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应重视发展以煤炭资源为核心的新型能源化工产业格局
2005年25期 发行日期:2005-09-01
作者:申同贺 朱起明
应重视发展以煤炭资源为核心的
新型能源化工产业格局
□  申同贺  朱起明  李红军
巨大需求
隐藏能源安全危机
  近年来,随着经济建设的发展,我国的石油消费量和进口量都发生了显著的变化。统计数据表明,我国已成为
仅次于美国的世界第二大石油消费国,是继美国、日本之后的世界第三大石油进口国。据海关统计,2004年我国
共进口原油1.23亿t,进口成品油3003.7万t,进口依存度达到40.2%。国际能源机构预测:2005年我国石油消
费量将达3亿t,进口原油1.4亿t。值得关注的是,目前我国90%以上的进口石油需要从海上船运,其中又90%
是由外轮承担。专家预测,到2020年我国石油净进口量将达到4.5亿t,石油的对外依存度有可能超过60%,与目
前美国的水平(石油对外依存度为58%)相当。目前每天通过马六甲海峡有近60%是中国船只,中国进口原油的80%
左右都通过该区域运输。而石油运输线沿途几乎都是潜在竞争对手的控制范围。对中国来说,最大的威胁或许不是
海盗,而是马六甲海峡地区复杂的国际关系。我国能源安全问题急待解决。
  中国石化集团公司经济技术研究院专家预测,到2010和2020年我国石油需求分别达到2.96亿~3.16亿t和
3.8亿~4.2亿t;有关汽车专家预计的数据分别为4.4亿和9.3亿t(含产量1.8亿和2.0亿t)。目前我国汽车已
开始进入高速发展期,连续5年保持2位数增长,2002年销售超过300万辆,2003年为439万辆,2004年我国汽
车产量已达到507万辆,汽车产业已成为国民经济的重要支柱产业。中国汽车技术研究中心、国务院研究发展中心
和清华大学等机构预测认为,2010年我国汽车保有量可达5000万~6000万辆,2020年将达到1亿~1.5亿辆。据
此估计,2010年约需车用汽柴油1.15亿t,2020年约需2.16亿t,如按石油炼制的产油率(汽柴油总和)55%计算,
折需原油2.1亿和4.1亿t。考虑到石油在车用中比例的变化,估计到2020年我国石油的总需求将可能达到6亿
多吨。届时我国石油年产量很难超过2亿t,缺口量巨大。汽车的高速发展将带动石油需求大辐增长,需求量比常
规预测高许多是必然的结果。虽然我国石油工业多元化的发展卓有成效,但对满足汽车高速增长,及时提供数量巨
大的燃料油,差距较大。

重视煤炭工业
发展有资源优势
  我国是石油和天然气资源较缺少,而煤炭资源相对丰富的国家。在世界已探明的化石能源储量中,中国煤炭占
15%、石油占2.7%、天然气占0.9%。国家统计资料表明,我国石油可采储量约为50亿t,天然气预测资源约为38
万亿m3,但现探明可采储量为2万亿m3,煤炭可开采储量为7650亿t。根据原国家计委能源所能源基础数据汇编
和中国环境与发展合作委员会等的能源资源资料,我国百年内可采用的资源总量约2万亿t(标煤)。其中煤炭为
1.5万亿t(标煤),占75%;其他化石能源为1000亿t(标煤),占5%;可再生能源按100年计为4000亿t(标煤),
占20%。这说明在相当长时期内,中国能源结构以煤为主是不争的事实。
  说起煤炭,人们总将它与滚滚浓烟和环境污染联系在一起,其实这样简单理解是不准确的。早期人们直接燃烧
原油,效果比煤更糟。正是石油炼制工艺解决了石油的馏分分割问题,使汽油和柴油成为发动机的重要燃料。石油
化工的技术进步解决了聚合物的基础原料来源,发展了塑料、合成橡胶和合成纤维工业。应该强调的是,煤与石油
