中国现代煤化工产业的现状与展望
2014-01-02 | 编辑：enablesite |
【
大
中
小】
近年来，在高油价和现代煤化工技术不断发展的推动下，中国现代煤化工产业发展迅速，举世瞩目。本文在介绍中国现代煤化工产业发展现状的基础上，展望中国现代煤化工产业的发展前景。
1 在高油价下中国现代煤化工产业具有一定的发展优势
1.1 世界油气资源紧缺、煤炭资源较为丰富，为现代煤化工的发展创造了条件 近年来，尽管受到国际金融危机的影响，全球一次能源消费增长趋缓，但在世界经济缓慢复苏的推动下，全球一次能源消费总体呈稳步增长的态势。2002-2011年的10年间，全球一次能源消费年均增长2.8%，石油和天然气消费年均增长分别为1.2 %和2.8%，煤炭消费年均增长4.8%，连续10年成为消费增长最快的一次能源。 可以说，煤炭需求的增长成为推动一次能源需求增长的主要动力。众所周知，相对于石油、天然气资源，世界煤炭资源较为丰富。据统计，2011年全球原油探明储量约为2 343亿吨，储采比为54.2年；天然气探明储量约为208.4万亿立方米，储采比为63.6年；而煤炭的探明储量约为8 609.4亿吨，储采比为112年。 2011年，全球一次能源消费结构中，石油占33.1%，煤炭占30.3%，天然气占23.7%，核能、水电等约占12.9%。由此可见，相对丰富的煤炭资源为煤化工的发展提供了资源条件。就中国而言，富煤缺油少气的资源特征十分显著。 截至2010年底，中国煤炭保有查明资源储量13 412亿吨。截至2011年底，中国原油剩余经济可采储量约为24.4亿吨，储采比为12年；天然气剩余经济可采储量约29 061亿立方米，储采比29年。 近年来，随着国民经济的平稳较快发展，中国能源消费保持较快增长趋势，特别是交通运输燃料快速增长和石化产品需求的大幅增长，使得油气资源紧缺的矛盾更加突出。2002-2011年，中国一次能源消费年均增长9.1%。2011年，一次能源消费达34.8亿吨标准煤。 其中，煤炭约占68.8%，石油和天然气约占23.2%。在此期间，中国石油消费以年均7.4%的速度增长，而原油产量年均增长仅2.2%，2011年中国石油对外依存度已经超过56%。发展替代资源，减少对石油资源的依赖，客观上为中国煤化工产业的发展创造了机遇。
1.2 原油价格高位震荡，现代煤化工产业具有一定的成本优势 近几年国际原油价格，在全球石油供应链遇到“瓶颈”，加上美元贬值、地缘政治因素及投机因素的多重作用下，持续高位震荡。布伦特原油价格已从2005年的平均55美元/桶上升到2011年的111.3美元/桶，2008年7月竟达到了147美元/桶的历史最高点，2012年以来原油价格一直在80~110美元/桶的高位震荡。 在高油价以及不考虑环境成本的情况下，在煤炭资源及水资源丰富地区发展煤制油、煤制烯烃等现代煤化工产品具有一定的成本优势。从神华集团鄂尔多斯108 万吨/年直接液化煤制油项目和包头60 万吨/年煤制烯烃项目的实际运营情况看，2011年在原油价格为110美元/桶、煤炭价格为350~450元/吨的情况下，两个项目合计实现收入121 亿元，净利润13.7 亿元。未来随着项目运营日益成熟，成本有望进一步下降，盈利还有一定的提升空间。
1.3 中国现代煤化工已具备产业化发展的技术基础 由于高油价和国民经济需求的推动，大量的企业、科研院所、工程设计单位投身到现代煤化工技术的研发之中，促进了中国现代煤化工技术自主开发的进展。煤气化装置不断向大型化、清洁化发展，煤直接液化和间接液化、煤基甲醇制烯烃等工业示范装置成功投产，煤制乙二醇示范装置正在试运行，煤制天然气项目积极推进等，都为现代煤化工产业的发展奠定了良好的技术基础。 随着现代煤化工技术的逐渐成熟与完善，生产效率的不断提高，必将会使其生产成本不断降低，从而使现代煤化工产业在高油价下相对常规石油资源具有一定的发展优势。
2 中国现代煤化工产业发展现状
