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盛世華研·2008-2010年鋼行業(yè)調(diào)研報(bào)告PAGE2服務(wù)熱線圳市盛世華研企業(yè)管理有限公司2028年煤化工市場(chǎng)2023-2028年煤化工市場(chǎng)現(xiàn)狀與前景調(diào)研報(bào)告報(bào)告目錄TOC\o"1-3"\u第1章煤化工行業(yè)市場(chǎng)現(xiàn)狀調(diào)研 41.1煤化工:尋求能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型時(shí) 41.2現(xiàn)代煤化工:替代石化,前景廣闊 61.3煤制烯烴:需求穩(wěn)步增長(zhǎng),工藝較為成熟 71.4煤制乙二醇:產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展,洗牌尚需時(shí)日 91.5煤制天然氣 111.6煤制芳烴:產(chǎn)業(yè)化初期 12第2章煤氣化工程行業(yè)驅(qū)動(dòng)力分析 132.1關(guān)鍵成功因素 132.2產(chǎn)業(yè)驅(qū)動(dòng)力 13第3章煤化工行業(yè)存在的問題與對(duì)策 143.1我國(guó)現(xiàn)代煤化工技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 143.2現(xiàn)代煤化工發(fā)展面臨的主要問題及其挑戰(zhàn) 17(一)現(xiàn)代煤化工被視為高耗能產(chǎn)業(yè),缺乏扶持政策 17(二)國(guó)家層面頂層設(shè)計(jì)和規(guī)劃亟待進(jìn)一步明晰 18(三)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和能源轉(zhuǎn)化效率有待優(yōu)化 193.3現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)發(fā)展路徑 19(一)提升產(chǎn)品價(jià)值,實(shí)現(xiàn)高端化發(fā)展 20(二)突破行業(yè)壁壘,實(shí)現(xiàn)多元化發(fā)展 21(三)加強(qiáng)技術(shù)融合,實(shí)現(xiàn)低碳化發(fā)展 223.4對(duì)策建議 23(一)進(jìn)一步明晰現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向和重點(diǎn)項(xiàng)目布局規(guī)劃 23(二)多措并舉支持現(xiàn)代煤化工走節(jié)能減碳發(fā)展道路 24(三)加強(qiáng)原創(chuàng)性、引領(lǐng)性科技攻關(guān) 24第4章現(xiàn)代煤化工創(chuàng)新發(fā)展建議 254.1現(xiàn)代煤化工創(chuàng)新發(fā)展的進(jìn)步與挑戰(zhàn) 25(一)成就和進(jìn)步主要體現(xiàn)在創(chuàng)新方面 26(二)現(xiàn)代煤化工的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化還存在一些制約和挑戰(zhàn) 284.2現(xiàn)代煤化工創(chuàng)新發(fā)展的思考 29(一)創(chuàng)新是現(xiàn)代煤化工未來發(fā)展最關(guān)鍵的要素 29(二)節(jié)能降碳是現(xiàn)代煤化工目前最重要的任務(wù) 31(三)規(guī)模集約化、產(chǎn)業(yè)集群化是現(xiàn)代煤化工未來發(fā)展的重要方向。 33第5章煤化工行業(yè)市場(chǎng)前景預(yù)測(cè) 385.1煤氣化工程行業(yè)投資機(jī)會(huì)剖析 385.2通過過程強(qiáng)化,不斷提高氣化爐單位體積的處理能力,降低裝置投資 385.3開發(fā)新的單元技術(shù),優(yōu)化工藝流程,降低系統(tǒng)物耗能耗,提升全系統(tǒng)效率 395.4開發(fā)環(huán)境友好技術(shù),實(shí)現(xiàn)近零排放 405.5氣化系統(tǒng)要從單純的“氣化島”向“氣化島+環(huán)保島”的方向發(fā)展 415.6依托大數(shù)據(jù)、信息化技術(shù),保障煤氣化裝置的安穩(wěn)長(zhǎng)滿優(yōu)運(yùn)行 415.7對(duì)新思路、新方法、新技術(shù)、新工藝研究開發(fā)進(jìn)行持續(xù)支持 415.8大型現(xiàn)代煤氣化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)煤炭清潔高效利用的重要手段 42第1章煤化工行業(yè)市場(chǎng)現(xiàn)狀調(diào)研1.1煤化工:尋求能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型時(shí)在碳達(dá)峰、碳中和的目標(biāo)任務(wù)之下,我國(guó)能源朝著綠色低碳的方向發(fā)展。我國(guó)富煤、貧油、少氣,煤炭作為我國(guó)主體能源,有序減量替代以及消費(fèi)轉(zhuǎn)型升級(jí)為重要戰(zhàn)略方向。煤炭是由碳、氫、氧、氮等元素組成的黑色固體礦物,可以用作燃料或工業(yè)原料的礦物。根據(jù)煤化程度,國(guó)標(biāo)將煤分為三大類,即無煙煤、煙煤和褐煤,共29個(gè)小類。其中,無煙煤的煤化程度最高。煤炭根據(jù)用途,可以分為動(dòng)力煤,焦煤/焦炭和化工用煤。動(dòng)力煤:用作動(dòng)力原料的煤炭。一般來說,動(dòng)力煤煤種可選范圍較廣,長(zhǎng)焰煤、氣煤、無煙煤、貧煤、褐煤均可用作動(dòng)力煤。煉焦煤:用于煉制焦炭的煤炭。與動(dòng)力煤相比,其粘結(jié)性更強(qiáng),對(duì)煤質(zhì)要求更高,煤種上則以煙煤為主。化工用煤:用于生產(chǎn)化工原材料,多采用高熱值的無煙煤,較為稀缺,價(jià)格高。煤化工技術(shù)是指以煤為原料生產(chǎn)各種能源或化工產(chǎn)品的工藝過程,一般包括煤炭轉(zhuǎn)化和后續(xù)加工2個(gè)環(huán)節(jié)。煤化工產(chǎn)業(yè)可以分為傳統(tǒng)煤化工和現(xiàn)代煤化工,現(xiàn)代煤化工是煤炭清潔高效利用的重要途徑。傳統(tǒng)煤化工主要包含煤炭煉焦、煤制合成氨、煤制甲醇、煤制電石-乙炔-聚氯乙烯等?,F(xiàn)代煤化工是指以煤為原料,通過技術(shù)和加工手段生產(chǎn)替代石化產(chǎn)品和清潔燃料的新興產(chǎn)業(yè),主要包含煤直接液化、煤制烯烴、煤制乙二醇、煤制天然氣等。近年來我國(guó)化工用煤量整體呈增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),傳統(tǒng)煤化工中尿素和電石產(chǎn)能受指標(biāo)限制,行業(yè)內(nèi)存量?jī)?yōu)化,對(duì)煙煤/無煙煤需求降低?,F(xiàn)代煤化工產(chǎn)品產(chǎn)能穩(wěn)步擴(kuò)展,對(duì)煙煤/無煙煤需求增強(qiáng)?!澳芎碾p控”政策指推動(dòng)單位GDP能耗降低和控制能源消費(fèi)總量,是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)任務(wù)的關(guān)鍵支撐,國(guó)家對(duì)于“能耗雙控”政策力度不斷加強(qiáng)。同時(shí),2021年12月中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議上指出“新增可再生能源和原料用能不納入能源消費(fèi)總量控制”,此政策有望實(shí)現(xiàn)燃料煤和原料煤“區(qū)別對(duì)待”,有望推動(dòng)煤化工產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí),加快淘汰落后產(chǎn)能,低成本高效率龍頭有望勝出。傳統(tǒng)煤化工:空間壓縮,龍頭爭(zhēng)霸傳統(tǒng)煤化工行業(yè)部分產(chǎn)品(尿素、電石)受指標(biāo)限制,行業(yè)內(nèi)存量?jī)?yōu)化,對(duì)煙煤/無煙煤需求降低。未來看,預(yù)計(jì)裝置規(guī)模小、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一的企業(yè)或?qū)⒅鸩教蕴嘣惑w化的高效率生產(chǎn)龍頭有望穩(wěn)步向前。1.2現(xiàn)代煤化工:替代石化,前景廣闊我國(guó)富煤、貧油、少氣,煤炭在一次能源結(jié)構(gòu)中處主導(dǎo)地位。2020年我國(guó)煤炭探明儲(chǔ)量在全球排行第四,遠(yuǎn)高于石油和天然氣的儲(chǔ)量。利用好煤炭這一穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)且自主保障程度較高的能源,對(duì)我國(guó)能源安全、經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。因此,發(fā)展現(xiàn)代煤化工是國(guó)家能源發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分,是充分發(fā)揮煤炭能源相對(duì)資源優(yōu)勢(shì),保障國(guó)家能源安全的必要措施,是緩解石油和天然氣供需矛盾的現(xiàn)實(shí)手段。在現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)鏈整體技術(shù)上,我國(guó)正不斷追趕海外企業(yè)步伐。我國(guó)現(xiàn)代煤化工裝備國(guó)產(chǎn)化率不斷提高,與國(guó)際先進(jìn)水平的差距正在不斷縮小。但在特殊材料、閥門、大型轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造方面與國(guó)際先進(jìn)水平仍有差距。作為現(xiàn)代煤化工的前段支柱,煤氣化技術(shù)是不可或缺的關(guān)鍵工序。