我國現代煤化工產業現狀及發展建議

文/中國石油和化學工業聯合會

進入新世紀以來，國際油價長期高位運行，能源多元化趨勢日益明顯。隨著我國經濟社會發展對能源和化學品需求的快速增長，油氣對外依存度逐年攀升，“缺油、少氣、煤炭資源相對豐富”的資源稟賦狀況催生了現代煤化工產業的快速發展。然而，“井噴式”的發展模式、較高的水資源與能源消耗以及“三廢”排放，使得煤化工產業倍遭詬病。我國要不要發展現代煤化工、怎樣發展現代煤化工，一直是業內爭議不斷的重要話題。本文在分析我國現代煤化工產業現狀、發展的必要性和面臨的問題的基礎上，提出了現代煤化工產業的發展思路和政策建議。

我國現代煤化工產業發展現狀

現代煤化工是指以煤為原料通過技術和加工手段主要生產替代石化產品和清潔燃料的產業，包括煤制醇醚、煤制烯烴、煤制乙二醇、煤制油、煤制天然氣、煤制芳烴和煤化電聯產等領域。我國現代煤化工產業經過30多年的科技攻關和技術積累，特別是通過“十一五”以來的工程示范和部分推廣，無論是在產業關鍵技術突破、重大裝備自主化研制，還是在產品品種開發和生產規模等方面，都取得了較大進展，成為近年來發展最快的新興產業之一。主要呈現以下幾個方面的特點：

一是產業規模快速增長。2013年，我國甲醇總產能5511.2萬噸、產量2878.5萬噸，二甲醚總產能1315萬噸、產量503.2萬噸，媒制油投產項目產能282萬噸、產量約l70萬噸，煤制烯烴產能254萬噸、產量約180萬噸，煤制乙二醇產能90萬噸，已投產的兩個煤制天然氣示范項目一期工程規模合計27.05億立方米／年。2013年，我國現代煤化工產業煤炭消耗總量約為1.8億噸，產業總體規模已居世界首位。此外，國家批準的一批煤制油、煤制天然氣示范工程以及煤制烯烴升級示范工程正抓緊建設，預計到2020年煤制油、煤制氣達到3000萬噸和500億立方米。

二是示范工程運行穩定，效益初顯。“十一五”以來，我國先后開展了煤直接制油、煤間接制油、甲醇制烯烴、煤制天然氣、煤制乙二醇、煤制二甲醚等多項工業化示范，其中煤制油、甲醇制烯烴、煤制二甲醚等示范工程已建成并實現了穩定運行。2013年，神華集團鄂爾多斯108萬噸／年煤直接制油示范項目共生產油品86.6萬噸，全年開車運行7556小時，首次超過設計值7440小時，實現利潤4億元。神華集團包頭煤制烯烴示范項目累計生產聚烯烴產品54．5萬噸，實現利潤10億元。內蒙古伊泰集團16萬噸／年煤間接制油項目生產油品18.16萬噸，實現利潤1.93億元。此外，內蒙古金煤化工煤制乙二醇、內蒙古新奧集團煤制二甲醚、大唐集團內蒙古克旗煤制天然氣年產40億立方米項目一期工程，以及新疆慶華能源集團年產55億立方米煤制天然氣一期工程等項目均已建成投產。

三是產業集中度明顯提升，基地化格局初步形成。以甲醇為例，已形成山西晉城無煙煤礦業集團、神華集團、河南煤業化工集團、兗礦集團、中海油等10家百萬噸級生產企業，合計產能占全國總產能的36.9%。近幾年全國各地煤化工項目紛紛啟動建設，在國家產業規劃引導下，項目主要集中在內蒙古、山西、陜西、新疆、寧夏等省區。其中，內蒙古煤化工產業規模最大，呈現出由示范項目向示范基地建設轉變，產業化、規模化、集群化發展勢頭強勁。

四是關鍵技術和裝備研發實現新突破，取得一批重大科技成果。“十一五”以來，我國現代煤化工技術在多個領域獲得新突破，自主開發了大型先進煤氣化、大型煤制甲醇、煤直接制油、煤間接制油、煤制烯烴、煤制乙二醇、萬噸級煤制芳烴、低階煤分質利用、合成氣變換等技術，并促進和帶動了煤化工裝備的研制。日處理煤量2000噸級以上大型煤氣化裝置，大型變換爐、低溫甲醇洗、12萬等級大型空分、8萬等級以上空分空氣壓縮機、百萬噸級煤制油反應器、60萬噸級甲醇制烯烴反應器等裝備，以及配套的鎖斗閥、煤漿閥、渣水閥等特殊閥門先后實現自主化研制和生產。