的主要成分都是碳和氢,仅仅在于比例有所区别,但煤炭中还存在着特有的杂环芳烃,是珍贵的中间体原料。我们
不应把煤简单作为“燃料”,而应该象炼油一样去“炼煤”,把煤象石油一样作为“原料”去炼制、分离、加工、应
用。现代高新技术的优化集成可以根据煤种、煤质特点及目标产品不同,采用不同的煤转化技术,并在能源梯级利
用、产品结构方面对工艺优化集成,提高煤炭转化利用的整体经济效益。
  近代发展的煤转化和煤化工技术提供了可以取代许多石油化工产品的成熟技术。例如,水煤浆作为燃料直接燃
烧,可取代重油和渣油;煤可直接液化转化为液态烃,即类似石油的复合成分,再分离成各种油品;煤也可以通过
气化而间接液化,合成不含硫的高清洁汽油、柴油等油品;用煤制合成气,不仅可以生产氨和化肥,还可以合成醇
类、醛类、酸类、酯类、醚类等一系列含氧化合物和其他化工产品。目前,这些技术国内大多已经掌握,为发展煤
化工产业奠定了坚实基础。形势要求我们把改造传统产业同发展高新技术产业紧密结合起来,利用当代的新技术,
在更高的起点上加快传统产业的改造,大力实施技术创新工程,才能实现生产力的跨越式发展。

新一代煤化工
应是以煤气化为中心的系统工程
  新一代煤化工产业的目标就是建立以煤气化为核心的多联产能源化工系统。它以煤为主要原料,将其气化后生
产以一氧化碳和氢气为主要成分的合成气。合成气中的二氧化硫等污染物可以用化工方法脱除。纯净的合成气可作
为原料进行热、电、气、化、冶的联合生产。即在煤气化发电的过程中,联产包括液体燃料在内的多种高附加值的
化工产品、城市煤气以及工艺过程用热,合成气也可用于矿石的还原冶炼。这些工艺过程技术的应用或组合即形成
所谓的“煤电化”一体化、“煤化冶”一体化和“煤焦化”一体化等多联产系统。“煤电化冶”相结合的多联产技术,
不仅将能源与化工发展结合起来,产生了一个新的产业集群概念,而且“洁净煤技术”与“煤电化冶”多联产技术
将引导能源工业和化学工业的结构性调整,将煤炭、电力、焦化、冶金行业与化工行业重新组合,将煤炭的生产、
加工、转化、利用和相关行业按新的产业链有机整合,形成一种新型的以煤炭资源为核心的多种行业的产业集群态
势,有效地促进区域经济的良性发展。
    原油重质化和高含硫是日益困扰石油加工的难题。一种有效的解决方案是:在加工高硫原油的石化企业附近,
建立以煤炭、石油焦或高含硫渣油为气化原料的多联产系统,充沛的氢源和高效的系统脱硫净化能力可以消除炼制
高硫原油所带来的困难。此外,合成气经脱硫生产不含硫的高品质柴油也是目前调配高硫原油所炼制柴油的最佳选
择。总之,多联产系统能够从系统的高度出发,结合各种生产技术路线的特点,使生产过程耦合,达到提高能源利
用效率、节约能耗和投资,最终降低运行成本的目标。
    从环保的角度看,我国一次能源以煤为主,必然给环境保护带来了沉重的压力。可能很少有人能意识到为了应
对电荒而加快上马大量燃煤发电厂对环境恶化的影响。一位从事环保工作的学者吴辉,曾多次去山西、内蒙、河北
等地考察,积累了大量的关于生态退化的照片等第一手资料。通过几年艰苦细致的研究以后,他得出一个惊人的结
论:导致北方生态退化的第一大隐形杀手是燃煤火力发电。例如华北地区某大型电厂,装机容量240万kW,一天
燃煤2万t,生成并排放400t二氧化硫。长期的污染最终导致了周边区域植被退化、水土流失、水库枯竭、河水
断流。
     统计数据表明,2002年我国的煤炭产量16亿t,其中8亿t是发电烧掉的;2004年我国煤炭产量达到19.5
亿t,电煤所占比例进一步加大。无庸讳言,煤直接燃烧排放是我国的主要污染源之一,煤的清洁与综合利用是我
国社会与经济发展必须解决的重大问题。如果改直接燃煤发电为煤气化发电,不仅可以提高发电效率,也可以降低