煤炭氣化是指在特定的設(shè)備內(nèi),在一定溫度及壓力下使煤中有機(jī)質(zhì)與氣化劑(如蒸汽/空氣和/或氧氣等)發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng),將固體煤轉(zhuǎn)化為含有CO、氫氣、甲烷等可燃?xì)怏w和二氧化碳、氮?dú)獾确强扇細(xì)怏w的合成氣的過程。煤氣化技術(shù)的先進(jìn)性、穩(wěn)定性直接影響煤化工項(xiàng)目/裝置的先進(jìn)性、穩(wěn)定性。為了提質(zhì)增效降成本,煤氣化工藝多向著生產(chǎn)大型化、過程潔凈化、氣化壓力增高、氣化溫度升高、原料向多煤種、固體排渣向液體排渣的方向發(fā)展。氣流床是目前國(guó)內(nèi)大型煤氣化技術(shù)的主流發(fā)展對(duì)象,且以海外Texaco、Shell和GSP三種氣化技術(shù)為主,國(guó)產(chǎn)化的多噴嘴水煤漿氣化爐工藝優(yōu)勢(shì)十分顯著。1.3煤制烯烴:需求穩(wěn)步增長(zhǎng),工藝較為成熟烯烴下游消費(fèi)領(lǐng)域廣泛,需求穩(wěn)步增長(zhǎng)。乙烯和丙烯是重要的化工原料,主要用于生產(chǎn)聚乙烯和聚丙烯。隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)、包裝行業(yè)、日用品行業(yè)、汽車制造業(yè)、家電制造業(yè)、管道制造業(yè)、醫(yī)療業(yè)、電力行業(yè)、軍工航空、建材家居業(yè)及化工化纖行業(yè)等行業(yè)的迅猛發(fā)展,聚乙烯下游的農(nóng)膜、包裝膜、中空容器、注塑材料、管材及拉絲等以及聚丙烯下游的拉絲、注塑、纖維和管材等需求持續(xù)穩(wěn)定增長(zhǎng)。2017-2021年中國(guó)聚乙烯表觀消費(fèi)量復(fù)合增速為8.2%,2017-2021年聚丙烯表觀消費(fèi)量復(fù)合增速為8.4%。烯烴生產(chǎn)工藝按照上游原材料可以分為油頭、煤頭和氣頭三大類:油頭工藝:最傳統(tǒng)、最常見的烯烴生產(chǎn)方式,主要使用石腦油或柴油來進(jìn)行裂解和催化裂化(FCC),生產(chǎn)出的乙烯、丙烯收率普遍較低,且會(huì)產(chǎn)生較多的油品副產(chǎn)物。受原料供應(yīng)限制,油頭工藝裝置一般作為煉廠下游配套設(shè)施建設(shè),幾乎無法單獨(dú)投建。氣頭工藝:主要是指利用乙烷、丙烷等烷烴生產(chǎn)烯烴的工藝,該類工藝烯烴收率較高,產(chǎn)品選擇性較好,其中乙烷裂解制乙烯及丙烷脫氫(PDH)制丙烯的收率均能達(dá)到80%以上,副產(chǎn)物主要為可燃碳?xì)浠衔锛皻錃?,但我?guó)丙烷及乙烷進(jìn)口依賴度較高,該類工藝產(chǎn)能相對(duì)較低。煤頭工藝:在我國(guó)應(yīng)用較廣,主要以煤制烯烴(CTO)的形式存在。該工藝需要依托豐富的煤炭資源并往往具有從煤炭到聚烯烴的產(chǎn)業(yè)鏈一體化格局。CTO烯烴收率較高,乙烯、丙烯及少部分丁二烯的產(chǎn)率合計(jì)高達(dá)85%以上。甲醇制烯烴(MTO)通常是CTO工藝中的一環(huán)且位于煤制甲醇裝置下游,也可不依附于CTO,直接外購(gòu)甲醇進(jìn)行烯烴生產(chǎn),但當(dāng)甲醇價(jià)格較高時(shí),該路線往往盈利性較差。我國(guó)油頭工藝產(chǎn)能占比最高,煤頭工藝位居其次,氣頭工藝產(chǎn)能占比相對(duì)較低。我國(guó)油頭工藝產(chǎn)能占比最高,煤頭工藝位居其次,氣頭工藝產(chǎn)能占比相對(duì)較低。根據(jù)卓創(chuàng)資訊,2021年乙烯產(chǎn)能為4150.5萬(wàn)噸/年,其中煤頭路線占比為19%,新增路線中煤頭路線占比為23%;2021年丙烯產(chǎn)能為5000.1萬(wàn)噸/年,煤頭路線占比為21%,新增路線中煤頭路線占比為14%。煤制烯烴CTO流程包括煤制甲醇和甲醇制乙烯。CTO(CoaltoOlefin)的主要流程為:煤→合成氣→甲醇→烯烴。由煤生產(chǎn)甲醇的技術(shù)稱為CTM(CoaltoMethanol),而由甲醇生產(chǎn)烯烴的技術(shù)則統(tǒng)稱MTO(MethanoltoOlefin),當(dāng)其產(chǎn)物僅為丙烯時(shí)則稱為MTP(MethanoltoPropylene)。其中,未配套上游煤制甲醇裝置的企業(yè),也可以通過直接外購(gòu)甲醇的方式投資MTO/MTP裝置生產(chǎn)烯烴。甲醇制烯烴MTO囊括多種可選工藝流程。煤制烯烴CTO細(xì)分工藝的區(qū)別主要是在甲醇制烯烴MTO的步驟上。目前主要有四種已經(jīng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的甲醇制烯烴工藝:1)UOPHoneywell的MTO工藝;2)中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所(DICP)的DMTO工藝;3)中國(guó)石化的S-MTO工藝;4)Lurgi的MTP工藝。目前,我國(guó)煤制烯烴項(xiàng)目中國(guó)內(nèi)外技術(shù)均有涉及,整體上大連化物所DMTO技術(shù)應(yīng)用推廣最為廣泛。CTO工藝中原材料、折舊、財(cái)務(wù)費(fèi)用等占比較高。煤制烯烴的原材料等可變成本的占比相對(duì)較低,固定成本占比相對(duì)較高,而油制烯烴生產(chǎn)成本中,原材料成本占比要達(dá)到70%左右。基于長(zhǎng)江石化組深度報(bào)告《大煉化系列報(bào)告(九):原油-煤炭-輕烴,乙烯成本曲線三重奏》的分析,制乙烯三種路徑中原材料價(jià)格的彈性是造成其成本曲線此起彼伏的主要原因。通過復(fù)盤,可以發(fā)現(xiàn)幾個(gè)規(guī)律:1)乙烷裂解制乙烯綜合成本無論對(duì)應(yīng)CTO工藝還是最先進(jìn)的150萬(wàn)噸/年石腦油裂解制乙烯工藝來說都是最低的,而且隨著未來乙烷供應(yīng)持續(xù)過剩的情況下,乙烷裂解工藝應(yīng)該是位于乙烯成本曲線最左側(cè),并且與右側(cè)能拉開不小的距離;2)對(duì)于傳統(tǒng)的47萬(wàn)噸/年石腦油裂解制乙烯工藝而言,在原油價(jià)格50美元/桶之下較CTO工藝有成本優(yōu)勢(shì),否則成本是高于CTO的;3)對(duì)于先進(jìn)的150萬(wàn)噸/年石腦油裂解工藝而言,即使在油價(jià)80美元/桶情況下,較CTO工藝依然有成本優(yōu)勢(shì);4)隨著原油、煤炭、乙烷價(jià)格的變動(dòng),乙烯成本曲線會(huì)發(fā)生變化,而對(duì)應(yīng)的乙烯價(jià)格底部也是由成本相對(duì)最高的工藝決定;5)綜合成本低也并不意味一定有超高盈利,其產(chǎn)品端的布局也依然非常重要,如產(chǎn)品布局嚴(yán)重依賴某個(gè)產(chǎn)品,在該產(chǎn)品景氣度處于下行期間,其盈利波動(dòng)也非常大,裝置抗周期能力也更弱,綜合盈利反而不如產(chǎn)品多樣化的裝置。同時(shí),由于CTO工藝單噸烯烴投資強(qiáng)度大,因此其折舊與財(cái)務(wù)費(fèi)用在成本中占比也較高。1.4煤制乙二醇:產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展,洗牌尚需時(shí)日乙二醇進(jìn)口依存度高,需求穩(wěn)步增長(zhǎng)。乙二醇下游主要用于生產(chǎn)聚酯瓶片和聚酯纖維,近年來乙二醇進(jìn)口依存度有下降趨勢(shì),但是仍然維持較高,根據(jù)卓創(chuàng)資訊,2021年乙二醇進(jìn)口依存度為41.1%,替代空間依舊巨大。未來看,隨著中國(guó)服裝和包裝飲料需求穩(wěn)步增長(zhǎng),中國(guó)聚酯瓶片和滌綸長(zhǎng)絲需求穩(wěn)步增長(zhǎng),拉動(dòng)乙二醇需求穩(wěn)步增加。2015-2021年乙二醇表觀消費(fèi)量復(fù)合增速為8.3%。根據(jù)生產(chǎn)原料的不同,乙二醇生產(chǎn)工藝主要分為油頭(石油)、氣頭(天然氣)和煤頭(煤炭)。其中煤制乙二醇主要分為三種:草酸酯法:以煤為原料,通過氣化、變換、凈化及分離提純后分別得到CO和H2,其中CO通過催化偶聯(lián)合成及精制生產(chǎn)草酸酯,再經(jīng)與H2進(jìn)行加氫反應(yīng)并通過精制后獲得乙二醇。該工藝流程短、成本低,是目前國(guó)內(nèi)受到關(guān)注最高的煤制乙二醇技術(shù)。烯烴法:以煤為原料,通過氣化、變換、凈化后得到合成氣,經(jīng)甲醇合成,甲醇制烯烴(MTO)得到乙烯,再經(jīng)乙烯環(huán)氧化、環(huán)氧乙烷水合及產(chǎn)品精制最終得到乙二醇。該技術(shù)較為成熟,但成本受制于甲醇價(jià)格的波動(dòng)。直接法:以煤氣化制取合成氣(CO+H2),再由合成氣一步直接合成乙二醇。此技術(shù)的關(guān)鍵是催化劑的選擇,目前尚未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。乙二醇產(chǎn)能穩(wěn)步釋放,乙烯氧化法和煤基合成氣法技術(shù)為主要技術(shù)。根據(jù)卓創(chuàng)資訊統(tǒng)計(jì),2021年,乙二醇總產(chǎn)能為2006.2萬(wàn)噸/年,其中煤頭工藝占比39%。乙二醇制備成本受原料影響較大。對(duì)比可以發(fā)現(xiàn),目前煤炭?jī)r(jià)格處于較高位置時(shí),相比乙烯氧化法成本優(yōu)勢(shì)并不顯著。1.5煤制天然氣煤制天然氣是以煤為原料,采用氣化、凈化和甲烷化技術(shù)制取的合成天然氣。煤制天然氣技術(shù)鏈中,最核心的技術(shù)是煤氣化和甲烷化,這兩項(xiàng)技術(shù)我國(guó)目前都已經(jīng)打破國(guó)外技術(shù)壟斷,實(shí)現(xiàn)了完全國(guó)產(chǎn)化。2009年8月國(guó)家相繼批準(zhǔn)了內(nèi)蒙古大唐國(guó)際克旗煤制天然氣項(xiàng)目、遼寧大唐國(guó)際阜新煤制天然氣項(xiàng)目、新疆慶華煤制天然氣項(xiàng)目、內(nèi)蒙古匯能煤制天然氣項(xiàng)目、浙能新天煤制天然氣項(xiàng)目等一批示范工程,這些示范工程相繼部分建成投產(chǎn)或即將建成。