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践行“低碳”战略 推动煤化工产业绿色发展
2023年3-4期 发行日期:2023-02-17
作者:■ 安徽省化工行业协会名誉理事长 夏英彪

  综观当前煤化工行业,其新常态表现在以下几个方面:煤化工总需求增速放缓,甚至不再大幅度增长,其市场由数量控制转为质量控制;原料多元化、产品多样化,需求个性化将成为新常态;市场由产品主导转为服务为主导,科技创新将引领企业发展;“双碳”、资源、环境、安全、能源对企业的约束力越来越强,产业去政策化加速;国际油气价格波动且不稳(2022年最高曾达120美元/桶,这十分有利于煤化工的发展),为此要依靠市场与新材料、新能源、新技术进一步合理配置资源。

煤化工发展概况

  我国是世界上最大的煤化工生产国,传统煤化工产业和现代煤化工产业发展迅速,且各自出现不同的特点和不同的发展道路。  

  煤气化是煤化工生产过程中的重要单元,凡是以煤基合成气、甲醇、合成氨等为原料的产品,都离不开煤气化。近十五年来煤气化技术按炉型分主要有固定床、流化床和气流床三种。其中,固定床气化技术能耗较高,且对原料煤的要求较苛刻,属于早期、现代称之谓落后的技术工艺;流化床也存在单炉气化能力较低、气化压力低、工业化运行不稳定以及环境污染等问题;气流床技术由于单炉产能大,能耗低,清洁环保,多用于大型现代煤化工项目中,按进料方式不同又分为水煤浆气化技术和干粉煤气化技术两大类。

  在“双碳”要求的新形势下,必须进一步明确行业和企业自身的定位。

  1.对已建成的各种煤气化炉要认真开展对标活动。总结经验教训,改进操作,完善管理,坚持八字方针:计量、测定、考核、兑现,突出降低消耗、提质增效。

  2.“十四五”期间要在先进性、可靠性、适用性和经济性的基础上,加速煤气化技术的升级改造。使煤种的适应范围逐步拓宽,非无烟煤比重逐步加大,消耗水平逐步下降,使企业的生产工艺在技术的先进性和效益的先进性上再上一个新台阶。

  3.进一步提升管理水平,特别在管理、技术创新上要下真功夫。先进的煤气化技术和现代煤化工发展,对企业管理、特别是技术及设备管理都提出了更高、更严的要求。装备的大型化不仅仅是设备尺寸的大型化,更是要求单位体积的处理能力和效率的提高,单炉日投煤量、气化压力、气化效率、排放数量、残炭多少、运行周期、自控水平等都应有新的要求和提升,对于新型煤气炉 ,一定要在新装置的“本质安全”、稳产、长周期、经济运行上下功夫,在煤种的适应性、煤基多联产和节能减排的技术创新上动脑筋。要在员工的技术培训和素质提升上下功夫,使先进的煤气化技术升级改造成为整个企业技术、管理水平提高的一个新标志、新动力、新起点。

关于煤化工、煤气制氢能发展的建议

  我国煤化工产业无论是产能还是技术装备水平都已达到了一个新的高度,新型煤化工技术与工业化水平达到世界先进水平(煤炭深加工关键技术取得突破,例如煤制油、煤制烯烃等);装备国产化率大幅提升;培养和锻炼了技术创新人才和一批管理队伍;为煤化工后期健康长久发展提供了强大的技术支撑和产业基础。国际油价在经历2020年几近腰折的大跌之后,进入持续波动上涨的不稳定时期(处在百年变局和世纪疫情叠加演进、地缘政治风险升级、需求收缩、供给冲击、经济预期不稳的社会大环境下,包括油价波动等)。今后五年将是我国煤化工调整发展的关键期。

  但目前存在着产能过剩,重复建设、同质化竞争的格局,传统煤化工产业发展累积的矛盾日渐突出;现代煤化工超常规发展后果显现;技术可靠性和经济合理性有待进一步验证;产能和产品的标准体系还不够完善等。除了拥有煤炭资源,重要的还要考虑产出比、水资源及生态环境:甲醇能量产出比是4.2∶1,煤炭直接液化每产1吨油耗水7立方米,间接液化吨油需水12立方米;合成氨和甲醇也需大量的水。正因为如此,煤制油在国际上发展并不顺利,只有煤炭占能源90%以上的南非一直强力推动其发展。

  “十四五”煤化工示范项目年总需水量每年可达11亿立方米。如果加上采煤、火电,中国煤面料基地建设将消耗水资源约100亿立方米。相当于1/4一条黄河正常年份可供水量。这些煤化工项目大都分布在新疆、宁夏、内蒙等西北部干旱省份,高耗水的煤化工项目大规模上马取水于河流或地下水,为此要建坝、截流,要排放污染,又将加剧水资源短缺矛盾,可能会令许多地区生态系统土地退化,并给黄河等西北命脉河流带来沉重负担。

