建立现代能源化工体系 有效促进产业转型升级
□ 石油和化学工业规划院副总工程师 李奋明
2014年国内一次能源消费结构中化石能源消费占近90%，非化石能源消费仅占约10%，其中煤炭消费仍占总能源的66%，符合我国“缺油、少气、多煤炭”的资源格局。在今后较长时间内化石能源还将是我们赖以生存的宝贵资源和重要根基。并且，国内市场亟需的大量石油化工及相关原材料的来源也将需通过多种渠道解决。所以，在未来20～30年间通过清洁高效转化化石资源等措施发展现代能源化工产业，并建立现代能源化工产业体系，合理利用好煤炭资源，方能保证我国“控制能源消费总量、加强节能降耗”目标的实现。否则，不仅能源安全难以保障，还有可能随着大规模的油气进口而引发通货膨胀，导致经济安全问题的出现。
一、能源消费总量继续扩大 结构调整进入关键时期
随着我国经济建设的持续高速发展，能源及各种原材料的消费也快速增长。虽然近年来的各种节能降耗措施得以实施，但消费总量还在继续扩大。从2009年起，我国一次能源消费量已经超过美国，到2014年继续与之拉大距离。2014年我国能源消费总量达到42.6亿吨标准煤，比上年增长2.2%，消费总量已经超越美国的1/4。十八大报告指出，到2020年实现国内生产总值和城乡居民人均收入比2010年翻一番战略目标，并已将“控制能源消费总量、加强节能降耗”确定为今后能源消费的基本原则。但是近十年来，我国城镇化进程明显加快，2014年城镇化率已经达54.77%。按照经济翻番目标及城镇化进程初步预计，到2020年，我国城镇化率将超过60%。近几年发展情况显示，城镇化每提高一个百分点，推动能源消费增加约8000万吨标准煤。2020年城镇化有望达到60%时，将拉动全国约8亿吨标准煤能源消费增量。
今年既是我国“十二五”计划的收官之年，也是“十三五”规划编制的启动之时。“十三五”更是我国经济发展过程中进行产业结构调整的关键时期。能源和化工是重要支柱的基础性产业，在国民经济发展过程中将占据更为举足轻重的地位。通过科学规划和合理布局现代能源化工产业，进一步促进能源、化工产业结构调整和转型升级，形成现代能源化工化产业体系的过程，必将推动我国基础产业及其他相关加工制造业的升级换代，以保证我国未来社会经济建设的可持续发展。
二、立足国家整体发展战略 真正实现煤炭高效清洁利用
能源是经济社会发展的基础，同时也是影响经济社会发展的主要因素。随着经济社会的发展，人们使用能源特别是化石能源越来越多。目前，能源对经济社会发展的制约日益突出，并对赖以生存的自然环境影响越来越大，而化石能源的储量也在急剧减少。即便如此，短期内化石能源的主导地位也不会发生变化，只是其中不同能源种类所占比例的小幅变化而已。
根据近期发展趋势，石油在世界能源消费中的称霸时代可能在5年左右逐步终结。动摇石油霸主地位的，既不是天然气更不会是再生能源，煤炭反戈一击的可行性最大。尽管中国的煤炭在一次能源消费中比例在逐年降低，但仍然抵挡不住全球煤炭在一次能源消费中比例的增加。
因此，在积极开发利用可再生能源的同时，还应更加注重提高化石能源利用效率、调整能源结构，尤其是在我国更应该将煤炭的清洁高效利用作为能源战略及提高化工原料供应能力的必然选择。“十三五”期间，我国应以洁净煤技术为主导，统筹规划布局现代能源化工产业。
随着社会消费的不断增长和资源的减少，单一的供求关系正在发生重大变化。尤其是在工业行业内，能源供应者和能源消费者的关系也在发生大着更大变化。在传统产业架构模式下，以煤炭及油气开采行业为主体的一次能源供应方和发电、炼油产出二次能源供应方为其他工业及民用提供源源不断能源供应的旧模式正在被打破。如：化工行业是耗能大户，出于对大规模供热、供电和降低消耗及运行安全等原因，许多大型化工企业除了外接部分动力电源同时还自备热电装置自供部分能源。随着石油、天然气和煤炭等基础性能源资源的开发规模及深度的不断提高，以及通过化学过程加以利用或生产二次能源和化学产品，能源化工一体化产业体系的发展方向进一步确立。科技进步的加速将促进新型煤化工技术的快速发展，一个崭新的现代能源化工产业体系正在形成。