但目前,大多裝置盈利能力較弱。根據(jù)煤化工化化網(wǎng)統(tǒng)計(jì),目前我國(guó)已經(jīng)投產(chǎn)煤制氣產(chǎn)能106億立方米,在建產(chǎn)能140億立方米,擬建產(chǎn)能718億立方米。目前煤制天然氣裝置存在三方面問題:1)經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn),煤制天然氣投資大,平均1億m3天然氣需投資5.5-6.3億元,每立方米生產(chǎn)成本平均1.5元左右,高于國(guó)內(nèi)氣田、井口氣價(jià)。2)市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn),雖然國(guó)內(nèi)天然氣市場(chǎng)需求量很大,但主要集中在東部、中部地區(qū)和其他地區(qū)的大城市,而低價(jià)煤主要在西部地區(qū),煤制天然氣需通過管道輸送至終端用戶,存在輸氣管道建設(shè)和目標(biāo)市場(chǎng)的不確定性問題。3)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn),目前煤制天然氣項(xiàng)目煤氣化多采用溫度較低的魯奇爐,具有投資少、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn),但其產(chǎn)生的大量焦油及其他有機(jī)物的處理難度大。另外,煤氣中CO2高達(dá)32%,生產(chǎn)過程CO2排放量大,會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不利影響。煤制氣工藝還有完善空間,生產(chǎn)鏈的國(guó)產(chǎn)化、多樣化,將天然氣受到國(guó)際形勢(shì)的影響降到最低,讓國(guó)家能源安全更有保障。1.6煤制芳烴:產(chǎn)業(yè)化初期芳烴是指分子中含有苯環(huán)的化合物,例如苯、甲苯、對(duì)二甲苯(PX)。我國(guó)PX主要來源于煉油重整裝置和石化企業(yè)石腦油裂解分離裝置。2021年我國(guó)PX產(chǎn)能為2908萬(wàn)噸/年,表觀消費(fèi)量為3497萬(wàn)噸,進(jìn)口依存度為39%。為滿足芳烴市場(chǎng)日益增長(zhǎng)的消費(fèi)需求、擴(kuò)大芳烴生產(chǎn)規(guī)模,一方面石油石化企業(yè)新建項(xiàng)目紛紛增加芳烴裝置,另一方面煤化工企業(yè)加快發(fā)展煤制芳烴,目前煤制芳烴已成為我國(guó)現(xiàn)代煤化工發(fā)展中的一個(gè)新興重要領(lǐng)域。目前煤制芳烴仍處于產(chǎn)業(yè)化初期。煤制芳烴技術(shù)路線包含煤制甲醇、甲醇芳構(gòu)化和芳烴分離轉(zhuǎn)化。目前,我國(guó)已工業(yè)化應(yīng)用的煤制芳烴技術(shù)主要為中國(guó)科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所開發(fā)的固定床甲醇制芳烴技術(shù)(MTA)和清華大學(xué)開發(fā)的循環(huán)流化床甲醇制芳烴技術(shù)(FMTA)。苯與甲醇烷基化生產(chǎn)芳烴技術(shù)已完成工業(yè)試驗(yàn),將逐步在市場(chǎng)上推廣應(yīng)用。煤制芳烴的經(jīng)濟(jì)性依賴于高油價(jià)。強(qiáng)化煤制芳烴技術(shù)攻關(guān)、降低生產(chǎn)成本優(yōu)勢(shì)為企業(yè)關(guān)鍵,其中包括:加大甲醇芳構(gòu)化,甲苯擇形歧化、苯甲醇烷基化高效催化劑開發(fā),通過催化劑性能的改進(jìn)提高PX目的產(chǎn)品收率,實(shí)現(xiàn)從苯、甲醇、甲苯低價(jià)值原料向高附加值PX產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化;同時(shí),采用先進(jìn)的氣流床煤氣化工藝技術(shù)和先進(jìn)甲醇生產(chǎn)工藝,經(jīng)過對(duì)整個(gè)生產(chǎn)工藝過程能量利用的合理級(jí)配以及氫氣、干氣、焦炭等副產(chǎn)物的循環(huán)利用,進(jìn)一步提高生產(chǎn)工藝能量利用效率。第2章煤氣化工程行業(yè)驅(qū)動(dòng)力分析2.1關(guān)鍵成功因素成本優(yōu)勢(shì)為煤化工企業(yè)關(guān)鍵。先進(jìn)的煤氣化技術(shù)、工程化能力、一頭多線靈活生產(chǎn)、一體化等都會(huì)帶來較強(qiáng)的成本優(yōu)勢(shì),華魯恒升煤氣化平臺(tái)優(yōu)勢(shì)明顯。煤化工同種產(chǎn)品差異性較小,行業(yè)內(nèi)不同公司的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力主要體現(xiàn)在規(guī)模與成本兩個(gè)方面。從規(guī)模來看,行業(yè)龍頭大多沿著持續(xù)性的資本投入路線發(fā)展,伴隨新項(xiàng)目的陸續(xù)放量,公司經(jīng)營(yíng)規(guī)模獲得提升??梢钥吹?,新項(xiàng)目的不斷落地,煤化工龍頭企業(yè)的營(yíng)業(yè)收入總體呈上升趨勢(shì),但是業(yè)績(jī)表現(xiàn)迥異,華魯恒升、寶豐能源卓然而立。2.2產(chǎn)業(yè)驅(qū)動(dòng)力煤化工產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)性與國(guó)際油價(jià)行情相關(guān),煤化工企業(yè)在高油價(jià)下更具備優(yōu)勢(shì)。終端產(chǎn)品定價(jià)受油價(jià)影響較大,09-14年,油價(jià)高位運(yùn)行,煤價(jià)相對(duì)低位,煤化工企業(yè)取得不錯(cuò)的收入盈利,油價(jià)急劇的下跌,對(duì)煤化工企業(yè)傷害較大;21年以來,煤炭經(jīng)歷兩輪景氣,從總量缺口邏輯轉(zhuǎn)變?yōu)楹M庖约胺请娊Y(jié)構(gòu)性緊缺邏輯,又在后續(xù)海外煤價(jià)下跌過程中轉(zhuǎn)為國(guó)內(nèi)結(jié)構(gòu)性緊張邏輯,而油價(jià)在突破百元美元大關(guān)后出現(xiàn)回落,煤化工企業(yè)目前優(yōu)勢(shì)并不顯著。未來若煤價(jià)出現(xiàn)周期性下跌,煤化工企業(yè)受益明顯。圖表:煤化工龍頭歸屬凈利潤(rùn)(億元)第3章煤化工行業(yè)存在的問題與對(duì)策3.1我國(guó)現(xiàn)代煤化工技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀近年來,我國(guó)油氣對(duì)外依存度持續(xù)攀升,2021年,我國(guó)石油對(duì)外依存度高達(dá)72%,天然氣對(duì)外依存度達(dá)44%[2]。以烯烴、乙二醇、對(duì)二甲苯為主的大宗化工產(chǎn)品消費(fèi)量超過1.4億t,自給率僅約50%,能源安全形勢(shì)嚴(yán)峻。經(jīng)過近20年的努力,我國(guó)現(xiàn)代煤化工技術(shù)和產(chǎn)業(yè)規(guī)模總體處于國(guó)際領(lǐng)先地位[3-4],以國(guó)家能源集團(tuán)、中國(guó)石化集團(tuán)、中煤能源集團(tuán)、陜煤化集團(tuán)等大型國(guó)有骨干企業(yè)作為重大項(xiàng)目研發(fā)和示范實(shí)施主體,與中科院大連化物所、中科院山西煤化所、煤炭科學(xué)研究總院、清華大學(xué)、天津大學(xué)、北京低碳清潔能源研究院等科研單位開展聯(lián)合攻關(guān),開發(fā)了一系列具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的原創(chuàng)性技術(shù),建成一批重大示范工程,成功搭建了從煤炭資源向油氣和化工品轉(zhuǎn)化的橋梁。先后掌握了百萬(wàn)噸級(jí)煤直接液化、60萬(wàn)噸級(jí)煤制烯烴、400萬(wàn)噸級(jí)煤間接液化、千萬(wàn)噸級(jí)煤炭分質(zhì)利用、40萬(wàn)噸級(jí)煤制乙二醇、10萬(wàn)噸級(jí)煤化工CO2捕集與封存等系列技術(shù),奠定了我國(guó)在全球煤化工產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)先地位,為發(fā)揮我國(guó)煤炭資源優(yōu)勢(shì)、降低油氣對(duì)外依存度、拓展石油化工原料來源、保障國(guó)家能源安全開辟了新途徑,成為煤炭清潔高效利用的重要技術(shù)路徑。我國(guó)現(xiàn)代煤化工技術(shù)不斷創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)不斷壯大發(fā)展,被國(guó)際能源化工業(yè)認(rèn)為是與美國(guó)頁(yè)巖氣化工并列的影響國(guó)際能源化工格局的大事件。1產(chǎn)業(yè)規(guī)模全球最大截至“十三五”末,我國(guó)煤制油產(chǎn)能達(dá)到906萬(wàn)t/a,煤制天然氣產(chǎn)能達(dá)到51.05億m3/a,煤(甲醇)制烯烴產(chǎn)能達(dá)到1672萬(wàn)t/a,煤(合成氣)制乙二醇產(chǎn)能達(dá)到597萬(wàn)t/a。其中,煤(甲醇)路線制乙烯產(chǎn)能占全國(guó)乙烯總產(chǎn)能的20.1%,煤(甲醇)路線制丙烯產(chǎn)能占全國(guó)丙烯總產(chǎn)能的21.5%,煤(合成氣)路線制乙二醇產(chǎn)能占全國(guó)乙二醇總產(chǎn)能的38.1%[5]。2020年,煤制油、氣,煤制烯烴、乙二醇等四大類主產(chǎn)品總產(chǎn)量約2647萬(wàn)t,年轉(zhuǎn)化煤炭約9380萬(wàn)t標(biāo)煤。