  在煤化工行业,制氢是产业链的龙头,投资的重心,也是温室气体排放的热点。能源的演进将氢能推上清洁能源的高峰,为煤化工行业开辟了崭新的空间,在今后的氢能发展中,将要扮演重要的角色。

  挑战与机遇并存,是产业发展的内在规律,企业无论是在顺境还是逆境中发展,总是有危有机,危、机同在。煤化工行业已经到了依靠创新求生存、求发展、求进步、求强大的历史关头,煤化工行业只有把创新发展作为主旋律,才有由弱变强的可能。当下应抓好四项工作:一是制定新形势下的发展战略;二是加快数字煤化工建设步伐;三是走合作发展之路;四是把创新发展作为主旋律。

  从全国来看煤化工发展应当加强以下几方面工作:

  (一)统筹规划、树立一盘棋思想

  我国煤化工面临着结构调整、技术升级、淘汰落后产能的重要任务,要统筹规划,坚持“科学布局、审慎决策、稳妥推进”原则,包括:煤炭液化、煤制烯烃、煤制乙二醇、煤制天然气、煤制油。以及正在开发应用的:煤制芳烃、煤质分级利用、技术装备自主化。适用于我国煤种的大型先进气化、净化、分离等技术,以及系统优化集成与设计技术等。

  坚持一体化、基地化、大型化、现代化原则,统筹规划、合理布局、推动经济、生态环境与社会协调发展,既要有政府行为,又要有杠杆作用(政策、门槛),也应依据市场法则——优胜劣汰。大小是一个尺度,但不应是唯一的标准,适者生存,适者即是合理的。

  (二)新型煤化工技术需要不断的完善和提升

  煤化工是一个产业,对这一产业的发展要本着积极慎重之原则,应当有科学严谨的态度,扎实开展科研攻关,即集中精力(财力、人力)攻关,中试和工程放大,一步一个脚印,积极稳妥地予以发展,不断总结经验教训,使之日臻完善。

  没有最好的(工艺路线),只有最适合的(工艺路线),应依据企业实力及产业定位、所在地的资源、运销半径、水资源情况、消费习惯及水平等通盘考虑,审慎决策。

  新型煤化工(国家推荐工业化示范成功的五大新型煤化工技术路线)应与煤分质利用技术相对接。

  应探索和开发一批具有自主知识产权的先进煤炭深加工技术并实现产业化;产业技术水平不断提升;能源转化率进一步提高;对生态环境的负面影响进一步降低;应集煤炭开发、加工转化、化工(化肥)、电力于一体的大型企业。

  (三)煤化工产业应当有序发展

  目前我国煤化工产品总体处于国际分工和产业链的中低端,传统优势日益减弱。今后应把发展的重点放在技术进步、模式创新、产业链重组延伸、提高竞争力与产业活力上来,推动传统煤化工由中低端向高端挺进,现代煤化工由一哄而上及同质化竞争向有序发展过渡,煤化工产业由大众化向精细化、差异化转变。

  近十五年以来我国煤化工发展过热,其中重要原因之一是,大型煤炭企业以极低的成本获取了煤炭资源,发展新型煤化工产业具备极低的成本约束,在当时的市场经济条件下煤化工热高烧不退的关键是因为没有发挥市场在煤炭资源配置过程中的基础性作用。

  (四)加大政策调控力度

  中国的煤炭产量占全球的一半,成为世界上最大的煤炭生产国,但同时中国也是全球最大的煤炭进口国。这加剧了中国的碳排放,面临日益增大的减排压力。

  鉴于行业产能过剩的问题,国家已制定相关煤化工产业准入门槛,严格控制产能总量,应从企业规模和项目水平、能源消耗、环境保护(包括水资源)、安全生产、资源条件等方面提出产业准入标准,对新项目要建立审批制、备案制,严格控制国家建设投资和银行贷款,遏制盲目建设,将产能控制在一个合理的规模水平上。

  今后应提高能源利用率,实现关键设备自主研发和国产化还有待提高。以企业创新为主体,通过政策、法规、财税、经济(价格、铁路运价)等手段,促进产学研用无缝对接,不断攻克煤化工技术之关键与难点。

  “十四五”期间,我国煤化工产业将紧扣“双碳”、供给侧结构性改革的步伐,继续推进产业转型升级;实施科技创新发展战略,持续提高产业核心竞争力;践行绿色发展战略,努力提高行业低碳发展水平;满足新动能(氢能),满足现代农业发展的新需求,努力提高农化服务的水平;加快“走出去”步伐,积极构建国内国外双循环体系。


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