2.1 传统煤化工总体呈现产能过剩的局面 早在20世纪40年代，中国就开始有传统煤化工产业，但规模小，产品单一，产品主要包括焦炭、合成氨、电石和甲醇。近年来，随着中国地方经济的迅速发展和资源丰富地区的崛起，传统煤化工部分产品产能增长较快，中国传统煤化工总体上呈现产能过剩的局面。2011年，中国焦炭消费量约3.8亿吨，产能约5.6亿吨/年，产量约4.2亿吨，装置平均开工率约68%；电石总产能约2 500万吨/年，产量约1 750万吨，装置平均开工率约70%；甲醇消费量约2 796万吨，产能高达5 148万吨/年，产量约2 227万吨，装置平均开工率仅43%。 值得注意的是，在中国的甲醇生产中，有约70%是以煤炭为原料。甲醇作为新型煤化工的重要中间体，近年来受到了众多投资者的青睐。预计2012年，中国甲醇产能过剩将进一步加剧。
2.2 现代煤化工产业呈现较快发展势头 近年来，在高油价的推动下，中国现代煤化工产业得到较快发展，在煤液化合成油、煤制天然气、煤基甲醇制烯烃、煤制乙二醇等方面取得了突破性进展。
2.2.1 煤直接液化首条百万吨级工业示范生产装置建成投产，实现长周期运行 神华集团在内蒙古鄂尔多斯市分两期投资建设总规模为500万吨/年的煤直接液化工程。2008年12月30日，一期工程的先期工程100万吨/年煤直接液化合成油装置一次投料试车成功，生产出合格油品和化工品。截至目前，该装置的连续运行时间已突破4 400小时。该项目的成功建成，标志着我国已成为世界上首个建成大规模工业化煤直接制油项目的国家，验证了我国自主开发的煤直接液化技术在世界上处于领先地位。
2.2.2 煤间接液化示范工程建成投产 目前我国已建成伊泰、神华、潞安三个规模为16~18万吨/年的煤间接液化示范项目，均采用中科院山西煤化所自主开发的CTL技术。其中，内蒙古伊泰16万吨/年煤间接液化项目是我国首个成功运行的煤间接液化项目，于2009年3月试车成功，主要生产柴油、石脑油和LPG等产品。山西潞安集团16万吨/年煤间接液化项目于2009年7月成功出油，目前该集团正在建设油-化-电联产示范园区。神华鄂尔多斯18万吨/年煤间接液化项目于2009年12月一次开车成功。
2.2.3 煤制天然气项目正在加紧建设 目前，我国四个煤制天然气项目获得国家发改委正式核准，分别是大唐内蒙古赤峰40亿立方米/年项目，总投资257亿元；大唐辽宁阜新40亿立方米/年项目，总投资245.7亿元；汇能内蒙古鄂尔多斯16亿立方米/年项目，总投资135.5亿元；庆华新疆伊犁55 亿立方米/年项目，总投资278亿元。 尽管在上述项目建成投产后，我国将成为继美国之后第二个建设煤制天然气项目的国家。但由于其核心技术甲烷化技术和催化剂还需从国外引进，因此，应加大在该技术领域的研发力度，尽早实现核心技术国产化。
2.2.4 煤制烯烃工业示范装置建成投产
1）煤基甲醇制烯烃（MTO）工业示范装置成功投产 中科院大连化物所于2005年在陕西建设了规模为50吨/日（以原料甲醇计）的DMTO-Ⅰ工业化试验装置。神华集团采用DMTO 技术，于2010年5月在内蒙古包头市建成180万吨/年甲醇、60万吨/年甲醇制烯烃（MTO）项目，是世界首套百万吨级煤基甲醇制烯烃大型工业化示范装置。 中国石化采用具有自主知识产权的SMTO技术，于2011年10月在中原石化建成60万吨/年甲醇制20万吨/年烯烃装置，并投入正常运行。此外，陕西煤化集团目前正采用DMTO-Ⅱ技术在陕西蒲城建设70万吨/年的煤制烯烃项目。
2）国内煤基甲醇制丙烯（MTP）技术已完成中试，采用国外技术建设的MTP装置已进入试产阶段 目前，国内从事MTP技术研发的机构主要有中国石化和清华大学等。其中：中国石化已完成固定床MTP技术的中试研究，正在组织进行甲醇进料为150万吨/年的SMTP装置工艺包研发，并将在扬子石化建设甲醇进料为5 000吨/年的工业试验装置；清华大学联合中国化学工程集团、安徽淮化集团共同开发了流化床甲醇制丙烯（FMTP）技术。2009年12月，在淮南建设了规模为3万吨/年甲醇进料的 FMTP中试装置。 在MTP工业化应用方面，目前国内采用国外技术建设的MTP装置已进入试产阶段。其中：神华宁煤集团在宁夏宁东能源重化工基地建设年产52 万吨的MTP项目，总投资约195 亿元，于2010年10月投料试车成功，产出合格丙烯产品，目前处于试运行阶段；大唐多伦在内蒙古锡盟多伦县建设年产46 万吨/年的MTP项目，2011年6月开车成功，目前处于试产阶段。