同時(shí),現(xiàn)代煤化工還可以生產(chǎn)石油化工無法生產(chǎn)的油品和化工產(chǎn)品[6-7](如:特種燃料、長(zhǎng)碳鏈α-烯烴、高檔潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油、萘、蒽、菲、高端碳素材料等)。2技術(shù)水平國(guó)際領(lǐng)先經(jīng)過近20年技術(shù)攻關(guān),我國(guó)現(xiàn)已形成較為完備的現(xiàn)代煤化工工程技術(shù)體系,總體處于國(guó)際領(lǐng)先或先進(jìn)水平。其中,煤直接液化、粉煤中低溫?zé)峤饧敖褂洼p質(zhì)化技術(shù)屬國(guó)際首創(chuàng),煤制烯烴、煤制芳烴、低溫費(fèi)托合成、煤制乙二醇、煤油共煉技術(shù)處于國(guó)際領(lǐng)先水平,大型煤氣化、高溫費(fèi)托合成技術(shù)處于國(guó)際先進(jìn)水平,煤化工制氫產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)雄厚[5]?!笆濉币詠恚F(xiàn)代煤化工領(lǐng)域獲國(guó)家技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)1項(xiàng),國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)3項(xiàng)。3運(yùn)行水平不斷提高以國(guó)家能源集團(tuán)鄂爾多斯百萬(wàn)噸級(jí)煤直接液化、包頭60萬(wàn)噸級(jí)煤制烯烴和寧夏煤業(yè)400萬(wàn)噸級(jí)煤間接液化項(xiàng)目為代表的一系列重大示范工程均實(shí)現(xiàn)了安全、穩(wěn)定、清潔、長(zhǎng)周期運(yùn)行,能效持續(xù)提升,物耗、能耗、水耗和“三廢”排放量不斷降低。“十三五”期間建成的現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目執(zhí)行了最嚴(yán)格的大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn),部分項(xiàng)目率先實(shí)現(xiàn)了常規(guī)污染物的超低排放,西部地區(qū)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)污水“近零排放”,廢渣綜合利用率逐步提高。4帶動(dòng)作用顯著增強(qiáng)現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶動(dòng)了我國(guó)化工裝備向大型化、高端化發(fā)展,突破了2000~4000t/d大型氣化爐、10萬(wàn)Nm3/h空分成套設(shè)備、大直徑高溫高壓臨氫反應(yīng)器等關(guān)鍵核心裝備制造,研發(fā)了一系列特種流程泵、特種閥及特種管材和鋼板。以國(guó)家能源集團(tuán)鄂爾多斯百萬(wàn)噸級(jí)煤直接液化示范項(xiàng)目為例,裝備國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到99%。現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目投資大、附加值高、利稅水平高,有力推進(jìn)了區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展,為解決當(dāng)?shù)鼐蜆I(yè)、調(diào)整當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)揮了積極作用,成為推動(dòng)西部大開發(fā)戰(zhàn)略、促進(jìn)西部煤炭資源型地區(qū)轉(zhuǎn)型升級(jí)發(fā)展的重要抓手。3.2現(xiàn)代煤化工發(fā)展面臨的主要問題及其挑戰(zhàn)盡管我國(guó)現(xiàn)代煤化工發(fā)展取得了巨大成就,但與石油化工相比,煤化工還不具備規(guī)模化、基地化優(yōu)勢(shì);產(chǎn)業(yè)鏈較短,產(chǎn)品附加值不高,同質(zhì)化現(xiàn)象比較明顯;能源轉(zhuǎn)化效率和運(yùn)行穩(wěn)定性還有待提升;固碳、減碳工作亟待加強(qiáng)。特別是在能耗“雙控”和“雙碳”目標(biāo)下,國(guó)家層面對(duì)“十四五”期間現(xiàn)代煤化工的頂層設(shè)計(jì)和規(guī)劃還不清晰。(一)現(xiàn)代煤化工被視為高耗能產(chǎn)業(yè),缺乏扶持政策在能耗“雙控”政策下,部分地方政府要求新建項(xiàng)目能耗強(qiáng)度低于區(qū)域平均水平,“一刀切”地將現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目作為“兩高”項(xiàng)目限制發(fā)展。由于能耗指標(biāo)緊張,不少已建成投產(chǎn)的項(xiàng)目難以正常運(yùn)行,已核準(zhǔn)開工的項(xiàng)目無法正常建設(shè)。新規(guī)劃項(xiàng)目通過采用先進(jìn)技術(shù)、延伸產(chǎn)業(yè)鏈可以顯著降低能耗強(qiáng)度,但是由于能耗總量受控,在立項(xiàng)審批過程中面臨較多困難。另外,原料用能統(tǒng)計(jì)方法尚未發(fā)布實(shí)施細(xì)則,地方政府在統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目能耗時(shí)仍未剔除煤化工的原料用能,造成現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目高能耗的表象。現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展為我國(guó)能源安全提供了重要支撐,但由于尚不具備規(guī)?;⒁惑w化優(yōu)勢(shì),存在抵抗市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)能力不足的問題。例如,煤制油項(xiàng)目普遍受高額的成品油消費(fèi)稅制約,煤制氣項(xiàng)目受制于定價(jià)機(jī)制、管網(wǎng)輸送等因素,經(jīng)濟(jì)效益較差,部分企業(yè)生存壓力較大,亟需國(guó)家出臺(tái)相關(guān)政策予以支持。另外,現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目屬于資本密集型產(chǎn)業(yè),但由于被視為高耗能產(chǎn)業(yè),與新能源等領(lǐng)域相比,目前對(duì)該領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)金融支持力度明顯不足。(二)國(guó)家層面頂層設(shè)計(jì)和規(guī)劃亟待進(jìn)一步明晰國(guó)家“十四五”規(guī)劃綱要提出“穩(wěn)妥推進(jìn)內(nèi)蒙古鄂爾多斯、陜西榆林、山西晉北、新疆準(zhǔn)東、新疆哈密等煤制油氣戰(zhàn)略基地建設(shè),建立產(chǎn)能和技術(shù)儲(chǔ)備”。國(guó)務(wù)院《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》中指出“嚴(yán)格項(xiàng)目準(zhǔn)入,合理安排建設(shè)時(shí)序,嚴(yán)控新增煉油和傳統(tǒng)煤化工生產(chǎn)能力,穩(wěn)妥有序發(fā)展現(xiàn)代煤化工?!眹?guó)家發(fā)展改革委等部門聯(lián)合發(fā)布的《煤炭清潔高效利用重點(diǎn)領(lǐng)域標(biāo)桿水平和基準(zhǔn)水平(2022年版)》對(duì)煤制甲醇、煤制烯烴和煤制乙二醇領(lǐng)域的項(xiàng)目能耗、排放水平提出標(biāo)桿和基準(zhǔn)水平要求。但截至目前,對(duì)現(xiàn)代煤化工發(fā)展僅有上述宏觀層面意見,沒有出臺(tái)具體的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃和重點(diǎn)項(xiàng)目布局方案,對(duì)“十四五”期間的總體發(fā)展規(guī)模、優(yōu)先鼓勵(lì)發(fā)展的技術(shù)路線和全面系統(tǒng)的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)及其準(zhǔn)入門檻等尚未有明確的指導(dǎo)意見。在能耗“雙控”和“雙碳”目標(biāo)下,如何在“十四五”布局好一批高質(zhì)量的現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目,亟待國(guó)家層面盡快出臺(tái)專項(xiàng)規(guī)劃。(三)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和能源轉(zhuǎn)化效率有待優(yōu)化目前,我國(guó)現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)鏈較短,下游精細(xì)化、差異化、專用化的產(chǎn)品開發(fā)推進(jìn)緩慢,煤炭獨(dú)特的有機(jī)大分子優(yōu)勢(shì)未能充分發(fā)揮,產(chǎn)品主要以汽柴油、通用牌號(hào)聚烯烴和乙二醇等大宗初級(jí)產(chǎn)品為主,結(jié)構(gòu)較為單一,造成同質(zhì)化產(chǎn)品供應(yīng)激增,加劇了同業(yè)競(jìng)爭(zhēng)。而且,我國(guó)已建成的現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目布局分散,缺少基地化、規(guī)模化布局的統(tǒng)籌規(guī)劃,未能在油化聯(lián)產(chǎn)方面形成有效協(xié)同?,F(xiàn)代煤化工項(xiàng)目的能源轉(zhuǎn)化效率也還有進(jìn)一步提高的空間。據(jù)測(cè)算,煤直接液化、煤間接液化、煤制烯烴和煤制乙二醇,噸產(chǎn)品綜合能耗分別約為1.7、2.0、2.7、第3章t標(biāo)煤,噸產(chǎn)品CO2排放量分別約為5.8、6.5、11.1和5.6t[8],見表1。在能耗“雙控”和“雙碳”目標(biāo)下,現(xiàn)代煤化工還需進(jìn)一步提升轉(zhuǎn)化效能。表1
