现代煤化工技术是推进煤炭利用由燃料向原料转变的重要方式。党的二十大报告明确提出“深入推进能源革命,加强煤炭清洁高效利用”,为新时代煤化工产业高质量发展指明了前进方向。
“富煤、贫油、少气”是我国能源资源禀赋的突出特点,煤基能源化工产品可以将煤炭转化为优质清洁的油品,从而有效缓解我国对进口原油的依赖,增强我国能源战略安全保障能力。近年来,我国现代煤化工主要产品的产能、产量水平快速上升。2021年,我国煤制油、煤(甲醇)制烯烃、煤制气、煤(合成气)制乙二醇产能分别达到931万吨/年、1672万吨/年、61.25亿立方米/年、675万吨/年。
为发挥煤炭主体能源优势,促进煤炭清洁高效利用,煤化工产业发展战略应高度重视“高端化、多元化、低碳化”的研究和探索,创造新的增长极,提升产业韧性。
在“高端化”方面,加大关键核心技术创新力度,促进产业链向下游延伸。煤气化、煤液化是现代煤炭转化的龙头技术,我国已建成鄂尔多斯108万吨/年煤直接液化项目、宁夏400万吨/年煤间接液化项目等国家级示范工程,形成具有自主知识产权的大型加压煤气化装备、高温浆态床费托合成工艺等新技术,产业规模位居全球前列。
现代煤化工要重点突破煤炭分级液化的温和加氢液化、残渣热解、固体残渣-废水共气化等关键技术,鼓励引导颠覆性工艺技术创新。我国需加快布局煤基低碳高附加值新材料领域,引导烯烃原料轻质化、优化芳烃原料结构,提高碳五、碳九等副产资源利用水平。
在“多元化”方面,推动工艺路线多元化,加快构建多元化产品体系。在工艺方面,要加强现代煤化工与石油化工、天然气化工、生物化工等产业融合,规划建设煤制油气战略基地,形成相互补充、联动发展的多元化产业结构。在产品方面,要加快构建“油—化—新材料—煤基燃料”的多元化产业链条,实现由单一的油品和聚烯烃产品向煤基特种燃料、煤基生物可降解材料和高等级碳素材料等特色煤化工产品延伸。重点研发百万吨级煤油共加氢制芳烃和军用燃料、航空燃料等高品质特种燃料油成套技术;突破煤基生物可降解材料——聚乙醇酸(PGA)技术攻关。目前,国家能源集团榆林化工5万吨/年PGA可降解材料示范项目已正式建成投产,与生产聚烯烃产品相比,每吨PGA产品原料煤消耗降低1/2,吨产品CO2排放降低2/3,吨产品的工业值增加2~3倍。在PGA技术的基础上,应进一步延伸产业链,形成功能齐全、品种多样的煤基生物可降解材料系列产品,推进煤基新材料向综合利用、多元化转型。
在“低碳化”方面,推进新能源与现代煤化工耦合发展,开展煤化工CO2捕集与封存(CCS)和CO2捕集、利用与封存(CCUS)技术攻关。一是要促进煤化工与绿电、绿氢等有机融合,加强氢能在煤化工工艺过程中的使用,推动绿氢耦合煤化工项目走向规模化。二是在末端环节大力探索煤化工CO2资源化利用技术研发。现代煤化工CO2排放浓度高、易回收、成本低,其中70%可实现回收。
目前国家能源集团鄂尔多斯煤制油的CCS示范项目,已累计注入地下封存30.26万吨;国内成本较低的煤化工CO2捕集项目——陕西延长石油集团30万吨/年CO2捕集项目建成投产,将捕集的CO2全部用于油田的CO2驱油和地质封存,每年可减少CO2排放30万吨。通过CCS和CCUS技术将煤化工、燃煤电厂排放的CO2捕集并用于驱油前景广阔,要积极部署百万吨级CCS示范项目,促进我国CCUS技术规模化、商业化应用,为现代煤化工产业实现零碳发展提供技术支撑。
按照习近平总书记“提高煤炭作为化工原料的综合利用效能”的重要指示,我国现代煤化工产业应加快“高端化、多元化、低碳化”发展,推进煤化工工艺和装备制造水平升级,形成煤化工绿色低碳发展新格局。