2.2.5 开发出拥有自主知识产权的煤气化技术 近年来，国内企业积极引进国外先进的煤气化技术，并在实际应用中推进了技术的成熟和大型化应用。中国石化在与壳牌合资的煤气化装置的建设和试生产过程中，不仅解决了很多工艺技术放大过程中的工程技术问题，还采取很多独创性改进措施实现了装置的长周期安全稳定生产。 目前，国内在消化吸收国外气化技术的基础上，已经开发出多种拥有自主知识产权的煤气化技术。其中，四喷嘴气化技术、航天炉气化技术、非熔渣-熔渣分级气化技术已成功应用于工业化装置中。四喷嘴气化技术还出口到美国。
2.2.6 煤制乙二醇装置进入试运行阶段 2008年8月，内蒙古通辽金煤化工有限公司采用中科院福建物构所等单位开发的煤制乙二醇成套技术，建设了规模为20万吨/年的煤制乙二醇项目，并于2009年12月打通流程试生产。后由于工业催化剂性能等问题，产品方案进行了调整，目前仍处于调试整改阶段。 中国石化采用所属上海石化研究院研发的合成气制乙二醇技术，于2011年4月在扬子石化建成了1 000吨/年的中试装置。华东理工大学开展了煤制乙二醇催化剂研究，正与上海焦化厂合作，建设1 500 吨/年煤制乙二醇中试装置。山东华鲁恒升、河南鹤壁宝马集团等企业正在规划建设10～20万吨级工业示范装置。
2.2.7 煤电汽一体化得到较快发展 煤电汽一体化通过洁净煤利用和转化、热电联产以及废弃物综合利用的优化集成，达到煤炭清洁高效利用的目的。整体气化联合循环发电（IGCC）技术作为煤电汽一体化的核心技术，既有高发电效率，资源循环利用，又有较好的环保性能，正在多家企业进行示范应用。 2009年，中国石化的首套IGCC装置在福建炼油乙烯一体化工程中建成投产。兖矿集团也建成IGCC联产甲醇和醋酸的示范装置。国内首个拥有自主知识产权的250 MW的绿色煤电项目——华能天津IGCC电厂示范工程2012年将建成投产。东莞120 MW级IGCC示范工程计划于2012年年底建成投产。
3 中国现代煤化工产业发展存在的问题 近年来现代煤化工技术的突飞猛进，推动了国内煤化工项目的建设，但是在看到现代煤化工产业取得的进步和成绩的同时，我们必须清醒地认识到以下五方面的问题。
3.1 现代煤化工发展面临环境制约 在煤的转化过程中，必将有大量的碳要以二氧化碳的形式排放出来。例如，以煤为原料生产1吨甲醇，要排放出3.85吨二氧化碳；生产1吨醋酸，要排放出1.81吨二氧化碳；生产1吨直接液化油品，要排放出9.00吨二氧化碳；生产1吨间接液化油品，要排放出10.64吨二氧化碳；而生产1吨烯烃，排放出的二氧化碳高达11.63吨。 2010年我国已成为世界上二氧化碳排放最多的国家，发展煤化工将使我国在二氧化碳减排方面承受更大的国际压力。因此，发展煤化工必须高度重视二氧化碳的排放问题，及时相应解决碳的封存、捕集以及利用问题（CCUS）。妥善解决二氧化碳的出路和利用是发展现代煤化工的关键问题，否则，盲目发展煤化工将与绿色低碳经济背道而驰。 总之，发展现代煤化工决不能以浪费资源、牺牲环境和破坏生态为代价，发展煤化工必须要充分考虑到生态环境承载能力的制约。
3.2 现代煤化工发展面临水资源短缺的制约 我国是水资源严重短缺的国家，而且煤炭资源与水资源大体呈逆向分布，煤炭资源丰富的地区多数缺乏水资源。 现代煤化工的发展需要大量的水资源支持。例如，生产1吨直接液化的油品约需耗水10吨，生产1吨间接液化合成油约需耗水11吨，不采用空气冷却的甲醇装置生产1吨甲醇也需耗水5吨左右。 如果不考虑水资源平衡，盲目发展煤化工必将会对当地的水资源以及环境带来破坏性的影响。因此，有效解决水资源和水处理问题是发展现代煤化工产业的又一基本条件，加强水资源的合理利用和节水技术的开发应用对现代煤化工发展至关重要。