現(xiàn)代煤化工噸產(chǎn)品綜合能耗和碳排放情況3.3現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)發(fā)展路徑現(xiàn)代煤化工具有能源和化工雙重屬性,發(fā)展現(xiàn)代煤化工有利于統(tǒng)籌好安全和發(fā)展,既可保障國(guó)防“海陸空天”油品需求,又可以生產(chǎn)一系列化工品和新材料,對(duì)保障我國(guó)能源安全、推進(jìn)煤炭清潔高效利用具有重大戰(zhàn)略意義?!笆奈濉逼陂g,現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)應(yīng)圍繞習(xí)近平總書記提出的高端化、多元化、低碳化發(fā)展理念,加快產(chǎn)業(yè)鏈延伸和擴(kuò)展、加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)和技術(shù)融合,加大新能源、碳減排技術(shù)應(yīng)用,積極探索現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)發(fā)展的新路徑。(一)提升產(chǎn)品價(jià)值,實(shí)現(xiàn)高端化發(fā)展現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)要不斷提高煤炭綜合利用效能,充分發(fā)揮煤炭原料性能本質(zhì)特點(diǎn),找準(zhǔn)具有比較優(yōu)勢(shì)的技術(shù)路線和產(chǎn)品方案,避免針鋒相對(duì)地與石油化工比規(guī)模拼成本[9],應(yīng)該差異化發(fā)展石油化工難以生產(chǎn)或生產(chǎn)成本較高的特有產(chǎn)品,通過延鏈、補(bǔ)鏈和強(qiáng)鏈,提高產(chǎn)品附加值。立足煤直接液化油品“一大三高四低”的顯著特性[6-7],加強(qiáng)航空航天煤基高性能燃料、艦用柴油、特殊環(huán)境燃料、一體化通用燃料等特種油品的研發(fā),提高軍用油品供應(yīng)保障能力;以煤液化油渣瀝青和煤焦化瀝青等為原料,開發(fā)國(guó)防、航空航天用高模量碳纖維、超級(jí)電容器用活性炭、高性能儲(chǔ)能電池負(fù)極等高檔碳材料。煤間接液化應(yīng)重點(diǎn)開發(fā)α-烯烴、高品質(zhì)潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油、煤基高端蠟等高端產(chǎn)品。煤制烯烴應(yīng)積極開發(fā)差異化、高端化聚烯烴牌號(hào)化工品。煤制乙二醇在開發(fā)長(zhǎng)纖聚酯用、高檔聚酯用產(chǎn)品的同時(shí),要利用中間產(chǎn)品積極發(fā)展聚乙醇酸等生物可降解材料等。現(xiàn)代煤化工高端化發(fā)展路徑如圖1所示。圖1現(xiàn)代煤化工高端化發(fā)展路徑(二)突破行業(yè)壁壘,實(shí)現(xiàn)多元化發(fā)展在原料和工藝耦合多元化方面,深化現(xiàn)代煤化工與石油化工、天然氣化工、生物化工、氯堿化工、冶金建材等產(chǎn)業(yè)的耦合,取長(zhǎng)補(bǔ)短,提供能效物耗優(yōu)化解決方案。特別是加強(qiáng)現(xiàn)代煤化工和石油化工耦合生產(chǎn)烯烴和芳烴等化學(xué)品技術(shù)研發(fā)?,F(xiàn)代煤化工大多屬于低碳分子重構(gòu)的放熱過程,如甲醇制烯烴;而石油加工屬于大分子裂解的吸熱過程,如石腦油裂解制烯烴,兩者的耦合不僅可以大幅提高原子利用率以及能量效率,同時(shí)可彌補(bǔ)石油化工生產(chǎn)路線的結(jié)構(gòu)性缺陷[10];因此,可基于上述思路發(fā)展甲醇石腦油耦合聯(lián)產(chǎn)烯烴芳烴技術(shù)。在能源供給多元化方面,逐步提升可再生能源在煤化工用能中的占比,實(shí)現(xiàn)供能的耦合。在產(chǎn)品多元化方面,加快從生產(chǎn)單一的油品和聚烯烴產(chǎn)品向“油—化—新材料”的多元化產(chǎn)品體系轉(zhuǎn)變,推動(dòng)終端產(chǎn)品多元化?,F(xiàn)代煤化工多元化發(fā)展路徑如圖2所示。(三)加強(qiáng)技術(shù)融合,實(shí)現(xiàn)低碳化發(fā)展一方面,應(yīng)充分發(fā)揮煤化工在固碳、減碳方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì),生產(chǎn)高固碳能力的煤基碳素新材料和具有減碳優(yōu)勢(shì)的含氧化合物,實(shí)現(xiàn)源頭固碳。另一方面,應(yīng)加快煤化工與綠電、綠氫、綠氧、儲(chǔ)能、儲(chǔ)熱等新興技術(shù)的有機(jī)融合,替代部分原料煤和燃料煤的消耗,做到過程減碳。通過可再生能源發(fā)電及電解水制取綠氫,與現(xiàn)代煤化工生產(chǎn)過程深度耦合,利用綠氫來調(diào)節(jié)氫碳比,可取消水煤氣變換工段,減少CO2排放量和提高碳資源利用率。大規(guī)模采用綠電作為煤化工電力,研發(fā)應(yīng)用高效儲(chǔ)熱制蒸汽技術(shù),可替代部分燃料煤的使用。此外,應(yīng)充分利用現(xiàn)代煤化工CO2排放濃度高、集中度高、易于低成本捕集的特點(diǎn),大力發(fā)展CCS/CCUS技術(shù),在碳中和階段主動(dòng)減碳。同時(shí),應(yīng)積極應(yīng)用推廣煤化工節(jié)能環(huán)保技術(shù),重點(diǎn)推廣超大型廢鍋氣化爐技術(shù)、低位熱能利用技術(shù)、高效精餾技術(shù)等節(jié)能節(jié)水新技術(shù)?,F(xiàn)代煤化工低碳化發(fā)展路徑如圖3所示。圖2現(xiàn)代煤化工多元化發(fā)展路徑圖3現(xiàn)代煤化工低碳化發(fā)展路徑3.4對(duì)策建議(一)進(jìn)一步明晰現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向和重點(diǎn)項(xiàng)目布局規(guī)劃建議國(guó)家層面盡快出臺(tái)現(xiàn)代煤化工“十四五”專項(xiàng)發(fā)展規(guī)劃和重點(diǎn)項(xiàng)目布局方案,對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展總體規(guī)模、優(yōu)先發(fā)展路線提出指導(dǎo)性意見,對(duì)標(biāo)“雙碳”目標(biāo)合理設(shè)置項(xiàng)目能耗強(qiáng)度、碳排放強(qiáng)度等關(guān)鍵指標(biāo)的準(zhǔn)入門檻,明確煤制油氣作為國(guó)家能源安全戰(zhàn)略儲(chǔ)備的定位,考慮合理調(diào)整煤直接液化和煤間接液化之間失衡的產(chǎn)能比例,將煤基特種燃料列入國(guó)家石油收儲(chǔ)目錄,將煤基特種燃料、煤基生物可降解材料、煤基高端碳素材料等高端煤化工產(chǎn)品列入戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中的新能源、新材料產(chǎn)業(yè)進(jìn)行部署,由原來的視為傳統(tǒng)“兩高”項(xiàng)目限制發(fā)展,調(diào)整為國(guó)家重點(diǎn)扶持的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),從而獲得政策支持有序高質(zhì)量發(fā)展。(二)多措并舉支持現(xiàn)代煤化工走節(jié)能減碳發(fā)展道路產(chǎn)業(yè)政策方面,建議出臺(tái)原料用能不計(jì)入能耗考核的實(shí)施細(xì)則,規(guī)范能耗統(tǒng)計(jì)計(jì)算方法,對(duì)國(guó)家重大項(xiàng)目實(shí)行能耗統(tǒng)籌或單列。鼓勵(lì)實(shí)施開展煤炭、煤化工、新能源一體化、園區(qū)化、規(guī)?;l(fā)展的綜合能源項(xiàng)目,應(yīng)優(yōu)先配置煤炭和新能源資源,鼓勵(lì)新能源就地消納,加強(qiáng)電網(wǎng)側(cè)支撐能力,提升項(xiàng)目抗風(fēng)險(xiǎn)能力。對(duì)于納入國(guó)家煤炭清潔高效利用的科技攻關(guān)項(xiàng)目、突出煤炭資源特點(diǎn)和科技創(chuàng)新示范的項(xiàng)目、具有技術(shù)資金資源優(yōu)勢(shì)的國(guó)有大型企業(yè)項(xiàng)目,應(yīng)優(yōu)先核準(zhǔn)并納入產(chǎn)業(yè)規(guī)劃布局,積極升級(jí)示范。財(cái)稅政策方面,建議加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)的金融支持力度,對(duì)煤基特種燃料、煤基生物可降解材料等高端綠色低碳項(xiàng)目給予定向的專項(xiàng)低息貸款支持。建議改革優(yōu)化煤制油稅制,實(shí)行彈性稅制,當(dāng)國(guó)際油價(jià)降至60美元/桶以下時(shí)不再征收消費(fèi)稅,當(dāng)油價(jià)較高時(shí)采用階梯式標(biāo)準(zhǔn)征收消費(fèi)稅,以便支撐煤制油氣項(xiàng)目作為國(guó)家能源戰(zhàn)略儲(chǔ)備可持續(xù)發(fā)展。(三)加強(qiáng)原創(chuàng)性、引領(lǐng)性科技攻關(guān)建議加強(qiáng)重大科技項(xiàng)目布局,在國(guó)家層面布局和實(shí)施煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化科技攻關(guān),重點(diǎn)研發(fā)煤基特種燃料、煤基生物可降解材料和高端碳素材料、近零碳排放煤化工工藝、低成本CO2捕集技術(shù)、CO2驅(qū)油和綜合利用技術(shù)、CO2地質(zhì)封存等技術(shù),加快突破一批關(guān)鍵核心技術(shù),支撐煤化工產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。