發展現代煤化工產業具有重要意義

第一，發展現代煤化工是煤炭高效清潔轉化的重要方向。我國能源結構以煤為主，2013年煤炭消費總量為36.1億噸，其中電力用煤占52.9%，鋼鐵用煤占15.3%，建材占16.1%，化工累煤占6.6%，其他用煤占9.1%。目前煤炭主要用于直接燃燒，能量利用率不高，碳排量大，是引起霧霾和PM2.5的主要因素。我國絕大多數的CO2、SO2和煙塵排放都由燃煤引起，且CO2排放量呈逐年上升趨勢，煤炭利用方式必須轉變。現代煤化工以潔凈煤技術為基礎，可將硫、重金屬等回收，將CO2等集中處理，是煤炭高效清潔轉化利用的重要方向。

第二，發展現代煤化工可為國民經濟發展提供重要支撐。我國仍處于發展的重要戰略機遇期，工業化和城鎮化進程加快，對能源和石化原材料需求快速增加。《烯烴工業“十二五”發展規劃》預計，2015年我國乙烯需求量約3800萬噸，年均增長率5.1%；丙烯需求量約2800萬噸，年均增長率5.4%。據中石化預測，2015年我國聚乙烯和聚丙烯產能分別只能達到1588萬噸和1698萬噸，供需缺口較大；乙二醇生產遠遠不能滿足國內聚酯產業需求，2015年我國乙二醇消費量將達到l350萬噸，仍存在750萬～820萬噸缺口需要進口解決。

此外，汽車保有量增加，車用燃料需求和缺口增長加快。2012年底，全國汽車保有量1.2億輛，預計到2020年將達1.5億輛，屆時我國成品油需求量將達到3億噸，車用液體燃料將成為我國石油消耗的最大用戶。現代煤化工不僅可以提供相應的原料和產品，而且具有一定的成本優勢。

第三，發展現代煤化工有利于促進傳統產業結構調整和優化。現代煤化工產業技術進步快、發展潛力大，可與石油化工、冶金、電力等傳統產業耦合，提高綜合效益，促進傳統產業結構優化。例如，煤制合成氣可以為煉鋼提供優質還原氣、為石油化工提供廉價的氫源；甲醇制烯烴與石腦油制烯烴結合可以提高石油化工的經濟效益；煤制烯烴與電石法聚氯乙烯產業結合，替代部分電石法聚氯乙烯產能，可以減少汞污染、降低能耗，促進聚氯乙烯產業轉型升級；煤化工副產的高濃度CO2，易于捕集，用于回注油田、煤礦，可以提高油田采收率、煤層氣開采率等。

另外，發展現代煤化工也是保障國家能源安全的需要。2013年，我國石油和天然氣的對外依存度分別達到58.1%和31.6%，預計未來油氣對外依存度仍將繼續攀升，油氣過度依賴進口對我國能源安全保障帶來很大隱患。充分發揮煤炭資源相對豐富的資源優勢，生產成品油、天然氣和石化產品，作為石油化工的重要補充，能夠為國家能源安全提供重要保障。

現代煤化工產業發展面臨的問題

現代煤化工在大規模、高速度發展的同時，面臨著水資源、環境、技術、標準等多方面挑戰。當前發展面臨的主要問題表現在：

一是存在過熱風險。現代煤化工在高油價下具有很大的經濟優勢，也成為地方政府拉動經濟發展的制勝法寶。雖然政府近年來積極引導和大力實施結構調整和轉變經濟發展方式，但依靠投資拉動增長的模式仍然是重要動力。目前，部分煤炭產區政府要求將50%的煤炭資源就地轉化，并以此作為是否為企業配套煤炭資源的重要條件，制定了規模龐大的煤化工發展規劃；企業為了得到煤炭資源，“逢煤必化”成為必然選擇。近幾年，眾多煤炭、電力、石化等大型企業先后在山西、陜西、內蒙古、新疆、寧夏、河南、山東、黑龍江等省區規劃、投資現代煤化工項目。據石化聯合會煤化工專委會提供的信息，我國處于運行、試車、建設和前期工作階段的煤制油項目26個、煤(甲醇)制烯烴項目58個、煤制天然氣項目67個，如果全部投產，預計2020年可能形成4000萬噸／年煤制油產能、4100萬噸廠年烯烴產能、2800億立方米／年煤制天然氣產能。亟需加強規劃引導。