在我国清洁能源资源短缺、油气资源更为匮乏的情况下，自乙醇作为燃料进入交通行业以来，煤制甲醇燃料以及二甲醚也开始进入能源消费领域。特别是近年来采用先进的化工技术生产煤制油、煤制天然气等，以及通过洁净煤气化技术整体煤气化联合循环发电系统（IGCC）发电，不仅可以大幅度提高能效、降低资源消耗、减少污染物排放，还可以大量节约用水。这进一步确定了通过洁净煤技术将化石资源进行低碳、高效转化为清洁能源和化工产品，是我国资源优化和能源来源多元化的必经之路。
近期中央财经领导小组第六次会议和国家能源委员会第一次会议明确提出大力推进煤炭清洁高效利用，适度发展现代煤化工，稳妥实施煤制油、煤制气示范工程。经过多年的新型煤化工技术研发和项目示范建设，我国已经在多方面取得了突破性进展，并且已在洁净煤气化、甲醇制烯烃等方面处于世界领先地位。更多单项关键技术的突破和技术集成的推进，以及示范成果推广及项目建设加速，不仅促进新型煤化工的发展，而且还将再次激发出包括石油、天然气替代以及整个现代能源化工的建设热情。
因此，应借助“十三五”规划编制之际，从国民经济的整体战略出发打破行业和部门壁垒，将煤炭开采与发电、化工转化等综合利用进行一体化统筹规划布局。包括相关行业及区域，应从严控制煤炭直接燃烧和提高煤炭洁净高效利用出发，并根据煤炭品种质量及目标市场需求进行分类指导及管理，以提高煤炭资源整体能效和物质利用价值为核心，编制集中统一的电力、化工以及相关材料产业发展规划，以引导协调我国现代能源化工产业的健康发展。
三、明确法规和技术标准规范煤炭资源化利用
1.制定相应的政策法规，建立新型煤炭资源清洁高效利用的体系
2003～2013年间，我国煤炭消费以年均2亿吨左右的规模快速增长。在之前10年煤炭消费高速增长的带动下，“行行涉煤，万众炒煤 ”的现象极为普遍，致使全国但凡有煤地区均有私挖乱采，破坏资源和环保事件频繁发生。虽然2014年煤炭消费总量同比下降2.9%，但依然达到40亿吨。火力发电行业是我国煤炭消费第一大户，约占总消费的50%以上，其余煤炭的消费主要集中在建材、冶金、化工等及其他工业领域以及部分民用领域，存在用煤行业多、分布范围广、利用效率低、污染物排放高等诸多问题。
这些问题的根源主要在于，原煤可以随意直接燃烧的陈旧消费方式导致煤矿随意开采、消费市场混乱而造成煤炭资源浪费和环境污染。目前，几乎所有煤种均已进入直接燃烧市场，甚至包括焦煤、高品质无烟煤等一些稀缺煤种也同样被付之一炬。
此外，还存在另一种尴尬现象：一边投入了大量人力、财力开发建设间接液化、直接液化煤制油以及油页岩工程（大部分含油率不足10%）；一边将侏罗纪长焰煤（鄂尔多斯盆地中心区域以及新疆部分地区一般含油率相当于原油10%以上，部分区域含油率更高）大量作为燃料煤连同轻质油一同烧掉。
摒弃过去粗放式煤炭利用方式，及时建立新型煤炭清洁高效的合理利用体系是最大的资源节约，可以保证“控制能源消费总量”目标的实现。为此，在进一步贯彻落实已发布的节能降耗相关能源政策，和以清理整顿城市燃煤锅炉等措施的基础上，我国应制定限制不同品质的煤炭开采及市场准入相关法规，尤其是控制直接燃烧煤炭用户范围，促使资源的保护性开发以提高资源能效及使用价值。同时，也应制定相应煤炭消费者的资源能效和排放标准及法规，以保证利用过程中不破坏生态环境。
2.制定相应的煤炭资源转化加工过程的技术标准
煤炭清洁高效利用将成为我国今后较长时期的能源化工产业发展的主导方向，并且也将成为我国社会经济建设过程中的长治久安的一项国策。随着科技进步的加速，煤化工技术得到快速发展，特别是以洁净煤气化为代表的现代煤化工技术，为煤炭的洁净高效转化创造了良好条件。通过洁净煤气化过程将固体的煤炭转化为气态的燃料或化工原料，是提高资源有效利用率的重要措施。煤气化技术经过长期发展，从固定床、流化床到气流床气化技术，工艺技术及装备水平不断提高，原料煤的适用范围也日益扩大。特别是气流床气化技术是一致公认的最先进的大型工业化洁净煤气化技术，正在得到广泛的推广应用。
