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煤化工应走工艺低碳、产品高端之路
2021年23期 发行日期:2021-12-03
作者:■ 中国化工信息中心咨询事业部 陈丽

  9月13日上午,习近平总书记到国家能源集团榆林化工有限公司视察并指示:“煤炭作为我国主体能源,要按照绿色低碳的发展方向,对标实现碳达峰碳中和目标任务,立足国情、控制总量、兜住低线,有序减量替代,加快煤炭消费转型升级。煤化工产业潜力巨大、大有前途,要提高煤炭作为化工原料的综合利用效能,促进煤化工产业高端化、多元化、低碳化发展,把加强科技创新作为最紧迫任务,加快关键核心技术攻关,积极发展煤基特种燃料、煤基生物可降解材料等”。近年来,在双碳目标下,煤化工发展压力加大,习总书记“煤化工大有前途”的指示让行业备受鼓舞,必将迎来煤化工的又一次快速发展。

煤化工产业发展进入调整期

  煤化工是指以煤为原料,经化学加工使煤转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的过程。可以分为传统煤化工和现代煤化工。传统煤化工有焦化行业、电石行业、氮肥行业和甲醇行业;现代煤化工有煤炭液化、煤制烯烃、煤制乙二醇和煤制天然气等。随着能源高效利用和清洁生产的需求,传统煤化工正在加速向现代煤化工发展。煤化工产业链如图1所示。

  传统煤化工:“十三五”期间,我国传统煤化工以供给侧结构性改革为主线,大力推进产品结构调整,推动工艺技术装备升级,提升企业经营管理,促进产业结构调整和转型升级。“十三五”以来,我国氮肥行业在总量控制、结构调整、装置大型化、生产集约化、技术创新、清洁生产等方面进步较大。2016—2020年我国氮肥行业累计退出合成氨产能1979万吨/年,尿素产能1787万吨/年。2020年,我国合成氨和尿素产能与2015年相比分别下降了8.7%和19.1%。采用新型煤气化技术的合成氨产能比2015年提高16.9个百分点。甲醇行业共退出产能1178万吨/年,2020年总产能到达9141万吨/年,比2015年提高了22.6%。2020年煤制甲醇产能已达7070万吨/年,占甲醇总产能的77.3%,比2015年提高了34.6个百分点。焦化行业“十三五”期间化解过剩产能超过5000万吨/年,焦炉煤气综合利用制甲醇总能力达到1400万吨/年,焦炉煤气制天然气能力达60多亿立方米/年,煤焦油加工总能力达到2400万吨/年,苯加氢精制总能力达到600万吨/年。

  现代煤化工:现代煤化工是促进煤炭清洁高效利用和油气补充的重要方式,是国家能源生产和消费革命的重要内容。“十三五”期间,以煤制油、煤制烯烃、煤制乙二醇和煤制天然气为主的现代煤化工产业在工程示范、技术创新,以及产业化推广等方面取得了显著效果。截至2020年,我国已建成9套煤制油、36套煤(甲醇)制烯烃、25套煤制乙二醇、4套煤制天然气、1套煤制乙醇、3套新型低阶煤热解工业示范及产业化推广项目,煤制油、煤制烯烃、煤制乙二醇、煤制气产能分别达到823万吨/年、1062万吨/年、483万吨/年、51亿立方米/年。煤制芳烃技术创新不断取得新突破,走在了世界煤化工产业创新发展的最前列,奠定了现代煤化工产业发展的坚实基础,现代煤化工发展步入了一个新的发展阶段。2020年我国现代煤化工产业的原料煤转化量约1.55亿吨标煤,约占煤炭消费量的5.6%。

煤化工产业挑战与机遇并存


  2020年以来,在新冠肺炎疫情蔓延、油价波动和双碳目标等多重压力下,煤化工行业整体生产经营受到严重影响,行业面临前所未有的困局。2021年是“十四五”的开局之年,也是开启全面建设社会主义现代化国家新征程的起步之年,我国将构建以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局。习总书记对煤化工的指示更是对煤化工发展给予了极大的鼓励和肯定,让行业信心倍增。

  1. 挑战:

  一是环保和碳减排压力大。随着新环保法,以及大气污染、水污染、土壤污染等专项行动的实施,煤化工污染控制要求将更加严格,尤其现代煤化工项目获得环境指标、用水、用能的难度加大。

  二是油价波动致使现代煤化工项目经济性变差。根据目前中东等产油地区局势变化、国际原油市场价格走势,以及全球宏观经济形势发展和油气供需平衡等情况判断,国际原油价格波动大,2020年低位运行,2021年恢复性提高,预计将来会稳定在合理水平,对石油路线化工产品的生产成本比较有利。而国内煤炭供应紧张,价格持续高位,现代煤化工项目盈利能力大幅度下降。目前除煤制烯烃微利外,多数现代煤化工项目亏损,成本竞争力将成为制约现代煤化工生存发展的一个关键因素。