另外,建議加強(qiáng)煤化工領(lǐng)域國(guó)家級(jí)研發(fā)平臺(tái)建設(shè),鼓勵(lì)相關(guān)行業(yè)龍頭企業(yè)加大研發(fā)投入,整合全國(guó)優(yōu)勢(shì)研發(fā)力量以實(shí)現(xiàn)“產(chǎn)學(xué)研”深度融合,共同打造現(xiàn)代煤化工國(guó)家戰(zhàn)略研發(fā)力量。第4章現(xiàn)代煤化工創(chuàng)新發(fā)展建議4.1現(xiàn)代煤化工創(chuàng)新發(fā)展的進(jìn)步與挑戰(zhàn)現(xiàn)代煤化工上世紀(jì)二十年代由德國(guó)化學(xué)家費(fèi)歇爾(Fischer)和托普施(Tropsch)試驗(yàn)成功(簡(jiǎn)稱費(fèi)托合成),首先在德國(guó)開始了工業(yè)化。二戰(zhàn)前夕德國(guó)建成9個(gè)費(fèi)托合成油品的工廠,產(chǎn)能約70萬(wàn)噸/年,二戰(zhàn)期間為德國(guó)提供了大量的發(fā)動(dòng)機(jī)燃料。但二戰(zhàn)結(jié)束以后,隨著石油的大規(guī)模開采和石油化工的快速發(fā)展,德國(guó)不再發(fā)展煤化工,與其他發(fā)達(dá)國(guó)家同步轉(zhuǎn)型為石油化工為主的現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)。把費(fèi)托合成大規(guī)模工業(yè)化,并發(fā)展成為經(jīng)濟(jì)重要支柱的是南非。因?yàn)樯鲜兰o(jì)南非的種族隔離政策,國(guó)際社會(huì)對(duì)它實(shí)行經(jīng)濟(jì)制裁,而南非國(guó)內(nèi)既沒有石油、又沒有天然氣。國(guó)際社會(huì)的經(jīng)濟(jì)制裁和禁運(yùn),南非不可能通過進(jìn)口獲得石油和天然氣,可是經(jīng)濟(jì)要發(fā)展、汽車要開動(dòng),南非就只能依靠國(guó)內(nèi)豐富的煤炭資源,這樣南非的薩索爾誕生了。薩索爾就是通過費(fèi)托合成來生產(chǎn)汽車所需的汽油和柴油,同時(shí)副產(chǎn)各種有機(jī)化學(xué)品。2004年初我?guī)ш?duì)訪問南非薩索爾時(shí)了解到,他們煤制油的同時(shí)可以獲得110多種醇醛酸等有機(jī)化學(xué)品。同時(shí)他們也談到,自上世紀(jì)九十年代當(dāng)時(shí)的德克勒克總統(tǒng)廢除種族隔離政策、國(guó)際社會(huì)解除對(duì)南非的經(jīng)濟(jì)制裁以后,他們更加重視天然氣化工和石油化工的發(fā)展,煤化工的發(fā)展重點(diǎn)轉(zhuǎn)向高端和特種化學(xué)品為主,而煤制油的規(guī)模不再大規(guī)模擴(kuò)大。當(dāng)今世界現(xiàn)代煤化工大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的國(guó)家只有南非和中國(guó),南非主要是上世紀(jì)的歷史原因形成的,而中國(guó)主要是“多煤缺油少氣”的資源稟賦造成的。中國(guó)現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)經(jīng)過創(chuàng)新與發(fā)展,尤其是近20年來我國(guó)原油和天然氣對(duì)外依存度持續(xù)攀升,“十三五”期間國(guó)家從能源安全戰(zhàn)略出發(fā),立足國(guó)情開展了現(xiàn)代煤化工的產(chǎn)業(yè)化示范,在西北煤炭資源豐富的地區(qū)布局了“四大現(xiàn)代煤化工示范基地”,重點(diǎn)開展了煤制油、煤制氣、煤制烯烴和煤制乙二醇四大產(chǎn)品系列的產(chǎn)業(yè)化升級(jí)示范。“十三五”后期又創(chuàng)新發(fā)展了煤制芳烴、煤制乙醇、煤制可降解材料等工業(yè)化試驗(yàn)。中國(guó)今天的現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)整體技術(shù)水平屬世界先進(jìn)水平,并成為世界觸目和全球化工同行高度關(guān)注的一個(gè)領(lǐng)域。每次與發(fā)達(dá)國(guó)家的行業(yè)組織或跨國(guó)公司交流,他們一定會(huì)專門詢問現(xiàn)代煤化工的發(fā)展情況和最新進(jìn)展,尤其是日本化工協(xié)會(huì)和日本化工公司。中國(guó)現(xiàn)代煤化工的發(fā)展有成就、有進(jìn)步,也還面臨著一些挑戰(zhàn):(一)成就和進(jìn)步主要體現(xiàn)在創(chuàng)新方面一是煤化工的氣化技術(shù)和氣化爐。過去一談到煤氣化技術(shù),知名度高的有:德士古水煤漿氣化和德士古爐、殼牌粉煤氣化和殼牌爐、魯奇固定床氣化和魯奇爐,今天再談到煤氣化技術(shù)知名度最高的恐怕是:多噴嘴對(duì)置氣化爐、航天爐、晉華爐、神寧爐等自主技術(shù)和國(guó)產(chǎn)化爐,而且規(guī)模已經(jīng)形成了日處理煤量2000噸、3000噸和目前最大的4000噸系列爐型,完全自主設(shè)計(jì)、自主制備。二是煤制化學(xué)品的技術(shù)。煤制油我們已實(shí)現(xiàn)100萬(wàn)噸/年直接法和400萬(wàn)噸/年間接法的連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn),并掌握了100萬(wàn)噸/年級(jí)高溫流化床費(fèi)托合成技術(shù),不僅獲得了清潔的汽油、柴油,而且還試制成功高密度航空煤油、軍用柴油、火箭煤油等特種合成油品。煤制烯烴方面,烯烴選擇率達(dá)到83%以上,尤其是大連化物所的第三代甲醇制烯烴技術(shù)已開發(fā)成功,其甲醇轉(zhuǎn)化率、乙烯丙烯選擇性、甲醇單耗水平都大幅提升,合成氣直接制低碳烯烴的新型催化劑及漿態(tài)床等新技術(shù)都取得了新的突破。煤制乙二醇的工業(yè)化產(chǎn)能已占到乙二醇總產(chǎn)能的43%左右。其它還有低階煤分質(zhì)利用技術(shù)、煤油氣共煉技術(shù)等都取得了成熟的工業(yè)化成果。三是工程化和產(chǎn)業(yè)化水平先進(jìn)。煤制油、煤制氣、煤制烯烴、煤制乙二醇“四大現(xiàn)代煤化工”系列產(chǎn)品,通過產(chǎn)業(yè)化升級(jí)示范,我們已掌握關(guān)鍵核心技術(shù)、催化劑、工程化設(shè)計(jì)、核心設(shè)備制造以及智能化控制系統(tǒng)等全產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵,工程化和產(chǎn)業(yè)化技術(shù)水平國(guó)際領(lǐng)先。(二)現(xiàn)代煤化工的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化還存在一些制約和挑戰(zhàn)瓶頸制約最明顯的是水耗和水資源的制約、高鹽廢水和大量廢渣的制約,這些大家談得很多今天不再重復(fù)。今天重點(diǎn)談?wù)勛顕?yán)峻的挑戰(zhàn):“碳達(dá)峰碳中和”戰(zhàn)略的實(shí)施和新要求,以煤為原料生產(chǎn)化學(xué)品碳排放量高于以天然氣或石油為原料。據(jù)測(cè)算,現(xiàn)代煤化工幾個(gè)代表性產(chǎn)品的二氧化碳排放量如下:直接法煤制油的二氧化碳排放量是5.8噸/噸、間接法煤制油是6.5噸/噸、煤制烯烴是11.1噸/噸、煤制乙二醇是5.6噸/噸。國(guó)家發(fā)改委等部委印發(fā)的高耗能行業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域能效標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)煤制甲醇、煤制烯烴、煤制乙二醇的能效標(biāo)桿水平和基準(zhǔn)水平都提出了明確的要求。在節(jié)能降碳改造升級(jí)實(shí)施指南中,把《現(xiàn)代煤化工行業(yè)節(jié)能降碳改造升級(jí)實(shí)施指南》列為一個(gè)重要的附件之一。按照中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議提出“新增可再生能源和原料用能不納入能源消費(fèi)總量考核,創(chuàng)造條件盡快實(shí)現(xiàn)能耗雙控向碳排放總量和強(qiáng)度雙控轉(zhuǎn)變”的最新精神和要求,就過去把原料煤和燃料煤籠統(tǒng)計(jì)入能耗總量的不科學(xué)的考核方法來說,新的考核辦法“原料用能不納入能耗總量控制”更科學(xué)、更精準(zhǔn),也為煤化工發(fā)展在能耗控制方面科學(xué)地騰出了新的發(fā)展空間。但是,就碳排放來講:由能耗“雙控”向碳排放總量和強(qiáng)度“雙控”轉(zhuǎn)變,使得煤化工在貫徹“雙碳”戰(zhàn)略和實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)面臨的挑戰(zhàn)將更加嚴(yán)峻一些。4.2現(xiàn)代煤化工創(chuàng)新發(fā)展的思考2021年9月,習(xí)近平總書記在國(guó)家能源集團(tuán)榆林化工有限公司考察時(shí)強(qiáng)調(diào),煤化工產(chǎn)業(yè)潛力巨大、大有前途,要提高煤炭作為化工原料的綜合利用效能,促進(jìn)煤化工產(chǎn)業(yè)高端化、多元化、低碳化發(fā)展,把加強(qiáng)科技創(chuàng)新作為最緊迫任務(wù),加快關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)??倳浀闹匾甘緸槊夯さ奈磥戆l(fā)展指明了方向:關(guān)鍵就是創(chuàng)新,加強(qiáng)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān),加大新產(chǎn)品開發(fā)力度,推動(dòng)煤炭清潔高效利用,把煤與化的協(xié)同、一體化、基地化發(fā)展擺在更突出的位置,把煤化工產(chǎn)業(yè)綠色低碳發(fā)展擺在更加突出的位置。