从“十一五”到“十二五”的十年可谓是我国现代煤化工产业的黄金十年。尤其是“十二五”期间,一些煤化工关键技术实现重大突破,部分工业化示范试验取得良好进展,我国现代煤化工的技术水平总体上处于国际领先地位,各界投资热情高涨。然而,由投资热引发的各种问题也随之而来,在当前环保政策收紧、国际油价持续低位徘徊的背景下,国内煤化工产业的发展已处于十字路口。
关键技术取得重大突破
对于“十二五”期间煤化工产业取得的成绩,中国石油和化学工业联合会副秘书长胡迁林体会颇深。他告诉记者,我国现代煤化工有30多年的技术积累,真正进入规模化的发展是从“十一五”开始,国家陆续批准建设了一些示范工程项目,到了“十二五”期间,则实现了更大的发展。
“‘十二五’期间,现代煤化工无论是在一些关键技术的突破,还是产品规模化发展上都有了很大进展,发展水平已经走在了世界前列,成为世界上最大的现代煤化工生产大国。另外,由于五年间的增速较快,现代煤化工也成为我国石油化工行业发展中的一个最大的亮点。”胡迁林强调说。
据胡迁林介绍,“十二五”期间国内煤化工产业规模快速增长。
到2014年底,国内煤制油(包括直接液化、间接液化)总产能达158万吨,煤(或甲醇)制烯烃产能达613万吨,据最新统计,截至2015年6月,煤(或甲醇)制烯烃的产能已经达到732 万吨。到2014 年底,煤制乙二醇产能为125 万吨, 截至2015 年上半年, 煤制乙二醇产能已达190 万吨。煤制天然气到2014 年底达到31 亿立方米的规模。可见现代煤化工的产业规模在“十二五”期间实现了快速增长, 尤以煤制烯烃产业的发展最为迅速。
与此同时, 技术创新取得了重大突破。据胡迁林介绍,“十二五”期间,我国煤化工龙头技术, 即煤气化技术取得了重大突破, 国内自主开发的煤气化技术已开始在示范装置和其他装置上大面积推广应用。比如,华东理工大学与兖矿集团共同开发的多喷嘴对置式水煤浆加压气化技术, 到目前为止已在国内签约111 台套气化炉,有40 台套在工业化装置上实现了成功运行; 航天粉煤加压气化技术,该技术已经签约72 台气化炉,有24 台已在工业化装置上成功运行; 清华大学等开发的水冷壁水煤浆气化技术, 该技术已签约39 台气化炉,有2 台运行成功; 中石化与华东理工大学合作开发了SE 粉煤气化技术;华能集团清洁能源研究院开发的两段式干煤粉加压气化技术, 此项技术已成功应用于我国首套250 兆瓦IGCC 示范装置。
据了解,“十二五”期间,除煤气化技术外, 我国还在一些煤化工关键技术上取得了突破。如国内自主开发的神华煤直接液化技术, 已应用于世界首套百万吨级的煤制油项目, 目前已进入商业化运行阶段; 中科合成油公司开发的高温加热床费托合成技术, 也成功在伊泰、潞安、神华分别建成16 万吨/年F-T(费托)合成油示范装置; 兖矿开发的低温费托合成技术, 则服务于榆林未来能源公司建成的百万吨级示范装置上; 特别是由中科院大连化物所等自主开发成功的甲醇制取低碳烯烃(DMTO)技术,已经建成8 套工业装置, 烯烃总产能达到460 万吨/年。另外,国内多家企业和科研单位共同开发的煤制乙二醇技术, 已经建成的工业化装置总规模达到160 万吨/年。
胡迁林还表示, 除在工业化及示范装置上应用的自主技术之外,“十二五” 期间还有一些关键技术也取得了不错的成绩。如清华大学与华电煤业集团共同开发的甲醇制芳烃技术, 现已完成了工业性试验。而且今年又有两项新的技术通过了鉴定, 一是陕煤化集团开发的甲醇制丁烯联产丙烯技术,已经建成万吨级装置;二是延长石油集团开发的煤油共炼技术,建成了年处理煤油量45 万吨的工业化示范装置,并于2015 年9 月份通过了中国石化联合会组织的科技成果鉴定。
总之, 通过煤化工技术的进步发展, 国内已经开发出了以煤为原料, 生产汽柴油及“三烯三苯”技术,为石化行业的原料多元化提供了重要的技术支撑。
示范项目积累实践经验
胡迁林谈到,“十二五”期间, 由于煤化工技术有所突破, 煤化工示范也取得重大成效。到目前为止,国家发改委已经批准了38 套包括煤制烯烃、煤制油、煤制天然气和煤制乙二醇的示范工程, 通过运行解决了一大批产业化、工业化的技术难题, 部分项目也实现了长周期的运行。开得不错的装置包括神华包头首套60 万吨/年煤制烯烃装置, 伊泰16 万吨/年煤间接液化(制油)装置。此外, 神华的煤直接液化百万吨装置也进入了商业化运行。