3.3 现代煤化工发展存在一定的技术和经济风险 应该看到，在我国现代煤化工工业示范项目中应用的煤化工技术多数为首次进行大规模工业化，仍存在着以下风险：一是尽管示范阶段在技术上可行，但尚未经过长周期稳定运行的考验。二是目前煤化工的三废处理技术尚不十分完善，距离真正的“零排放”仍有不小距离。三是在工程、技术、经济等方面尚未得到充分验证，还需要进一步的集成优化和升级示范，距技术完全成熟还有一定的距离。四是现代煤化工产业具有较高的投资强度。 例如，煤制烯烃万吨产品的投资约1.6亿元，是石脑油烯烃万吨产品投资的3～5倍；煤制油万吨产品投资约1.3亿元，是原油炼制万吨产品投资的8～10倍。因此，发展现代煤化工面临的经济风险不可忽视。
3.4 现代煤化工发展受到资源和人才的制约 现代煤化工产业对煤炭资源的消耗非常大，煤制烯烃、煤制油生产吨产品对煤炭的需求量分别为6吨和4吨左右，拥有丰富、廉价的煤炭资源是发展现代煤化工的前提条件。尽管相对石油、天然气资源，我国煤炭资源较为丰富，但煤炭主要用于发电。 2011年，在我国消费的36.9亿吨煤炭资源中，发电约占53%，钢铁工业和建材工业合计约占29%，化工仅占4%。未来煤炭仍将主要用于发电，可供现代煤化工产业发展的煤炭资源量有限。即便在部分煤炭资源相对丰富的地区，由于其基础设施薄弱，发展也受到一定的限制。 现代煤化工属于技术、人才密集型产业。当前，许多大型现代煤化工技术仍处于示范阶段，实现大规模工业化还需要一个过程，需要大量研发、设计、施工、生产、运营等多方面的高素质人才。但是，目前从事煤化工技术研发以及工程应用的人员，大多是从石油化工等其他技术领域转行而来，因此，高素质人才缺乏也是对现代煤化工产业发展的一个严峻挑战。
3.5 投资过热，产业布局不尽合理 近年来，一些地方政府和企业发展煤化工的热情很高，使煤化工的产业化建设过度超前。一些地区“逢煤必化”的现象较为突出，我国煤化工发展已经出现了低水平重复建设、项目同质化的过热迹象。 例如，在神华包头60万吨/年煤制烯烃项目示范投产成功后，国内一些企业缺乏对技术成熟度和系统运行合理性的考量，先后与中科院大连化物所签订了十余套DMTO技术转让协议，盲目建设煤制烯烃项目，形成了无序竞争的局面。 据不完全统计，我国已建煤制烯烃（甲醇制烯烃）规模176万吨/年，地方及企业拟建规模超过3 000万吨/年；国家已批准开展工作的煤制天然气规模151亿立方米/年，地方及企业拟建规模超过1 000亿立方米/年；已建成煤制油规模158万吨/年，地方及企业拟建规模超过3 000万吨/年；已建成煤制乙二醇规模20万吨/年，地方及企业拟建规模超过500万吨/年。 投资过热造成了煤化工产业布局不合理。例如，目前多个大型煤化工项目布局在我国中东部的煤炭调入区，这不仅与我国限制在煤炭调入区建设煤化工项目的政策相违背，而且还将面临原料价格上涨带来的成本上升风险，以及中东部地区环境容量较小带来的环保压力。
4 中国现代煤化工产业发展展望
4.1 加强宏观调控，坚持科学适度、合理布局 为实现现代煤化工产业与社会、经济、环境及水资源的协调发展，“十二五”期间，我国政府应加大对现代煤化工产业的宏观调控力度，采取科学适度、稳步推进、合理布局的原则，安排有实力的企业承担示范项目，对示范成功的项目要及时进行技术与经济评估，产业化推广严格控制在有资源、有市场、有技术、有竞争力的条件下进行。 与此同时，要通过即将出台的《煤化工产业发展政策》、《煤化工产业中长期发展规划》以及《煤化工“十二五”规划》，从项目建设规模、能源转化效率、综合能耗、吨产品新鲜水用量等具体指标对项目进行控制，从项目规模、技术储备、企业实力等方面提高煤化工行业的准入门槛，鼓励国内有实力的企业承担关键技术的研发与示范，提高政策执行力，促进煤化工产业持续健康发展。
