煤制烯烃发展需创新思路
■ 石油和化学工业规划院 龚华俊
丰富布局成绩显著
经受低油价考验
随着2011年全球首套煤制烯烃（MTO）示范项目投入商业化运行以来，我国MTO产业在提升石化原料多元化、优化石化产业布局等方面取得了显著成效。
一是，MTO成为乙烯工业的重要组成部分
2016年，MTO和甲醇制烯烃装置乙烯生产能力447万吨，产量340万吨，分别占乙烯行业19%和16%。煤（甲醇）制烯烃产业已经成为我国乙烯工业的重要组成部分。2005-2016年期间，我国乙烯行业原料结构变化情况如图1：
二是，MTO丰富了石化产业布局
随着国内电子、汽车、装备等加工制造业的产业转移，中西部地区对各类石化原材料在品种、数量上的需求不断增长。近年来，我国建设的MTO项目均布局在中西部煤炭资源富集地区，填补了中西部地区石化产业空白，为当地石化下游及相关产业发展提供了有竞争力的原料，也为后续烯烃与氯碱、冶金、电力、建材等相关产业融合发展创造了有力的条件。
与MTO相反，甲醇制烯烃项目大多布局在东部沿海地区，依靠灵活的市场调节手段和差别化的产品方案参与竞争；但也有神华、中煤等企业在西部甲醇资源地建设MTO项目，随着近年来甲醇价格的剧烈震荡，未来中西部MTO项目将逐步补齐甲醇原料，形成一体化竞争优势。
三是，MTO经受住了低油价的考验
2014年7月以来，国际原油价格跳水，国内煤炭、甲醇等生产资料价格的持续高位运行，造成了多家MTO企业经营业绩下滑，但几乎所有的MTO生产企业仍实现了盈利。MTO产业经受住了低油价的考验。
2011年以来，国内典型MTO企业利润情况如图2所示：
根据近年来煤化工示范项目运行情况估算，MTO项目在国际原油价格低至40~45美元/桶仍能实现盈利，当国际原油价格达到65~70美元/桶时，即可达到11%的基础收益率。而煤制油、煤制乙二醇项目的盈利能力和抗风险能力相对较差，煤制天然气项目更是陷入亏损。
现代煤化工项目盈利情况估算如表1。
尽管近年来的低油价降低了投资现代煤化工产业的热度。由于MTO项目技术成熟可靠，盈亏平衡点相对较低，仍是“十三五”期间现代煤化工行业投资的优选项目。
多重问题困绕行业发展
创新发展注重示范融合
MTO产业发展面临的三大困扰：同质化竞争日趋严重、低油价下成本优势不再、国外低成本产品冲击。
此外，MTO还面临资源消耗高、排放强度大的困难。根据已投产项目运行情况，MTO项目资（能）源消耗和二氧化碳及污染物排放明显高于石油路线炼化一体化项目，单位烯烃产品的二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等主要污染物排放强度均为石油路线炼化一体化烯烃产品的3倍及以上。资（能）源消耗和污染物排放指标详见表2。
随着国内环保税及碳交易相关政策的落实，MTO的成本竞争力将进一步降低。“十三五”期间新建MTO项目需在资源、能源利用效率，污染物减排方面进行全系统优化，通过升级发展全面提高MTO项目综合竞争力，应对低油价、环保和碳排放带来的负面影响。
针对MTO产业发展取得的成绩和存在的问题，2017年3月，国家发展改革委、工业和信息化部发布了《现代煤化工产业创新发展布局方案》（发改产业〔2017〕553号），以下简称《方案》。
《方案》强调通过加强科学规划、做好产业布局、提高质量效益，化解资源环境矛盾，推动产业安全、绿色、创新发展。对此，提出两大创新理念：
一是，首次提出建设现代煤化工产业示范区理念
《方案》统筹区域资源供给、环境容量、产业基础等因素，结合全国主体功能区规划以及大型煤炭基地开发，按照生态优先、有序开发、规范发展、总量控制的要求，依托现有产业基础，采取产业园区化、装置大型化、产品多元化的方式，以石油化工产品能力补充为重点，规划布局内蒙古鄂尔多斯、陕西榆林、宁夏宁东、新疆准东4个现代煤化工产业示范区，推动产业集聚发展，逐步形成世界一流的现代煤化工产业示范区。每个示范区“十三五”期间新增煤炭转化量总量须控制在2000万吨以内（不含煤制油、煤制气等煤制燃料），同时，《方案》还考虑在资源枯竭地区经济转型发展，盐湖资源综合利用以及石化产业薄弱地区布置MTO项目，主要包括：东北地区、青海省、云贵地区等。
二是，首次提出煤化工相关产业融合发展理念
《方案》提出跨行业、跨地区优化配置要素资源，促进现代煤化工与电力、石油化工、冶金建材、化纤、盐化工等产业融合发展，构建循环经济产业链和产业集群，提升资源能源利用效率。