二是關鍵技術有待突破，產品同質化現象突出。現代煤化工產業是以技術為先導的技術密集型產業，很多關鍵技術還有待突破，如新型催化技術、大型先進煤氣化技術、煤化工大型工程化技術、高鹽廢水處理技術等。目前具備產業化和開展工業性示范的技術和產品不多，僅有煤制烯烴、煤制油、煤制乙二醇等，各地煤化工規劃的聲品方案也主要集中在煤制烯烴、煤制油、煤制天然氣、煤制乙二醇等領 域，項目產品方案雷同，可能導致激烈的同質化競爭，并影響產業整體效益 和出現新的產能過剩風險。

三是已有技術可靠性和項目經濟 性有待驗證。大型現化煤化工項目技 術復雜，資金投入大，工程建設和生產 運行難度較大，一些核心技術初次商 業化，工業流程和技術集成尚待優化， 全流程設備選擇尚沒有完全定型，許 多工程問題還有待進一步解決，有的 甚至影響了示范工程的正常運行。如 某企業的煤制氣項目，開車一個月后 因多臺氣化爐內壁磨損泄露導致停產 檢修，雖然生產逐漸恢復但開工率長 期較低。建成的示范工程普遍運行時 問不長，技術可靠性和項目經濟性有 待驗證。目前投運的示范工程項目，在 能源轉化效率、煤耗、水耗等技術經濟 指標方面存在較大的提升空問。

四是面臨資源和環境制約，綜合 競爭力受到影響。我國煤炭資源主要 分布在水資源相對匱乏和生態比較脆 弱的中西部地區，有些地區已無多余 的取水和排污指標。煤化工產業過快 發展有可能打破局部地區脆弱的水資 源平衡和生態環境平衡，直接影響當 地經濟社會平穩發展和我國減排目標 的實現。煤化工行業碳排放量較大，據 統計，我國煤化工產業CO2排放量已超 過2.0億噸，2015年將達到約4.7億噸。 為了減少排放，必須采用清潔生產工 藝，這就勢必在高投資的基礎上進一 步增加投資成本，如果開征碳稅，煤化 工項目的綜合競爭力將進一步降低。

五是人才、技術規范和標準尚不 健全。現代煤化工產品質量及應用等 標準缺乏，是產業發展面臨的突出問 題。煤制化工產品、煤制燃料的質量和 物化性質與傳統石油基能源化工產品 有所不同，需要制定相應的使用標準和規范。由于標準缺乏，影響了煤化工 產品的生產、流通和使用。另外，現代 煤化工屬于技術、人才密集型產業，需 要大量各婁專業技術人才和熟練的操 作工人，而各類學校培養出來的專業 技術人才和操作工人需要5～1 0年 才能成熟，這將直接影響煤化工示范 項目的建設與發展。

六是面臨海外低成本產品的競爭 壓力。北美頁巖氣的開發大大降低了 石化產品的生產成本。中東地區擁有 豐富的天然氣資源，近年來致力于向 下游延伸石化產業鏈，不斷投資建設 大型石化生產裝置。以中東地區為例， 以乙烷裂解制乙烯以及進一步生產乙 二醇的生產成本都大大低于我國煤制 乙烯和煤制乙二醇成本，這些產品將 出口到我國市場，必將對我國石油化 工和煤化工產業產生影響。

我國現代煤化工產業發展思路

我國工業發展正處在轉型升級的 重要時期，現代煤化工產業發展的總 體思路是：統籌規劃產業布局，科學把 握發展節奏；推進示范項目升級，降低 產業發展風險；堅持清潔高效轉化，促 進節能減排和低碳發展；提升產品附 加值，增強產業競爭力；堅持單項技術 發展與系統優化、集成相結合；堅持自 主創新，提高技術裝備水平。

以科學發展和可持續發展為目 標，堅持大型化、基地化發展方向，做 好產業規劃和布局。在國家主體功能 區規劃的指導下，結合十三個大型煤 炭基地布局，現代煤化工產業布局要 堅持“量水而行”，以實際可用水量確 定產業規模。在水資源允許的條件下， 同時綜合考慮各地區的煤資源、環境 容量、市場需求以及交通運輸等條件， 合理規劃和布局現代煤化工示范項 目。對已布局的地區應加強布局管理，控制總體規模。

以提高產業競爭力為目標，通過技術創新積極發展高端、高附加值產品，延長產業鏈，拓寬產品幅。現代煤化工產業剛剛起步，產業鏈較短，產品品種少，尚未形成競爭力。今后要通過技術創新與突破，不斷加強新產品開發，延伸產業鏈，使產品向高端化方向發展，努力提升企業的經濟效益和產業競爭力。例如，煤制油產業應重點發展航空燃油、高端潤滑油、石蠟、α-烯烴及洗滌劑原料等高端產品；煤制化學品產業應重點發展含氧化合物、丙烯腈及下游產品、丙烯酸及酯、MHA、PMMA等高端專用料聚烯烴產品以及煤制芳烴等產品。