另外,煤化工园区化、基地化取得进展。在内蒙古、陕西、宁夏、山西等省区,产业发展的园区化、基地化格局已经初步形成, 已经形成像内蒙古鄂尔多斯、宁夏宁东以及陕西榆北、新疆准东、伊犁等煤化工基地, 基地化格局已基本成熟。
国家能源局总经济师李冶在谈到“十二五”期间我国煤炭深加工产业升级示范工作所取得的成就时表示,国家能源局成立后,开始系统地推进煤炭深加工产业和技术的产业化示范, 其中神华煤直接液化,伊泰煤间接液化,神华包头煤制烯烃,大唐克旗、新疆庆华和内蒙古汇能的煤制天然气等首批示范工程先后在“十一五”和“十二五”前期陆续建成投产,验证了自主技术的可行性,获得了一定的经济效益,也带动了一批技术研发的企业,培养了专业人才队伍, 特别是在这个升级示范的过程当中, 涌现了一批像神华煤制油这样的央企作为领头羊。同时,还有像伊泰、庆华、汇能公司等这样一大批有实力的民营企业成为了我国煤化工领域里的骨干企业。
北京中科合成油工程有限公司顾问唐宏青告诉记者, “十二五”期间,通过项目示范,国内煤化工在关键技术的突破上取得不小的成绩, 使得包括煤制油等在内的五大类产品生产都在慢慢走向成熟,有的已经成熟。因此,从技术角度来说, 这些成绩都是值得肯定的。
2013 年12 月29 日, 中央电视台2013 年度“科技盛典”科技创新人物和创新团队评选结果揭晓。中科院大连化物所刘中民研究员以其在甲醇制烯烃(DMTO) 技术领域的杰出表现入选。中科院大连化物所副所长刘中民告诉记者,现代煤化工的发展很大程度上受制于技术的发展。因此, 甲醇制烯烃、煤制乙二醇、煤制油等国家示范项目的成功,为煤化工的发展注入了新的活力,并使该产业多了一些技术选项。神华包头世界首套煤制烯烃项目采用了DMTO 技术,每年将180 万吨甲醇转化为60 万吨聚烯烃产品(副产10 万吨丁烯),自2010 年8 月投产以来,已经稳定运行超过4 年。截至2014 年底, 该装置稳定运行1288 天,生产聚烯烃212 万吨, 实现销售收入235 亿元、利润43.4 亿元,取得了良好的经济和社会效益, 也从技术和经济性两个方面印证了煤制烯烃的可行性。
暴露问题不容忽视
胡迁林谈到,“十二五”煤化工在取得成绩的同时,也不可避免地出现了一些问题。
首先是盲目发展的问题。
“十二五”期间,一些地方政府追求发展经济的积极性非常之高, 推动上马了一些项目。另外一些企业想占有煤炭资源,但西部省份提出要想拥有煤炭资源,必须就地转化部分煤炭开展深加工,因此出现了一些“逢煤必化”的问题,从而规划了大批的煤化工项目,但这些项目不可能全部实施。同时还存在未批先建、批大建小等现象。
其次, 产品同质化现象比较严重。
经过“十二五”的大力度投资, 煤化工行业已开始出现严重的同质化现象和产能过剩的苗头, 需要及时遏制。以煤制烯烃为例,据石化联合会不完全统计, 目前已开展前期工作或规划的煤制烯烃项目有53 个,产能合计约3300 万吨/年, 如果项目全部建成,煤制烯烃产量将远远超过国内市场的需求。
由于现代煤化工的发展刚刚起步,研发的时间比较短,加上本身是技术密集型产业,所以各方面因素制约了其工业化的进程,导致现有能够产业化的项目就只有煤制烯烃、煤制油、煤制乙二醇、煤制天然气等几个。
“严格来讲, 石油化工能够生产的产品煤化工都能够生产;相反有些产品,如煤制油项目所生产出的航煤,以及一些特种石蜡、特种润滑油基础油等产品,石油化工还不能生产。”胡迁林谈到。
“现在之所以出现了产品同质化现象严重的问题,主要因为还有一些关键技术没有突破,反映出来就是可工业化的产品不多。另外, 现在生产出来的都是比较初级的产品,如果不能实现高端化、差异化发展,很快就会形成产能过剩的局面。”胡迁林强调。
再次面临水资源制约的问题。
煤化工本身耗水比较高,再加上我国是缺水的国家,水资源短缺对煤化工行业发展的制约作用明显,这已成为行业的共识。
统计表明,我国利用煤直接制油的吨油水耗为5.8 吨,间接制油的吨油水耗为6-9 吨,煤制天然气的每立方米天然气用水量为8.1 吨,煤制烯烃的吨产品水耗更是高达22~30 吨。然而,我国的煤炭资源和水资源呈现逆向分布的特点,有煤的地方缺水,水多的地方又缺煤。据悉,我国西部省区的煤炭资源占全国的90.1%,特别是黄河中上游的山西、陕西、内蒙古、宁夏四省区煤炭资源占有量为全国的67%,但水资源仅占全国的3.85%。