多措并举提升竞争力
注重错位和融合发展
针对《方案》提出的8项重点任务，未来新建MTO项目除需满足《方案》在现代煤化工产业示范区和在规模、资源、能源、水耗方面的准入指标外，还应重点关注以下内容。
一是，建设高水平升级示范项目
“十三五”期间，资源和生态环境对我国经济增长的约束将进一步强化，新建MTO项目将受到资源和环境双重约束，应认真总结前期产业化示范经验教训，主动适应产业发展新趋势和市场新要求，突破部分环节关键技术瓶颈，提升系统集成优化水平，推动产业融合发展和技术升级，通过升级发展提高MTO项目的能源和资源利用效率，尽可能地降低煤耗、水耗，减少污染物排放，以应对环保和碳交易带来的压力。
二是，运用信息化手段提升竞争力
利用大数据推动信息化和工业化深度融合，研究推动大数据在研发设计、生产制造、经营管理、市场营销等产业链各环节的应用，推动网络化和智能化建设，应对低油价影响。
设计阶段应充分重视可靠性、有效性及可维护性（RAM）研究，确定在设备配置、备用条件、主要不良因素下是否能达到的最小系统使用有效度要求。生产阶段应提供设备全生命周期的信息管理和服务，使设备的使用更加高效、节能、持久；减少运维环节中的浪费和成本，提高设备的可用率。运用信息化手段经营管理，实时监测分析物耗、能耗数据，快速调整设备运行参数和方式，提高精细化生产和管理水平，降低生产成本。
三是，产品方案注重错位
国内MTO项目下游加工方案均为聚乙烯和聚丙烯，这种加工方案工艺流程短、装置技术成熟、产品市场容量较大，在一定时期是一种较为合理的产品方案。
随着“十二五”期间国内聚烯烃产能出现大幅增长，而下游消费增速放缓，导致聚乙烯净进口量基本持平，而聚丙烯净进口量则出现显著下降。预计未来国内聚乙烯、聚丙烯供需总体仍将保持较大缺口，但呈缩小趋势，其中聚丙烯市场缺口缩小较为显著。总体而言，国内聚烯烃产业仍有较好的发展空间，但竞争逐步加剧，需高度重视产品方案和竞争策略，发挥优势、防范风险。新建MTO项目下游产品应重点关注高技术含量的双峰、茂金属牌号为主的聚烯烃产品，以形成高端化、差异化，形成错位发展特色。其中，聚乙烯产品应重点关注压力管材、电缆护套、茂金属薄膜、汽车油箱、大型中空吹塑专用料等；聚丙烯产品应重点关注高性能膜料、薄壁注塑料、管材料、无纺布专用料、医用注塑料等。
此外，近年来中西部地区对其他石化产品的需求仍难以得到满足。新建MTO项目应根据区域特点优化选择烯烃下游加工方案，丰富产品品种，满足区域市场需求，带动中西部地区下游加工业的发展。对于有条件的地区和企业，重点关注节能减排类产品方案，采用先进清洁生产工艺——氧氯化法聚氯乙烯工艺和双氧水发环氧丙烷工艺，削减汞污染、废水和废渣污染。
四是，创新融合，绿色发展
结合输配电价改革试点，与发电企业直接交易，构建煤化电热一体化产业集群。通过“直供电”模式，采用高效电机驱动工艺压缩机组，从而改变传统热电中心炉机配置模式，实现节能减排。
——降低投资。减少动力站，空冷器、给排水系统等方面的投资。
——降低成本。节约用水，降低污水、浓盐水排放和处理费用（结晶盐、分盐）。
——减少排放。减少燃煤锅炉或取消燃煤锅炉，降低二氧化碳排放（碳交易成本）；易实现废水、二氧化硫、氮氧化物等可实现近零排放。
——提高能效。MTO采用直供电模式可将整体能效提升2个百分点左右，从而满足国家44%的能效准入要求。
表1 现代煤化工盈利能力估算情况 美元/桶
盈亏平衡油价 基准收益率油价
MTO 40~45 65~70
煤制乙二醇 45~50 70~75
煤直接液化制油 50~55 75~80
煤间接液化制油 55~60 75~80
表2 资（能）源消耗和污染物排放指标对比
序号 指标 单位 煤基烯烃 石油基烯烃
一 资源消耗指标
1 单位产品能耗 吨/吨烯烃 5.0~5.5 ~2.5
2 能源转化效率 % 36~38 ~70
3 新鲜水耗 吨/吨烯烃 21~24 ~6.5
二 排放指标
1 吨烯烃CO2排放量 吨/吨烯烃 10.0~12.0 ~3.5
2 吨烯烃SO2排放量 千克/吨烯烃 1.0~1.5 ~0.5
3 吨烯烃NOx排放量 千克/吨烯烃 1.0~1.5 ~0.5
4 吨烯烃一般固废排放量 吨/吨烯烃 0.8 ~0.1
注：石油基烯烃污染物排放没有考虑油品、芳烃分摊