滿負荷穩定運行。
與此同時，一批先進煤氣化技術正向大型化、長周期邁進。延長石油開發出雙流化床超大型粉煤氣化技術、粉煤熱解氣化一體化氧氣氣化技術；中科院上海高等研究院等合作開發的二氧化碳甲烷多重整制合成氣關鍵技術，對緩解能源危機和減少二氧化碳排放具有重要意義。
按照國家確定的現代煤化工有序發展基調測算，在規模和項目投產率適中的情況下，2020年煤制石油替代效率有望提升至75%，降低石油依存度1.8個百分點；煤制天然氣替代效率有望提升至67.4%，降低天然氣依存度2.6個百分點。
現代煤化工可實現煤炭清潔高效利用
煤炭是我國基礎能源和重要工業原料，長期以來國家高度重視煤炭清潔高效利用。而作為我國特色化工產業的現代煤化工，是清潔能源和石油化工的重要補充，同時也是煤炭清潔高效利用的重要途徑。
中國工程院副院長、院士謝克昌指出，基于我國當前能源結構與供給關系，使得發展現代煤化工勢在必行。煤炭雖然是化石能源，但完全可以實現清潔高效利用，而實現了清潔高效利用的煤炭就是清潔能源，現代煤化工是煤炭清潔高效利用的有效途徑。
對于現代煤化工產業的清潔化發展，謝克昌提出要以環保標準為優先考慮因素，建立綠色現代煤化工產業體系，同時要發展高效污染物脫除技術、多污染物協同控治技術、廢水零排放技術以及“三廢”資源化利用技術。另外，還要加快制定科學完善的現代煤化工清潔生產標準與相關環保政策，綜合考量大氣環境、水環境與土壤環境后科學布局現代煤化工產業，建立現代煤化工項目審批、全過程監管以及后評價的清潔生產管理體系。
國家能源集團總經理助理張繼明向筆者介紹，現代煤化工由于原料稟賦帶來的高水耗問題長期被業內外所詬病，一度成為阻礙行業發展的最大難題，如今項目水耗不斷降低，目前已做到低于全國工業行業平均水平，比如國家能源集團寧煤煤間接液化項目的噸油水耗從12噸降至6~7噸，60萬噸/年煤制烯烴項目噸產品水耗由設計值36.5噸降至20噸以下。另外，國家能源集團鄂爾多斯煤制油公司總經理王建立告訴筆者，公司將經過凈化處理的煤礦疏干水用于煤直接液化生產，實現了煤直接液化先期工程工業水源替代。在保護地下水資源的同時，解決了煤礦疏干水的綜合利用難題。而且，公司集成采用先進的污水處理工藝，摸索出“清污分離、污污分治、分質回用”的治理方法，噸油水耗由設計的10噸降到6噸以下，可以說煤制油是水耗極低的煤化工項目。
新時代現代煤化工面臨諸多問題與挑戰
毋庸置疑，近年來我國現代煤化工發展一枝獨秀，異軍突起，取得了舉世矚目的驕人業績，但同時也面臨著嚴峻的問題和不容忽視的挑戰。
首先是戰略定位不明確，這是阻礙煤化工行業的重要因素。謝克昌院士認為，當前社會上一些觀點對煤炭是中國能源支柱存在認識誤區，同時對現代煤化工可以清潔高效部分替代石油化工等認識不到位，對中國煤化工的戰略定位一直未能清晰明確。因此，必須盡快明確現代煤化工的戰略地位，切實將煤炭綠色高效開發作為能源轉型發展的立足點和首要任務。
二是面臨國內外石油化工業的激烈競爭沖擊。近年來，我國在沿海地區布局了比較大型的煉化一體化大型項目，這些項目的快速發展使得石油化工與煤化工產品交叉重疊，必然造成更加激烈的市場競爭。不少民營企業主動從下游向上游延伸，打通原油加工、化工產品到紡織品的全產業鏈，包括“三桶油”在內的央企也打破生產油品的傳統模式，積極向下游高附加值的化工品延伸；國際石油、石化巨頭也在搶灘中國市場，建設具有世界領先水平的高端煉化一體化項目。因此，對于現代煤化工來說，只有闖出一條可以與石油化工媲美的新路徑，才能實現可持續發展。
三是國際石油價格與供應、資源配置與稅收、信貸融資與回報、環境容量與減排等，對現代煤化工也有著不可估量的影響。如果在某一時段和特定區域，這些因素疊加影響將增量放大。因此，優化外部環境是發揮現代煤化工產業比較優勢、提升競爭力的重要條件。
四是要充分體現成本與特色優勢。隨著大煉化時代到來，我國石油化工產品產能已滿足市場需求，部分產品還存在明顯過剩，規模小、成本高、同質化的“落后”產能勢必被淘汰。與新建的大型煉化一體化項目相比，煤化工并不占優勢。后者單位產能投資大，是石油煉化單位產能投資強度的5～10倍；產品結構單一，現有項目因規模限制，只能生產1～2個主產品，缺乏差異性、獨特性。張繼明指出，類似石油煉化千萬噸級一體化基地，在煤化工領域至少需投資1000億以上，這種成本壓力一般企業是很難支撐的，也是無法做到的。另外，在當前條件下，現代煤化工亟需找準行業定位，要加快補齊短板，彌補自身缺陷與不足，根據自身特點比選產品、降低成本，耦合技術路線、優化系統，形成自身特色。
五是從技術上還要實現新突破。中國的現代煤化工產業在共性關鍵技術、前沿引領技術、現代工程技術和顛覆性技術上都有待創新和突破。謝克昌院士指出，必須實現技術的顛覆性才能有效促進能源的低碳轉型，而部分重大裝備、重要材料上的不足也在制約中國煤化工進一步發展，必須加快技術攻關，實現技術進步。
總之，我國現代煤化工發展到今天，已經形成對石油和其他石化產品的有效替代，這也是我國現代煤化工發展的重要方向。在原料和路線的選擇上，要高度重視低階煤的清潔高效利用。另外，要進一步加強頂層設計，以現代化、大型化、分質聯產化、多原料化、標準化和智能化的理念，按照“能源發展替代互補與化工產品高效高值”的思路，“高效利用、耦合替代、多能互補、規模應用”的路線，大力發展現代煤化工，實現對煤炭的清潔高效利用。（作者：國家能源局中電傳媒能源情報研究中心研究員 張立寬）