煤化工是指以煤为原料，通过化学加工使其转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的过程。我国的能源资源禀赋是“富煤、贫油、少气”，煤化工是促进化石原料多元化的重要途径，不仅能有效缓解我国油气资源相对匮乏的压力，更为能源结构的优化提供有力支撑。在我国“双碳”目标加速推进的背景下，传统煤化工“高碳排、高耗水、低附加值”的粗放发展模式带来的弊端日益凸显，煤化工产业正经历深刻变革，推动煤化工产业链低碳化、高端化发展至关重要。本文立足于煤化工产业的现状，深入剖析煤化工产业发展面临的挑战，探索其可持续发展路径，为提升产业竞争力提供参考。
产业发展现状
（一）煤化工产业链构成及发展现状
我国煤化工产业已形成完整的产业链体系，涵盖上游原材料供应、中游煤化工产品生产加工以及下游需求消费三个环节。
上游：煤炭资源供应与初级加工。上游环节主要包括煤炭的开采、洗选及初级加工。我国煤炭资源丰富，为煤化工产业的发展奠定了坚实基础。据《2024煤炭行业发展年度报告》，2024年我国原煤产量达47.8亿吨，同比增长1.2%，占全国一次能源生产总量的66.6%。从地域分布来看，我国煤炭生产重心集中在中西部地区。2024年，山西、陕西、内蒙古、新疆四省（区）原煤产量39亿吨，占全国总产量的81.6%。“十四五”以来，我国加速推进煤炭产业升级，一批现代化煤矿、智能化煤矿相继建成投产，智能化产能已占煤炭总产能50%以上，显著提升了煤炭开采效率和质量。
中游：传统煤化工与现代煤化工并行发展。中游环节是煤化工产业链的核心，可分为传统煤化工和现代煤化工。传统煤化工主要包括煤制合成氨（尿素）、焦炭、电石等产品。例如，“煤-合成氨-尿素”产业链在农业肥料领域发挥重要作用，为农作物生长提供重要养分；“煤-焦炭”服务于钢铁和有色金属冶炼，为冶炼过程提供能源与还原剂；“煤-电石-PVC”凭借低成本优势，为通用塑料生产提供原料。
现代煤化工称为新型煤化工、煤炭深加工，是指以煤为主要原料生产多种清洁燃料和基础化工原料的煤炭加工转化产业。现代煤化工产业主要包括煤制油（煤直接液化、煤间接液化）、煤制天然气、煤制化学品（含烯烃、芳烃、乙烯醇等）、低阶煤分级分质利用等领域。2024年，我国煤制油、煤制气、煤制烯烃、煤制乙二醇年产能分别达到931万吨、74.55亿立方米、1972万吨、1143万吨。当前我国油气对外依存度高企，现代煤化工产业的发展和技术进步对我国炼油化工产业起到了较好的补充作用，能够一定程度上缓解我国石油和天然气资源短缺问题，对保障我国能源安全具有重要意义。
下游：应用领域广泛。煤化工产品凭借其多样的属性与功能，广泛应用于燃料、医药、农业、制造业等多个领域。在燃料领域，煤制油、煤制气可作为传统燃油和天然气的替代品；医药领域，煤化工产品可作为合成药物的关键中间体，例如某些含氮化合物可用于生产抗生素等药物；农业领域，煤制化肥可直接用于农业耕种，煤化工衍生品还可用于农药生产、土壤改良剂等；在制造业中，煤化工提供的原材料广泛应用于塑料制品、纺织品等产品的生产。
（二）煤化工产业区域分布特征
我国煤化工产业的区域分布与煤炭资源的分布有关，呈现显著的资源依赖特点。由于我国煤炭资源分布不均，因此煤化工产业主要集中于煤炭资源富集的华北和西北地区。国家充分考量我国煤炭资源分布情况，出台了相关政策，重点引导中西部地区有序发展煤化工产业。2016年国家发展改革委发布《现代煤化工产业创新发展布局方案》，将内蒙古鄂尔多斯、陕西榆林、宁夏宁东、新疆准东确定为现代煤化工产业示范区。2022年国务院印发的《关于加强煤炭清洁高效利用的意见》进一步强化区域布局，提出高标准建设山西、蒙西、蒙东、陕北、新疆五大煤炭供应保障基地。其中，榆林、鄂尔多斯、宁东构成的能源“金三角”是我国现代煤化工产业发展的集聚高地。目前已形成榆鄂宁现代煤化工产业集群，拥有3个国家现代煤化工产业示范区、2个煤制油气战略基地和全国唯一的能源革命创新示范区布局。2024年集群主导产业产值达到5335亿元。煤制油、煤制烯烃、煤制乙二醇产能居全国第一位。
我国中部地区是煤化工产业转型的重要区域。山西省是焦化大省，焦化产能达4亿吨。目前山西省正积极推进煤化工产业转型升级，逐渐形成以焦炉煤气为原料的多元化产品体系和以煤焦油、粗苯为原料的碳基新材料产业链，涵盖煤制油、煤制甲醇和煤制乙二醇等多条产业链。
东部地区，安徽省煤炭资源较为丰富，且具有水资源优势，已初步形成了煤电联产、煤焦化和煤气化三大产品体系，在新型煤化工合成材料领域培育了化工新材料、高端功能助剂、关键医药中间体、新能源电池材料以及电子化学品等五个特色产业。