(一)創(chuàng)新是現(xiàn)代煤化工未來發(fā)展最關(guān)鍵的要素《現(xiàn)代煤化工“十四五”發(fā)展指南》把“堅(jiān)持創(chuàng)新引領(lǐng),促進(jìn)高端發(fā)展”確立為重要原則。我們首先要認(rèn)真總結(jié)“十三五”現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)升級(jí)示范的經(jīng)驗(yàn)和發(fā)現(xiàn)的問題,對(duì)照《現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展布局方案》確定的任務(wù)和目標(biāo),每一個(gè)產(chǎn)業(yè)化升級(jí)示范的項(xiàng)目、每一套示范裝置,都要認(rèn)真梳理、認(rèn)真總結(jié)其技術(shù)水平、物耗能耗、廢棄物排放與治理等是否達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)?好于預(yù)期好在哪里?差距主要體現(xiàn)在哪里?關(guān)鍵是下一步創(chuàng)新提升重點(diǎn)又在哪里?國(guó)務(wù)院布局的“四大現(xiàn)代煤化工示范基地”,也要對(duì)照總結(jié)《布局方案》中國(guó)家對(duì)每一個(gè)示范基地的要求和基地自己的“十三五”規(guī)劃目標(biāo)是否實(shí)現(xiàn)?規(guī)劃布局是否需要調(diào)整?下一步產(chǎn)業(yè)鏈如何進(jìn)一步延鏈補(bǔ)鏈和強(qiáng)鏈?在此基礎(chǔ)上,我們要加大創(chuàng)新力度、強(qiáng)化協(xié)同創(chuàng)新,重點(diǎn)圍繞制約現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重大共性技術(shù)、關(guān)鍵核心技術(shù)和關(guān)鍵核心設(shè)備組織聯(lián)合技術(shù)攻關(guān),主要聚焦在大型先進(jìn)煤氣化技術(shù)和氣化爐的開發(fā),高端煤制化學(xué)品、特種油品的研發(fā),大型化核心反應(yīng)器及其關(guān)鍵儀表、泵閥的技術(shù)攻關(guān)。不僅要實(shí)現(xiàn)高端聚烯烴的差異化、產(chǎn)業(yè)化,而且要掌握單臺(tái)日處理煤5000噸超大型水煤漿氣化爐、180萬(wàn)噸/年甲醇合成反應(yīng)器、100萬(wàn)噸/年甲醇制烯烴反應(yīng)器、80萬(wàn)噸/年費(fèi)托合成反應(yīng)器等核心設(shè)備的大型化。在組織單項(xiàng)技術(shù)、關(guān)鍵設(shè)備技術(shù)攻關(guān)的同時(shí),還要重視技術(shù)與設(shè)備的工程化,對(duì)重點(diǎn)企業(yè)和重點(diǎn)項(xiàng)目要從氣化、凈化、合成、提純、聚合等全流程的梳理和總結(jié),看看哪些技術(shù)、設(shè)備已經(jīng)自強(qiáng)自立?哪些技術(shù)、核心設(shè)備、催化劑、工藝包還不能自主?還需要依賴引進(jìn)?甚至存在“卡脖子”的問題。這都是需要我們通過創(chuàng)新來解決。還要重視前瞻性新技術(shù)的創(chuàng)新。如合成氣一步法制烯烴、芳烴,合成氣一步法制低碳醇醚、高碳醇,煤直接提取醫(yī)藥中間體和精細(xì)化學(xué)品等已取得實(shí)驗(yàn)室階段性成果的工程化開發(fā)。2019年3月,我?guī)ш?duì)到美國(guó)參加世界石化大會(huì),在會(huì)議舉辦地圣安東尼奧訪問了美國(guó)西南研究院。交流中獲悉該院正在接受企業(yè)委托開展多項(xiàng)顛覆性技術(shù)的研發(fā),如煤炭經(jīng)循環(huán)流化床反應(yīng)器直接制化學(xué)品、碳?xì)浠衔锝?jīng)薄膜反應(yīng)器制得聚合物,以及二氧化碳與煤炭反應(yīng)制一氧化碳、二氧化碳合成燃料、天然氣制油示范工程等。(二)節(jié)能降碳是現(xiàn)代煤化工目前最重要的任務(wù)自中國(guó)對(duì)國(guó)際社會(huì)承諾“力爭(zhēng)2030年前碳達(dá)峰,努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”戰(zhàn)略目標(biāo)以后,各地、各行各業(yè)都在按照《中共中央國(guó)務(wù)院關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見》和國(guó)務(wù)院《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》的要求,認(rèn)真研究碳達(dá)峰碳中和工作的路線圖與時(shí)間表,節(jié)能降碳是做好碳達(dá)峰碳中和工作的首選。實(shí)踐證明“節(jié)能是第一能源,降耗是第一資源”。我國(guó)單位GDP和工業(yè)產(chǎn)值碳排放的強(qiáng)度是世界平均水平的1.5倍、是OECD國(guó)家的2-3倍,節(jié)能降碳的潛力和空間是現(xiàn)實(shí)存在的。煤化工的原料是煤炭,以煤炭為原料合成油品或制取化學(xué)品的過程中,碳排放量遠(yuǎn)高于天然氣和石油為原料。以合成氨和甲醇為例,以煤為原料噸氨二氧化碳排放是4.5噸、噸甲醇二氧化碳排放是2.9噸,而以天然氣為原料噸氨二氧化碳排放是3.0噸、噸甲醇二氧化碳排放是1.1噸,合成氨多排50%、甲醇多排1.6倍。可見煤化工在貫徹“雙碳”戰(zhàn)略的過程中面臨的壓力和挑戰(zhàn)更嚴(yán)峻一些,節(jié)能降碳就顯得尤為重要。國(guó)家發(fā)改委去年底印發(fā)的《高耗能行業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域能效標(biāo)桿水平和基準(zhǔn)水平(2021年版)》,對(duì)以褐煤、煙煤、無煙煤不同煤種為原料制甲醇和煤制烯烴、煤制乙二醇的能效標(biāo)桿水平和基準(zhǔn)水平,都做出了明確的規(guī)定:以褐煤為原料的煤制甲醇能效標(biāo)桿水平是1550kg標(biāo)煤/噸、基準(zhǔn)水平是2000kg標(biāo)煤/噸,以煙煤為原料的煤制甲醇能效標(biāo)桿水平是1400kg標(biāo)煤/噸、基準(zhǔn)水平是1800kg標(biāo)煤/噸,以無煙煤為原料的煤制甲醇能效標(biāo)桿水平是1250kg標(biāo)煤/噸、基準(zhǔn)水平是1600kg標(biāo)煤/噸;煤制烯烴(MTO路線)能效標(biāo)桿水平是2800kg標(biāo)煤/噸、基準(zhǔn)水平是3300kg標(biāo)煤/噸,煤制乙二醇能效標(biāo)桿水平是1000kg標(biāo)煤/噸、基準(zhǔn)水平是1350kg標(biāo)煤/噸。2022年初印發(fā)的《高耗能行業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域節(jié)能降碳改造升級(jí)實(shí)施指南(2022年版)》,附件4是“現(xiàn)代煤化工行業(yè)節(jié)能降碳改造升級(jí)實(shí)施指南”,把“加強(qiáng)前沿技術(shù)開發(fā)應(yīng)用,培育標(biāo)桿示范企業(yè)”“加快成熟工藝推廣應(yīng)用,有序推動(dòng)改造升級(jí)”和“嚴(yán)格政策約束,淘汰落后低效產(chǎn)能”作為三大方向,將綠色技術(shù)工藝、重大節(jié)能裝備、能量系統(tǒng)優(yōu)化、廢棄物綜合利用、全過程精細(xì)化管控等作為推廣應(yīng)用的重點(diǎn),并明確到2025年,煤制甲醇、煤制烯烴、煤制乙二醇達(dá)到能效標(biāo)桿水平以上的產(chǎn)能分別達(dá)到30%、50%、30%,基準(zhǔn)水平以下的產(chǎn)能基本清零,行業(yè)節(jié)能降碳效果顯著,綠色低碳發(fā)展能力大幅提升。余熱的綜合利用是節(jié)能降碳的重要途徑?;し磻?yīng)過程一般都存在高溫高壓,煤化工生產(chǎn)裝置和生產(chǎn)過程更是普遍存在高溫高壓和反應(yīng)放熱過程,余熱綜合利用和能量梯級(jí)利用對(duì)煤化工企業(yè)節(jié)能降碳、節(jié)省成本、提高效益都很重要。我曾經(jīng)到靈谷化肥調(diào)研,當(dāng)時(shí)是一家百萬(wàn)噸規(guī)模的大顆粒尿素生產(chǎn)企業(yè),一家在太湖邊上以煤為原料生產(chǎn)尿素的企業(yè),是華東區(qū)域以煤為原料生產(chǎn)尿素不虧損的化肥企業(yè)。談福元董事長(zhǎng)的管理和介紹的情況給我留下了深刻的印象,其中之一就是余熱發(fā)電,當(dāng)時(shí)投產(chǎn)的一期項(xiàng)目余熱發(fā)電量是每年2.4億度,當(dāng)時(shí)的電網(wǎng)電價(jià)是0.68元/度,如果照此計(jì)算余熱發(fā)電節(jié)省的電費(fèi)高于1.6億元;如果按當(dāng)時(shí)的電網(wǎng)收購(gòu)價(jià)0.40元/度計(jì)算,增效也有9600萬(wàn)元。談董事長(zhǎng)很形象地講:如果不上余熱發(fā)電、余熱沒有利用,每年就有近億元白白浪費(fèi)了;現(xiàn)在余熱利用了、余熱發(fā)電白撿了9600萬(wàn)的利潤(rùn)。談董事長(zhǎng)說:實(shí)際上余熱發(fā)電的二期已經(jīng)在籌劃中了。所以,煤化工企業(yè)根據(jù)生產(chǎn)工藝和裝置的運(yùn)行狀況,把反應(yīng)熱、副產(chǎn)蒸汽、加熱鍋爐給水等余熱充分利用好,如果再采用熱泵等新技術(shù)做好能量的系統(tǒng)優(yōu)化、實(shí)現(xiàn)能量的梯級(jí)利用,煤化工企業(yè)節(jié)能降碳的潛力和空間都是巨大的,增效也是明顯的。(三)規(guī)模集約化、產(chǎn)業(yè)集群化是現(xiàn)代煤化工未來發(fā)展的重要方向。