最后是环保压力比较大。
最突出的是废水很难做到零排放,而且出现了污染沙漠及偷排的现象,造成了不良影响。据了解, 当前,高浓度含盐废水处理是煤化工项目面临的最大难题。哈尔滨工业大学的检测发现,废水中含有140 多种污染物质, 其中包括30 多种致癌、难降解的有机物。
另外就是二氧化碳治理和资源化的问题。因为煤化工碳排放的强度比较高,将来国家一旦征收碳税,对煤化工的经济性将带来很大的影响。
胡迁林还强调,目前低油价对煤化工发展的影响不容小觑。“十二五”期间煤化工的发展之所以如此迅速,除了资源禀赋、能源安全以及上下游刚性需求以外,最大的利益驱动是以煤为原料生产的产品与石油化工产品相比经济上有竞争力,特别是国际油价在100 美元/桶左右时, 让大家有上项目的积极性。
但从2014 年6 月份以来,国际油价出现断崖式的下跌,腰折一半以后,现代煤化工在经济性上受到致命的打击,煤制油项目的经营环境发生了逆转,而且成品油消费税的“连升三级”,也成为煤制油企业的沉重负担。
记者调查表明,在油价下跌、消费税上涨等多重压力下,当前煤制油企业普遍微利甚至亏损经营。仍以盈利能力较强的伊泰16 万吨/年煤间接液化项目为例,2015 年上半年,虽然该装置持续超负荷稳定运行,成品油产量创纪录地达到10.13 万吨,同比增加13%,但实现净利润只有433.64 万元,还不到2014 年同期的1/20; 另据鄂尔多斯人民政府网站公布的消息,2015 年1~8 月中国神华煤制油化工有限公司鄂尔多斯煤制油分公司亏损额高达9.8 亿元,出现严重亏损最重要的原因就是目前的低油价和高额的成品油消费税。
在当前国际经济复苏缓慢,国内经济下行压力较大的背景下,未来几年国际油价可能都会在低位徘徊,因此对煤化工后续的发展会形成制约作用。
“十三五”强调适度发展
低油价时代, 中国煤化工如何定位?“十三五”怎样健康发展? 这些都关系着中国煤化工的未来。
胡迁林认为,对于“十三五” 煤化工行业的整体定位, 首先还是要发展, 因为发展现代煤化工是煤炭清洁高效转化、实现能源消费革命的核心内容。其次,现代煤化工还处在升级示范阶段,政府在“十三五”期间将进一步减化市场审批程序、强化生态环境保护,提出更高的准入指标,尤其要推动现代煤化工与相关产业,包括与石油化工、氯碱化工、化纤产业等的融合发展。整个“十三五” 期间煤化工要严控发展速度,强调升级示范加适度发展, 要遵循“清洁、高效、绿色、可持续”的原则推动煤化工产业的科学有序发展。
胡迁林强调,“十三五” 期间的发展重点, 既要突破影响产业发展的关键技术制约、环境制约, 解决好产品同质化、“三废” 处理和二氧化碳资源化利用等问题, 还要进一步实现升级示范和装置的大型化,更要谨慎和科学布局, 避免一哄而上。
石化联合会副会长李润生近期谈到,作为“十二五”迅速兴起的新兴产业, “十三五”期间,现代煤化工的定位主要是开展现代煤化工关键技术工程化和产业化升级示范, 以提升气化技术为龙头,大力提升延伸产业链技术,拓展产品幅技术、低阶煤高效综合利用技术、“三废”处理技术、重大装置技术,建设一批示范项目。
从布局角度来说, 将统筹考虑区域资源的条件、环保的容量、产业的基础等, 以石油替代产品和石油安全应急保障能力建设为重点,在蒙东、蒙西、新疆准东、伊犁,陕北、宁东上海庙,以及云贵安徽两淮等中西部地区, 建设大型煤化工产业基地。
就发展思路而言, 煤制烯烃将在技术逐步完善、资源利用和环保水平提升的基础上, 适度扩大产能; 煤制乙二醇产业要进一步完善工艺技术, 成熟后进一步推广;有序开展煤制油、煤制天然气产业化示范, 持续完善技术装备水平, 做为保障石油天然气供应的技术储量; 推进煤制芳烃的工程化示范, 实现煤化工的科学有序发展。
据了解, 备受关注的煤化工“十三五” 规划已经形成初稿,规划中明确提出,将提高煤炭能效, 以控制煤炭行业的产量, 缓解供求矛盾, 并开展五类模式升级示范与创新发展(以煤制超清洁油品的模式、低阶煤的分级分质利用模式、煤制天然气模式示范、煤炭与石油的综合利用模式和煤制重要化学品模式)。同时,将推进与石化、油气等关联产业的进一步发展, 以及相关产业标准的制定。
随着煤化工“十三五”规划的出台, 将倒逼煤化工产业转型升级,向质量效益型发展,依靠技术创新驱动,走出一条资源消耗少, 技术含量高,质量效益好,绿色可持续发展的新路子。