以提高能源、資源轉化效率為目標，努力向系統化、一體化方向發展。煤的成分十分復雜，單一產品利用難以取得最好效果。能源化工產業的一個共同特點，均需要用電、熱和煤氣，如能對煤化工多種單項技術進行耦合、集成、聯合生產多種清潔燃料、化工原料以及熱能、電力等多種產品，綜合能效會大幅度提高，資源能得到充分利用。在具備條件的地區推進煤化工與電力(IGCC)、冶金、水泥、電石、焦化、煤氣化、醇醚燃料、煉油、乙烯丙烯、合成氨、氯堿以及風能等多個行業間的整合，實現物質的循環利用和能量的梯級利用。在綜合評估分析區域煤炭資源、水資源、交通運輸、市場分布以及二氧化碳捕集與封存(CCS)條件等諸多因素，充分考慮短板因素的基礎上，互補延伸產業鏈，建立示范性超大型、循環經濟型、多聯產新型煤化工綜合產業群。例如，發展以煤氣化為核心的多聯產系統(煤、化、電、冶、熱聯產)、低階煤分質高效轉化多聯產等，實現煤炭資源由傳統一次性利用轉變為梯級利用，提高資源利用效率和能源轉化效率，減少“三廢”排放。

以節能減排和生態文明建設為目標，提高行業的能效水平和清潔生產水平。首先，要總結和推廣已投入運行的示范工程在工藝技術、工程放大、設備選型和運行管理等方面的經驗，不斷提升技術水平，減少污染排放和提高能效。升級示范工程項目要在能源轉化效率、資源消耗以及污染物排放等主要技術指標方面明顯優于已有示范工程項目水平。其次，積極開展“三廢”處理技術研究與開發。重點開展高濃度工藝廢水，尤其是酚氰廢水、高鹽水和高有機酸廢水處理技術創新研究，積極開展高效膜技術等前沿技術在煤化工廢水減量化方面的研究運用。同時要加強二氧化碳捕集、應用和封存(CCUS)技術開發，利用現代煤化工副產二氧化碳開展二氧化碳驅油、微藻吸收、地質封存等試驗示范工作。

我國現代煤化工產業發展的政策建議

盡快出臺現代煤化工相關產業政策。首先，要盡快出臺包括煤制烯烴、煤制油、煤制天然氣等領域在內的現代煤化工產業相關政策，嚴格控制產能總量，引導現代煤化工產業科學有序發展。其次，實行嚴格行業準入，提高煤化工產業準入門檻。從企業規模和項目水平、能源消耗、環境保護(包括水資源)、安全生產、資源條件等方面提出產業準入標準，防范和化解由于無序競爭導致產能過科、投資、煤資源和安全環保等方面的風險。

嚴格審批和監管。建議所有現代煤化工項目一律由國家規劃發展部門審批或備案。在綜合考慮全國各地區煤炭資源、水資源、環境容量、相關產業發展、交通運輸、生態環境以及石油化工資源分布的基礎上，對于符合行業準入條件的項目予以審批。國家規劃發展和能源管理部門要對現代煤化工項目實施嚴格監管，通過對裝置建設和運行進行督查、審計和現場測定，確保建設和運行符合規范，符合節能、環保等產業政策。

堅持先示范后推廣。“十一五”以來，我國大部分現代煤化工示范項目取得了良好效果，但部分示范項目煤炭轉化效率還有待提高，部分工藝技術、關鍵材料和裝備也有待突破。建議從技術、經濟、環保和工程建設等方面對已投入運行的示范項目進行全方位評價，在技術成熟、經濟可行的前提下進行產業化推廣。

加強技術創新，鼓勵技術裝備自主化。要加大科技投入，加強對現代煤化工關鍵技術和重大裝備產學研聯合攻關的組織，努力提高技術裝備水平。對于經國家批準的現代煤化工項目，都應提出明確的國產化目標、方案和實施計劃，設備國產化率應不低于85%。對訂購和使用首臺(套)國產重大技術裝備的現代煤化工項目，可確定為技術進步示范項目，優先予以安排。對國內空白或水平落后的，鼓勵引進國外先進技術和裝備，并積極組織消化、吸收和自主化工作，推動現代煤化工裝備定型化和標準化。

加快制訂現代煤化工產品技術標準。加快煤制油、煤制烯烴、煤制天然氣、煤焦油加氫等產品行業標準和國家標準制訂工作，不符合標準的產品不得生產和銷售。加強新型民用和車用(包括船舶、機車、機械等)燃料使用示范、推廣及法規標準制定工作，逐步建立完善的生產、流通、使用、服務法規和標準體系。