编者按:经过多年的科技攻关和升级示范,我国现代煤化工产业取得显著进展,为发挥我国煤炭资源优势、降低油气对外依存度、丰富化工油气产品及原料来源、保障国家能源安全开辟了新途径。“十四五”的序幕在低油价、低排放的大背景中拉开,现代煤化工产业面临的形势如何?发展的方向在哪里?发展的空间还有多大?本版特推出专题报道,敬请关注。
我国“十三五”现代煤化工发展迅速
□本报记者 符慧
煤化工分为传统煤化工和现代煤化工。2017年,国家发改委和工信部发布《现代煤化工产业创新发展布局方案》,明确现代煤化工是指以煤为原料,采用先进技术和加工手段生产替代石化产品和清洁燃料的产业,主要包括煤制油、煤制天然气、煤制化学品、煤制氢等。
目前,全球现代煤化工总体产能折合油当量约4000万吨,国外除南非沙索公司还有煤间接液化产能外,以煤为源头的现代煤化工发展基本停滞。我国自“十二五”以来现代煤化工发展较快,目前集中了全世界80%以上的产能,主要在煤直接液化、煤间接液化、煤制天然气、煤制乙二醇、煤制烯烃5条路径开展示范,在煤炭清洁转换产业技术和工业示范上取得了突破性发展,整体处于世界领先地位。
2008年,神华集团建成世界首套百万吨级煤直接液化示范工程,并在内蒙古鄂尔多斯投入示范运行。2010年,神华集团在包头建设的全球首套工业化煤制烯烃装置投入示范运行。目前,国内已建成投产的煤制油、煤制天然气、煤制烯烃、煤制乙二醇等示范工程,基本实现了安全稳定、长周期、高负荷运行。
近年来,我国现代煤化工关键技术装备攻关取得突破,国产化率大幅提高。中国石化“高效甲醇制烯烃全流程技术(S-MTO)”项目荣获2017年度国家科学技术进步一等奖。中国科学院大连物理化学研究所在甲醇制烯烃工业化过程开发和应用技术方面也取得了突破性进展。我国还是世界首个掌握20万吨级以上煤制乙二醇关键技术的国家,2019年煤制乙二醇产能已达519万吨/年,实现了规模化发展,占全国乙二醇产能近40%。
现代煤化工仍处于战略机遇期
□阮立军 中国煤炭加工利用协会煤化工事业部主任
现代煤化工符合国家产业政策要求,顺应新时代能源高质量发展趋势,产业既有基础优势明显,仍处于大有可为的重要战略机遇期,但需面对巨大的煤控、环保及碳排放压力。
国家产业政策逐步明朗。作为世界第一大油气资源进口国,我国油气对外依存度逐年攀升。立足能源资源国情,国家保障能源安全的指向明确,能源领域体制机制改革步伐加快,国家油气管网公司也已成立,天然气价格市场化提速,煤制气代输试点成功,现代煤化工有可能迎来新的发展机遇。
生态环境和资源约束强化。我国生态文明建设步伐加快,大气污染防治提速,碳达峰和碳中和目标已经明确。同时,区域产业结构调整、企业搬迁改造和化工园区整治力度不减,实行更加严格的水资源管理、能源消费管理和环境指标管理,全面管控水资源“三条红线”,能源消费实行总量和强度“双控”。现代煤化工产业在用水、用能、环境指标方面获取难度进一步加大,碳减排压力巨大。
能源化工市场容量受限。国际油气价格长期低位徘徊,中东、北美低成本的油气、烯烃等产品将继续冲击我国市场。我国炼化一体化快速发展,沿海石化基地和一大批民营炼化产能陆续建成投产,产销趋于平衡,供给增速大于需求增速,市场竞争更加激烈,现代煤化工在中低油价下的竞争力和市场容量存在不确定性。