污染物的排放。在煤气化联合循环发电(1GCC)系统中,煤气化后,经过净化可去除煤气中99%以上的硫化氢和接近
100%的粉尘;将固体燃料转化成燃气轮机能燃用的清洁气体燃料,驱动燃气轮机发电(煤气在燃气轮机中燃烧产生
总发电量2/3的电力),再利用燃气轮机废热产生蒸汽供蒸汽轮机发电,发电效率可达到43%或更高,是目前世界
燃煤发电的发展方向。煤气化发电排放的气体可以成为化工生产的原料。将煤气化联合循环发电(1GCC)与化工生产
相结合是21世纪环境与能源协调发展的重要课题。
    值得重视的是,以煤代油、煤液化变油或煤气化合成油是立足现有可利用的煤炭资源,解决国家能源安全,补
充、替代石油短缺的有效途径。通过煤转化生产清洁燃料,是煤的洁净利用与空气净化行动的最优结合。以煤气化
为中心的多联产系统,不仅提供清洁的一次能源和众多化学产品,而且将以发展煤炭转化生产醇醚燃料(甲醇、二
甲醚)的方式,实现对传统发动机和发电机燃料(汽油、柴油)的补充和替代。一些大型跨国公司已在探讨、宣传甲
醇气化发电,国内专家学者也在关注甲醇作为燃料进入分布式能源系统的可行性。生产清洁汽车发动机燃料(甲醇、
二甲醚)将是产业集群中这一新产业链的重要环节。可以预见,由煤转化为清洁燃料,将是促进我国汽车工业和清
洁能源发展的—条必由之路。另外,作为氢能的有效载体,甲醇在加注液体的燃料电池发展中也必将扮演重要角色。
    目前,在我国已经有越来越多的地区领导和有识之士关注煤炭的清洁与综合利用,将煤炭资源的开发与产业结
构的调整协调规划。如安徽省淮南市,矿产资源丰富,探明煤炭储量153亿t,约占安徽省的70.56%,占华东地区
32%,是一个典型的按照“一厂一市”的“前苏联”模式发展起来的煤炭城市。在计划性开发中,表现为能源供应
基地,对区域经济的扩散辐射能力较差。在城乡发展上,随煤建矿,缘矿兴镇,城乡二元结构十分突出,自我发展
能力较弱。当地领导认识到发展清洁能源及煤炭相关产业,既是淮南市发挥产业比较优势,合理确定产业布局和分
工所需,也是经济发展的必然选择。决心发展高新技术产业,大力推进优质经济煤工程、以深加工为主的煤炭气化、
焦化、液化工程和以资源高效开发利用为主的废物处理工程;积极推进“煤电一体化”,逐步形成产业结构多元化
的新的经济增长支撑体系。目标是将淮南建设成华东大型煤电化基地的同时,带动有一定基础的精细化工、生物医
药、光纤光缆、超细材料等高新技术产品的产业结构升级。   
    内蒙古自治区通辽市政府2002年在霍林郭勒市召开了《霍林河新型能源化工高新技术工业园区规划》论证会,
探讨地区工业的发展,决定走以煤为原料的“煤、电、化、冶多联产”之路。规划的煤制合成气产品链分二期实施,
采用具有自主知识产权的技术,实施甲醇体系的能源化工,开发甲醇下游产品。目前已开始建设,着重发展化工、
电力及电解铝、电解盐、硅合金等高载能产业,力争实现煤电化冶联产。
    2002年,新疆中泰化学股份有限公司相继兼并了托克逊利达盐化公司和阜康博达焦化公司。2003年10月,以
氯碱工业为主体的中泰化学重化工工业园进入前期准备阶段。企业以焦炭生产为纽带,煤炭、发电、电石工业和氯
碱工业为一体的产业集群初露端倪。2003年12月,中泰化学股份有限公司完成聚氯乙烯树脂和离子膜烧碱的技改,
标志着新疆“煤、电、化工一体化”的高附加值、高耗能、高新技术产品产业群正在崛起,氯碱工业与煤炭、石油
天然气等产业的结合正在成为现实。   
  综观中国工业的发展历史,有理由坚信:为了解决国家能源安全,为了环境与经济的协调发展,中国人有足够
的智慧和决心,建成有中国特色的、以煤为主要原料的新能源化工体系。  
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