  三是国内外石油化工品等的竞争。近年来国内炼化一体化和轻质裂解大项目快速发展,民营、国有、外资炼化企业发展迅速,恒力、荣盛、盛恒等民营企业主动从下游纺织行业向上游炼化行业延伸,打通了从原油加工-化工产品-纺织产品的全产业链;中石化、中石油、中海油、中化等央企也打破了原油主要用于生产油品的传统模式,积极向下游高附加值化工产品延伸;埃克森美孚、壳牌、沙特阿美、巴斯夫等国际石油石化巨头纷纷抢滩中国市场,建设具有世界领先水平的一体化项目。石油化工与煤化工的产品链存在交叉和重叠,必然构成市场竞争格局,煤化工竞争压力大。

  2. 机遇:

  一是现代煤化工在保障能源安全方面具有重要地位。我国石油天然气供需矛盾不断加大,每年大量进口石油和天然气,不断攀升的油气对外依存度,影响着我国的能源安全。在当前油气对外依存度不断攀升、地缘政治风云变幻的严峻形势下,利用我国相对丰富的煤炭资源和先进的煤化工技术,适度有序发展现代煤化工,对推进国家中长期能源发展战略具体非常重要的意义,为增强我国能源体系安全提供重要保障。“十四五”规划纲要强调,要实施能源资源安全战略,坚持立足国内、补齐短板、多元保障、强化储备,完善产供储销体系,增强能源持续稳定供应和风险管控能力,实现煤炭供应安全兜底、油气核心需求依靠自保、电力供应稳定可靠。在此形势下,现代煤化工大有可为。

  二是现代煤化工产业是促进煤炭清洁高效利用和煤炭产业转型升级的重要途径。习近平总书记提出了“二氧化碳排放力争2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”的目标,能源和化工行业减碳任务巨大,也倒逼行业加快科技创新和节能减排力度。通过现代煤化工产业发展,与煤炭产业一体化融合发展,可实现煤炭从源头到终端利用的全过程最大限度清洁高效利用。煤制油可以将煤炭转化为优质清洁的油品,煤制化学品可以对煤炭中碳、氢、硫、氧等元素充分转化或利用,部分碳可以固化在化工产品中,煤炭在煤化工产业中的原料属性地位凸显,减碳固碳效果明显。

  三是大宗基础产品过剩,但高端化工品短缺,清洁油品及石化基础原料多元化供应仍有巨大需求。我国石化产业正处于成长后期,虽然化肥、化纤、橡胶等基础产品过剩,但乙烯、乙二醇、对二甲苯等主要原料仍然短缺,碳基新材料、α-烯烃、生物可降解塑料等高端化工品需求仍有较大空间。

启示

  当前世界一次能源消费仍然以化石能源为主导,我国化石能源资源特点是“缺油,少气,富煤”。煤炭是我国基础能源和重要原料,在全国已探明的化石能源资源储量中,煤炭占94%。利用我国相对丰富的煤炭资源和先进成熟的现代煤化工技术及装备适度发展煤化工产业,可以拓展化学品和清洁能源产品的原料来源渠道,实现对油气的直接或间接替代,对于促进石化原料多元化、保障国家能源安全、支撑国民经济发展、促进煤炭清洁高效利用、调整和优化石化产业结构等都具有十分重要的意义。“双碳”形势下,虽然煤化工发展面临的挑战越来越大,但同时机遇也是显而易见的。工艺低碳化,产品高端化、多元化是发展的关键。

  1.降本增效,节能减排,绿色低碳发展

  通过技术进步,逐步降低单位产品能耗、水耗和排放指标。探索构建降本增效的长效机制,通过开展成本对标工作,加强生产物资消耗定额管理,全面推行作业成本和预算控制。加大现代煤化工绿色低碳工艺、技术和装备的研发、示范和推广力度。针对废水装置、结晶盐处理和综合利用等关键技术问题,开展行业环保示范,提升“三废”资源化利用水平。研发二氧化碳甲烷多重整制合成气、二氧化碳加氢合成甲醇技术、二氧化碳制取降解塑料等二氧化碳综合利用技术,探索开展二氧化碳综合利用新途径,减少温室气体排放对环境的影响。

  2.科学至上,加强科技创新

  科技是第一生产力,通过产学研用协同创新,实施创新驱动发展战略,构建绿色煤化工技术创新体系,围绕制约现代煤化工产业发展的重大关键共性技术和装备,积极开展科技攻关,加强基础研究,以及共性技术、颠覆性技术创新,强化原始创新和集成创新,全面提升产业科技和装备水平。

  3.高质量发展,促进产业高端化和差异化

  传统煤化工产品多数已经供大于求,未来应走产品增效和产业链向纵深精细化延伸的道路。现代煤化工产品要延长产业链、提高产品附加值、在高端化、多元化和差异化方面下功夫,实现绿色高质量发展,提高竞争力。

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