值得注意的是，湖北省虽煤炭资源相对匮乏，却凭借独特的地理位置和交通优势，将煤化工产业培育为经济新兴增长极。依托铁路与长江水道，湖北省形成铁水联运综合优势，丰富的水资源更是强化了该地发展煤化工的竞争力。其中，湖北荆州重点发展现代煤化工，已经引进了一批化工龙头企业在江陵新能源新材料产业基地聚集，推动煤化工产业快速发展，成为中部地区煤化工产业转型的新亮点。
产业发展面临的主要挑战
（一）碳减排压力较大。煤化工产业作为高能耗产业，其碳排放问题日益突出。在我国“双碳”战略目标下，煤化工产业面临前所未有的减排压力。《现代煤化工产业创新发展布局方案》及《煤炭工业“十四五”高质量发展指导意见》等政策文件，均明确了煤化工产业高效低碳发展的方向。煤化工产业碳排放强度较大，且远大于石油化工和天然气化工。煤制烯烃的单位产品碳排放系数达10.8吨/吨烯烃，碳排放强度为石油路线的3倍；煤制乙二醇单位产品碳排放系数达5.1吨/吨乙二醇，碳排放强度为天然气路线的3倍。据中国氮肥工业协会统计，煤制合成氨、煤制甲醇排放量可达石化和化工行业排放总量的38%。
（二）资源要素的制约。近年来，煤化工企业纷纷转向现代煤化工产业，然而其高耗能、高耗水、高碳排放的特点与资源环境约束的矛盾日益凸显。以煤制烯烃为例，每吨产品需耗煤4.7吨，煤制油则需耗煤3.3吨。此外，煤化工属于高耗水产业，煤制甲醇耗水量约为6~7吨/吨甲醇、煤制合成氨耗水量6~7吨/吨合成氨、煤制烯烃耗水量22~28吨/吨烯烃。我国水资源分布不均，而煤化工产业主要分布在西北等水资源相对匮乏的地区，与我国水资源“南多北少”的分布格局错位，水资源短缺已成为煤化工产业发展的重大制约。
（三）环境保护问题突出。煤化工生产过程衍生的环境污染问题严峻，产生的大量废气、废水和固体废物（以下简称“三废”）中往往携带多种有害物质，会对周边环境造成负面影响。废气中可能含有二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等污染物，是造成大气污染的重要物质，直接影响区域空气质量。废水成分更加复杂，包含大量有机污染物、重金属等有害物质，处理难度极高，若未经有效处理直接排放，极易引发水体与土壤污染，破坏生态平衡。固体废物如煤矸石、粉煤灰和脱硫石膏等，不仅大量占用土地资源，若处置不当，还会引发扬尘污染、淋溶水污染等二次环境问题，进一步加剧生态环境负担。
（四）产业结构待优化。我国现代煤化工产业经过多年的发展，已经过工业示范和升级示范两个阶段，产业规模稳步增长，大型煤气化、高温费托合成、煤制乙二醇等技术领域已经达到国际领先水平。然而，在产业迅速发展的同时，产品结构失衡问题也日益突出，呈现出传统煤化工产能过剩与高端产品不足并存的问题。一方面，我国焦炭产能仍然过剩，尿素、电石等产能陆续提高，但市场需求量有限，产能过剩逐渐成为制约行业发展的瓶颈。另一方面，下游高端化学品市场需求旺盛，但新型煤基材料、可降解材料等高端精细化工产品供给不足，进一步加剧了市场竞争。
产业可持续发展路径
（一）推动绿色低碳技术创新与应用。一是发展高效低碳煤化工技术，加大对大型煤气化、低温费托合成、煤制天然气等高效低碳技术的研发和产业化应用。重点攻关煤制氢、煤制化学品过程中的二氧化碳捕集、利用与封存（CCUS）技术，推动CCUS技术的大规模应用，降低单位产品碳排放强度。二是探索煤化工与可再生能源的耦合发展模式，如使用绿电代替蒸汽驱动、通过绿电制氢补充煤化工合成气中的氢元素，降低碳排放，实现源头降碳效果。
（二）推进节水降耗与资源高效利用。一是推广节水技术与工艺，采用空冷、闭式循环等节水技术，逐步推广废水深度处理回用技术措施，减少新鲜水取用量，降低单位产品水耗。二是采用先进、适用的节能、节水工艺技术实施清洁生产改造，从源头减少“三废”，实现末端治理向源头减排转变，提升节能减排水平。
（三）强化污染治理与生态保护。一是倡导废弃物资源化利用，推进煤化工上下游单元衔接，实现焦炉气、余热等资源循环利用，降低生产能耗水平；将煤化工生产过程中产生的废渣、废水进行资源化利用，例如利用粉煤灰、炉渣生产建材，利用处理后的废水进行灌溉或生态修复。二是在煤化工产业园区内，推动企业之间的物料循环利用，构建循环经济产业链，实现资源的最大化利用。
（四）加快产品结构调整与产业升级。一是发展高端精细化工产品，加大对新型煤基材料、可降解材料、电子化学品等高端精细化工产品的研发和产业化力度，满足市场对高端化学品的需求。二是推进产业融合，推动煤化工产业内部产品链和上下游产业链融合，实现多元化发展，提高产品附加值和市场竞争力。三是加强技术创新平台建设，建设国家级煤化工技术研发平台，加强产学研合作，突破高端产品生产的关键核心技术。