石化產(chǎn)業(yè)的布局基地化、園區(qū)化、裝置大型化、煉化一體化和產(chǎn)業(yè)集群化,是發(fā)達(dá)國(guó)家石化產(chǎn)業(yè)成功的實(shí)踐和我國(guó)石化產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的未來趨勢(shì)。“十三五”以來,國(guó)家為了推進(jìn)現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,重點(diǎn)布局了寧東、榆林、鄂爾多斯和準(zhǔn)東“四大現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)升級(jí)示范區(qū)”。這“四大示范基地”以寧東能源化工基地為首,無論是產(chǎn)業(yè)規(guī)模和集聚效果、骨干企業(yè)的帶動(dòng)作用,以及基地化、園區(qū)化管理水平和智慧園區(qū)、綠色園區(qū)的創(chuàng)建工作,都取得了明顯的成效和進(jìn)步。全國(guó)《化工園區(qū)“十四五”發(fā)展規(guī)劃和2035發(fā)展展望》明確將“能源金三角現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)集群”列為未來重點(diǎn)培育的“五大世界級(jí)石化產(chǎn)業(yè)集群”之一。從石化全行業(yè)的重點(diǎn)布局和東西部經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略宏觀視角來看,西部煤炭資源富集區(qū)域的現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)集群,與沿海區(qū)域的“七大石化基地”和環(huán)渤海灣、杭州灣、湄州灣及泛大亞灣“四大石化產(chǎn)業(yè)鏈集群”具有同等重要的地位和戰(zhàn)略意義?!八拇蟋F(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)示范區(qū)”要想與東部沿海的石化產(chǎn)業(yè)集群具有同樣的競(jìng)爭(zhēng)力,要想在世界石化產(chǎn)業(yè)的大背景和格局重構(gòu)的過程中,打造成具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)集群和世界一流的現(xiàn)代煤化工園區(qū),就需要按照國(guó)家的戰(zhàn)略布局和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的總體部署,貫徹“規(guī)劃科學(xué)、布局合理、管理高效、產(chǎn)業(yè)協(xié)同、集群發(fā)展”的原則,認(rèn)真研究并做好“規(guī)模集約化和產(chǎn)業(yè)集群化”的發(fā)展思路、目標(biāo)和具體措施。如果做到了“規(guī)模集約化和產(chǎn)業(yè)集群化”,每一個(gè)基地、每一個(gè)園區(qū),甚至每一套生產(chǎn)裝置、每一條產(chǎn)品鏈,都會(huì)發(fā)揮出最充分的效果,不僅節(jié)省資源、降低成本,而且會(huì)產(chǎn)出最大化、效益最大化。以煤化工最初級(jí)的產(chǎn)品焦炭為例,來看看分散化與“規(guī)模集約化和產(chǎn)業(yè)集群化”有什么樣的不同。據(jù)測(cè)算,100萬(wàn)噸/焦炭可副產(chǎn)焦?fàn)t氣3.5萬(wàn)立方米/小時(shí),折合2.52億立方米/年。近幾年焦?fàn)t氣制甲醇是一個(gè)不錯(cuò)的選擇,寶豐能源就是一個(gè)典型案例。按1噸甲醇消耗約2000立方米焦?fàn)t氣計(jì),100萬(wàn)噸焦炭可配套12.6萬(wàn)噸甲醇。這樣一看:?jiǎn)翁?00萬(wàn)噸/年焦炭副產(chǎn)十幾萬(wàn)噸甲醇,總覺得沒有太大必要上。如果按照產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)一步延伸12.6萬(wàn)噸甲醇也就制4萬(wàn)多噸烯烴,就會(huì)覺得更不值得把這點(diǎn)焦?fàn)t氣高質(zhì)化利用。如果做到了規(guī)模集約化是啥情況:假設(shè)焦炭規(guī)模由100萬(wàn)噸/年擴(kuò)大為1000萬(wàn)噸/年,則焦?fàn)t氣副產(chǎn)甲醇的量就到了126萬(wàn)噸/年,若采用第三代MTO技術(shù)則可以生產(chǎn)約50萬(wàn)噸/年烯烴。大家可以設(shè)想:我們當(dāng)年引進(jìn)的第一批世界最先進(jìn)的大型乙烯裝置都是30萬(wàn)噸/年,有了50萬(wàn)噸的烯烴將進(jìn)一步延伸為多大的產(chǎn)品鏈和產(chǎn)業(yè)集群??!同樣的焦炭還有一個(gè)很重要的副產(chǎn)品——煤焦油。說它很重要,是因?yàn)?50年前拜耳和巴斯夫的前身巴登苯胺公司就是以煤焦油為原料發(fā)明了人工合成染料苯胺紫、品紅等,人類才擺脫了依賴天然顏料的時(shí)代,有了后來五彩繽紛的生活,世界化學(xué)工業(yè)也開啟了合成化學(xué)和快速進(jìn)步的時(shí)代。煤焦油中富含苯、萘、蒽、醌等芳香族產(chǎn)品,這是染料、顏料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、特種樹脂等精細(xì)化學(xué)品和高性能材料很重要的原料。據(jù)測(cè)算100萬(wàn)噸/年焦炭可副產(chǎn)5萬(wàn)噸左右煤焦油,煤焦油加氫可以獲得燃料油,還可以分離出1.5萬(wàn)~2萬(wàn)噸精苯,而精苯又是一系列產(chǎn)品鏈的重要原料。這樣看單套100萬(wàn)噸/年焦炭其煤焦油的利用價(jià)值也不大,若同樣規(guī)模集約化為1000萬(wàn)噸/年,副產(chǎn)煤焦油就有50萬(wàn)噸/年、精苯的量就到了15-20萬(wàn)噸/年。以精苯為原料經(jīng)氯化反應(yīng)獲得氯化苯,經(jīng)硝化反應(yīng)可得硝基苯,再加氫即獲得苯胺,苯胺是染料、醫(yī)藥等的重要中間體,也是MDI最初的原料。苯另一個(gè)重要產(chǎn)品和產(chǎn)品鏈?zhǔn)墙?jīng)氧化制順酐,1000萬(wàn)噸/年焦炭副產(chǎn)苯經(jīng)氧化可獲得約15萬(wàn)噸/年順酐、若生產(chǎn)己內(nèi)酰胺產(chǎn)量約15萬(wàn)噸/年;有了順酐既可以做不飽和聚酯、油漆和涂料,又可以加氫延伸到1.4-丁二醇、四氫呋喃、丁內(nèi)酯,再進(jìn)一步延伸就是PBT工程塑料或PBAT、PBS可降解材料或氨綸纖維等。裝置分散了、形不成規(guī)?;图坌?yīng),就會(huì)覺得很多副產(chǎn)物不值得綜合利用,而規(guī)模集聚度高了、產(chǎn)品鏈就豐富多了、產(chǎn)業(yè)集群化效果自然就顯現(xiàn)出來了,再不考慮副產(chǎn)物的綜合利用自己就覺得過不去、就覺得浪費(fèi)了可惜啦。最終的結(jié)果就是既增加了效益,又節(jié)約了資源,更保護(hù)了生態(tài)。結(jié)合“產(chǎn)業(yè)集群化”最后再談一個(gè)產(chǎn)業(yè)耦合發(fā)展的話題,重點(diǎn)談煤化工產(chǎn)業(yè)與綠氫的耦合。前面談到了煤化工產(chǎn)業(yè)“碳達(dá)峰碳中和”的挑戰(zhàn)和任務(wù)都很艱巨,如果與綠氫耦合二氧化碳排放量就會(huì)大幅降低。因?yàn)槊夯さ闹鲗?dǎo)產(chǎn)品有合成氨、甲醇等,煤制烯烴目前也是先合成甲醇、再制烯烴。具體到每個(gè)工藝過程,目前碳排放量占比很高的集中在合成氣變換和甲醇洗兩個(gè)環(huán)節(jié)。合成氣變換的目的是為下一步合成工段調(diào)碳?xì)浔?,把碳多氫少多出的一氧化碳變換成二氧化碳;甲醇洗環(huán)節(jié)不僅是合成氣凈化,更是把變換環(huán)節(jié)的二氧化碳去除。如果綠電的經(jīng)濟(jì)性過了關(guān),為了解決氣化爐剛出來的合成氣碳多氫少的矛盾,不采用傳統(tǒng)的蒸汽轉(zhuǎn)換,不是采取把一氧化碳轉(zhuǎn)換成二氧化碳的方法、而是采用補(bǔ)充綠氫的方法來調(diào)碳?xì)浔?,就大大降低了二氧化碳的排放量,煤化工面臨的“雙碳”壓力將降低不少。若綠氫的價(jià)格和所需量都適宜的話,據(jù)測(cè)算可降低碳排放70%。與氫的耦合,如果有條件的煤化工基地與輕烴裂解的副產(chǎn)氫耦合也是不錯(cuò)的選擇:一套60萬(wàn)噸/年的丙烷脫氫裝置副產(chǎn)氫的量約2萬(wàn)~3萬(wàn)噸/年,目前很多副產(chǎn)氫用作鍋爐燃料既是無奈之舉,也是浪費(fèi)。目前,煉化裝置為了適應(yīng)“雙碳”要求也有一個(gè)與綠氫耦合的問題,過去是為了成品油提質(zhì)為油品加氫,新建的煉化一體化裝置為了實(shí)現(xiàn)“少油多化”的產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)多采用全加氫工藝,而目前煉化一體化裝置所需的氫國(guó)內(nèi)多用煤制氫、發(fā)達(dá)國(guó)家主要采用天然氣制氫。不論是煤制氫還是天然氣制氫都有二氧化碳排放,而綠氫就不存在碳排放問題,這就是巴斯夫、SABIC等跨國(guó)公司加快研發(fā)綠電裂解替代蒸汽裂解,以及巴斯夫湛江基地、??松梨诖髞啚郴匾恢痹诤炗喚G電供應(yīng)合同的主要考量。未來“規(guī)模集約化、產(chǎn)業(yè)集群化”是石化產(chǎn)業(yè)發(fā)展基地化、園區(qū)化的重要路徑選擇,也是打造具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)集群和石化產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的必然選擇。第5章煤化工行業(yè)市場(chǎng)前景預(yù)測(cè)5.1煤氣化工程行業(yè)投資機(jī)會(huì)剖析未來一段時(shí)間,我國(guó)天然氣需求將持續(xù)增長(zhǎng)。一方面,隨著國(guó)內(nèi)天然氣需求量不斷增加,供應(yīng)能力將持
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