先进技术竞争日益激烈。新一轮科技革命和产业变革正在孕育兴起,发达国家出台了一系列能源技术创新战略计划,非常规油气、电动汽车、可再生能源、氢能源等技术进步十分迅速,如率先实现重大革命性突破,将进一步挤占现代煤化工的生存空间。
煤炭供给侧改革加速推进。我国煤炭行业产能严重过剩,急需加快供给侧结构性改革,推动行业转型升级,培育新的利润增长点。钢材、水泥等大宗原材料价格相对走低,工程建设成本有所下降。现代煤化工产业作为延伸煤炭产业链、提高附加值的重要途径,应寻找新的发展机会。
技术自主创新更加活跃。先进新型煤气化、液化、热解、合成等关键技术不断涌现,合成气一步法制烯烃和乙二醇、热解-气化一体化等创新技术研究取得重要突破,关键泵、阀、催化剂等长期遭国外“卡脖子”的技术逐步被攻克,为现代煤化工新的技术路线注入持续发展动力。
“十四五”现代煤化工重点发展方向
“十四五”期间,需要深化开展煤制油、煤制天然气、低阶煤分质利用、煤制化学品、煤炭和石油综合利用、煤制氢等发展模式的创新示范,推动现代煤化工高质量发展。
●煤制油
功能定位:生产低硫、低烯烃、低芳烃的超清洁油品,生产高密度、高热值、超低凝点的特种油品,提升石油自主多元供应能力,落实国家能源战略技术储备和产能储备任务。
重点任务:提高项目装置负荷,优化运行指标和环保排放指标,开发高附加值、差异化产品,稳步增强在役项目发展经营的市场竞争力,加快技术创新和融合发展。
●煤制天然气
功能定位:优先落实国家能源安全战略技术储备和产能储备任务,参与天然气自主多元供应储备能力和应急调峰能力建设,协同保障进口管道天然气供应安全,解决富煤地区能源长距离外送问题,在大气污染防治重点区域、民用领域发挥关键补充作用。
重点任务:完成固定床和气流床气化技术的组合应用,开展大型化环保型固定床熔渣气化炉工业化示范,投用先进高效的酚氨回收、含酚废水生化处理、高盐水处理等技术,彻底解决在役项目“煤头水尾”难题。开展具有自主知识产权的甲烷化技术及催化剂工业化示范。开展煤制天然气联产油品和化学品示范,提高生产的灵活性和抗风险能力。
●煤制化学品
功能定位:生产烯烃、芳烃、含氧化合物等基础化工原料及化学品,弥补石化原料不足,降低原油对外依存度,形成与传统石化产业互为补充、有序竞争的市场格局,促进有机化工及精细化工等产业健康发展。
重点任务:发展更大规模煤制甲醇及甲醇制烯烃技术装备,开发新一代甲醇制烯烃技术及催化剂。优化完善甲醇制芳烃技术,开展百万吨级工业化示范。开发新型煤制乙二醇技术,研究非贵金属催化剂和更大规模反应器,提高产品纯度、质量,增强对下游聚酯行业的适应性。扩大煤制乙醇产业示范规模,降低生产成本。开发合成气制高碳伯醇等技术,开展中试放大试验。加快合成气一步法制烯烃、乙醇等技术基础理论研究,推动工程放大和试验示范。按照市场化导向,推进煤制化学品差异化、高端化发展。
●煤制氢
功能定位:发挥煤制氢技术经济优势,在氢能产业导入期实现规模化、相对廉价氢源的获取;以制-储氢为纽带,加强煤炭、电力、煤化工、可再生能源的耦合互补发展,培育新业态新模式。
重点任务:以煤制氢技术产业为基础,加快突破大规模制氢、分布式制氢、储氢、氢燃料电池等技术难题,掌握关键技术装备,具备氢能经济规模利用条件。借助煤制氢技术和石油管道布局等优势,发展弃风、弃光、弃水低成本电解制氢,以及天然气管网输氢、掺氢天然气、液化氢和加氢站等模式创新,为现代煤化工提供廉价氢气和氧气原料,实现节能减碳。
来源: 中国石化报 2021年02月23日