根 据 2 0 1 2 年 发 布 的 《 石 化 和 化 学 工 业“十二五”发展规划》，现代煤化工产业的发展要按照国家有关产业政策，综合考虑煤炭、水资源、生态环境、交通运输、地区经济发展情况及区域二氧化碳、节能和主要污染物减排指标等综合条件，在内蒙、陕西、新疆、宁夏、贵州等重点产煤省区，适度布局，并采取集中集约、上下游一体化方式，建设现代煤化工生产基地及煤电化热一体化示范基地；其余省区，尤其是煤炭调入和基本平衡省区、生态环境脆弱地区、大气联防联控重点区域、主要污染物排放总量超标和节能评估审查不合格的地区，要严格限制现代煤化工的发展。
4.2 坚持绿色低碳、高效转化，与生态环境和谐发展 在未来相当长一段时期内，煤炭仍然是我国能源供应主体的状况不会改变，实现煤炭资源的清洁、高效和综合利用是我国实现可持续发展的必由之路。中国发展现代煤化工要坚持绿色低碳战略，选择能源转化效率高的技术路线，在生产同样产品的前提下，充分利用合成气中有效成分，生产资源消耗少、能耗低、碳排放少的替代燃料和化学品。同时，在生产过程中积极采用节能节水新技术，按照循环经济的要求，实现废弃物的循环利用，力争达到“零排放”，实现现代煤化工产业与生态环境的和谐发展。
4.3 加快开发自主技术，占领现代煤化工领域的技术制高点 中国现代煤化工产业经过多年来的自主创新与发展，在吸取国外先进经验的基础上，在煤制油、煤制烯烃、煤制乙二醇等技术领域取得了可喜成绩。但同时也应该看到，我们在煤气化技术的大型化、甲醇合成技术的大型化、绿色低碳产品技术研发、产品与副产品的高附加值综合利用、废水处理、系统优化集成等方面还存在较大不足。 为此，中国现代煤化工产业应在已有基础上，继续加大自主研究开发力度，建立国家层面的以企业为主体、科研院所和高等院校共同参与、产学研用相结合的研发体系，加强创新与合作，强化科技资源开放共享，大力推进协同创新，有效解决各种工艺技术在工业化过程中面临的技术瓶颈，占领煤化工领域的技术制高点，努力形成完整的中国现代煤化工产业研发体系。
4.4 实现与石油化工的有机统筹，大力发展循环经济 发展现代煤化工，不仅可以生产成品油、石脑油、LPG等石油产品，还可以生产乙烯、丙烯等石化产品，合成天然气还可以作为炼厂或石化厂的重要燃料。采用IGCC联产化工产品的方式，不仅能够清洁、高效地为石化企业供热、供电、供蒸汽，还能够联产化工产品，而且提供氧气、氮气和氢气。 因此，要综合考虑产品需求与绿色低碳发展，按照“宜油则油、宜煤则煤、宜气则气”的原则，加强原料互补、产品优化调合、公用系统共享，实现现代煤化工与石油化工的有机统筹、煤炭-清洁燃料-化工产品-电力的协调发展。
4.5 加强学科建设，注重人才培养 为有效解决现代煤化工产业发展面临的专业人才短缺的制约，一要加强现代煤化工学科建设，在高等院校建设煤炭资源利用和煤化工学科，加强师资队伍建设，从国内外引进高层次人才，稳步提高煤化工基础研究能力和水平，为中国煤化工产业可持续发展提供人力资源支撑。二要注重企业创新能力建设，不断加强研发和管理团队建设，建立起支撑我国现代煤化工产业发展的技术人才和管理人才体系，为现代煤化工产业发展提供人力资源支撑。
5 结语 展望未来，中国现代煤化工产业的发展，一是将得力于国家的宏观调控；二是将得力于已经拥有的技术基础和正在加速发展的市场和人才资源；三是将得力于国家煤化工产业政策的引导和支持；四是将得力于我国较为雄厚的煤炭资源基础；五是将得力于各级政府的大力支持。 中国现代煤化工产业要坚持以科学发展观为指导，统筹考虑区域经济发展以及煤化工发展对水资源和环境等因素的影响，坚持煤油化一体化发展的方针，坚持控制总量、加强自主创新、淘汰落后工艺、保护生态环境、发展循环经济，实现现代煤化工产业的持续健康发展。 |
{newsCommentContent} [{commentNickName},{commentTime}]