近年来在引进消化吸收的基础上，国内现代煤化工技术得以迅速发展，化工装备技术水平得以不断提高，洁净煤气化技术的开发应用也在加速。目前国内已开发出湿法对置式四喷嘴、多元料桨气化和干法的HT-L和两段式气化及东方炉等洁净煤气化技术，并大部分用于工业化生产装置建设中。其中，国产化1000～2000吨/天HT-L粉煤煤气化技术及装备已经成套成规模化的投入商业化运营。目前，国内包括气体净化、污水处理等其他单项技术均已取得了突破及较好的运营效果。
为了更好的规范和指导产业的健康发展，除了进一步完善新型煤化工建设过程中的能效及消耗等技术规范的同时，还需进一步扩大到煤炭清洁高效利用的全过程。包括原煤品质和发电、化工利用等不同转化方式、装备及公用配套、排放及生态环境影响等技术规范。
与此同时，还需制定不同的煤炭清洁高效利用方式全过程的评价体系，包括能效、水资源及各种消耗和物质利用、排放效果及对相关产业影响程度等的评价体系，以标准化促进技术集成创新及整体技术水平的不断提高。
四、制定循环经济鼓励政策 创造更大经济社会效益
先进煤气化技术及其他洁净煤技术水平的不断提高，相关煤炭洗选和深加工及灰渣等废弃物的综合利用，以及相关装备制造业的现代化，进一步促进了现代煤化工技术的完善，为我国大规模发展现代能源化工产业奠定了良好基础。煤炭清洁高效利用是综合性较强的系统工程，只有通过贯彻循环经济理念的高度一体化措施，方能取得最大化的经济、社会和生态的多赢效果。
仅用简单的能效及单个装置技术指标，很难评价或确定煤炭是用于发电还是用于化工，是用于制油还是制气的不同利用方式。只有通过对不同煤种特性，选用与之相适应的转化利用方式，包括相关综合利用措施，方能评价或确定其应有利用价值。譬如，将大量含油率较高的煤炭直接燃烧造成了资源的最大浪费，如果用于超临界发电能效可以提高几个百分点，同样是将其用于间接煤液化，也可相对提高几个百分点的能效，但是我们将应该得到的部分轻质燃料又重新回炉变成合成气再加工，显然是既浪费了资源，也没有得到最大的经济效益。
虽然低阶煤提质分级利用还处在开发和示范阶段，但是多方面单项技术突破并取得了较好效果。通过洁净煤气化合理利用合成气也是提高煤炭综合能效和物质利用价值重要措施之一，包括将IGCC发电与化工生产过程中热能供应相结合，可以将能源转换效率提高至60%～90%，是目前常规火力发电能效的两倍。如果将IGCC与合成气深加工过程相结合，不仅可以大幅度提高煤炭资源能效，而且还可以对合成气中碳、氢物质进行有效合理利用，并使高浓度CO2捕集回收处理更为便捷。利用粉煤灰及煤气化炉渣生产复合水泥及新型墙体材料等方面的资源化利用已经取得较好应用成效，粉煤灰用于盐碱地改造也已开始进入推广阶段，高铝粉煤灰用于提取氧化铝及其他贵重稀有材料也已进入示范及规模化建设过程中。
这些通过资源化再利用的循环经济产业的不断培育壮大，必将助推现代能源化工产业的健康发展。因此，在合理布局规划能源化工主体产业的过程中，还应对资源化综合利用及生态保护等相关性较强产业给予更多扶持和政策性保护，以便与现代能源化工产业得到同步发展，从而带动现代能源化工及相关产业整体的升级换代，并创造出更大的经济社会效应。
链接：
近期发布的《BP世界能源统计年鉴》显示，2005～2014年在世界一次能源消费结构比例中，原油从36.1%下降到32.6%，煤炭从27.8%上升到30.0%，天然气从23.5%上升到23.7%（总体变化不大），2010～2014年再生能源从1.3%上升到2.5%。北美地区化石能源占本地一次能源消费84.3%，煤炭占17.3%，再生能源仅占8.0%。其中，美国化石能源占本国一次能源消费86.3%，煤炭占19.7%，再生能源仅占5.6%。欧洲化石能源占本地一次能源消费79.2%，煤炭占16.8%（主要是在东欧地区），再生能源仅占11.3%（主要集中在北欧及西欧占比较大）。澳大利亚化石能源占本国一次能源消费94.0%，煤炭占35.6%，再生能源仅占6.0%。亚太地区化石能源占本地一次能源消费90.2%，煤炭占52.0%，再生能源仅占8.2%。其中，印度化石能源占本国一次能源消费91.9%，煤炭占56.5%，再生能源仅占6.8%。中国化石能源占本国一次能源消费89.0%，煤炭占66.0%，再生能源占9.9%。