國內大型能源企業發展現代煤化工產業的機遇分析

張勇

（中國神華煤制油化工有限公司，北京 100011）

現代煤化工是指以煤炭為基本原料，經過氧化、合成、液化、熱解等煤炭利用的技術途徑，生產潔凈能源和大宗化工產品，如柴油、汽油、航空煤油、液化石油氣、聚乙烯、聚丙烯、甲醇、二甲醚等。經過近十年的努力與奮斗，現代煤化工產業終于初具規模，呈現出欣欣向榮、蓬勃發展之勢；然而這一產業尚存在政策、環境、技術和投資等諸多風險，對于國內大型能源企業而言，既是機遇又是挑戰，因此有必要加以認真研究，找準定位，審慎進行戰略布局，從而為企業的低碳轉型和可持續發展打下堅實的基礎。

1 發展現代煤化工產業是大型能源企業的內生性需求

1.1 現代煤化工產業有望成為能源企業新的經濟增長點

新興的現代煤化工產業能夠提高煤炭轉化效率，并生產高附加值產品，因此有望成為大型能源企業新的經濟增長點，并促使企業由單純的資源供應商轉變為高利潤的創新型制造商。經測算，煤制油項目產品成本的盈虧平衡點對應的國際原油價格為70美元/桶左右，國際原油價格越高，煤制油產品越有競爭優勢。此外，經過現代煤化工轉化加工，可實現煤炭增值，以煤制烯烴項目為例，7.5 t煤（包括原料煤和燃料煤）可以生產1 t聚烯烴產品，如果煤炭價格按500元/噸計，原料成本僅3750元/噸，而聚烯烴產品價格可達10000元/噸以上，通過煤制烯烴，煤炭可實現2.5倍以上的增值[1]。2012年，中國石油和中國石化兩大巨頭的煉油和煉化業務均明顯虧損，然而神華煤制油化工公司的兩個煤化工項目仍然盈利，足以說明現代煤化工產業的成本和經營優勢。

1.2 發展現代煤化工符合國家能源戰略

中國的化石能源結構特點是富煤缺油少氣，其中煤炭資源儲量占94.11%，天然氣占3.07%，而需求量巨大的石油資源卻僅占 2.82%；在中國的能源生產構成中，煤炭占 77.8%，可見煤炭在中國的能源結構中占據了舉足輕重的地位[2]。

自2000年以來，中國原油消費量持續上漲，而國內石油估算探明可采儲量僅為32.4億噸[3-4]，2012年我國進口原油 2.71億噸，對外依存度達到56.4%[5]，預計2020年將達到70%[6]，遠遠超出50%的警戒線；而我國石油儲備還處于初級階段，截至2011年底，只初步形成相當于40天消費量的石油儲備能力，預計 2020年才能達到相當于消費量為90天的儲備能力[7]，國家能源供給安全面臨巨大挑戰。

中國煤炭資源量遠大于石油和天然氣這一現實決定了中國以煤為主的一次能源消費結構在未來相當長一段時間內難以改變，也使以煤為原料生產化工產品以彌補石油資源的不足，成為一種必然選擇。發展現代煤化工產業，掌握核心技術并占領產業制高點，生產出與傳統石化產業相同的下游油品和化學品，直接或間接替代部分石油，提升能源自我保障能力，對于國家能源安全具有重要意義。

1.3 發展現代煤化工有利于能源企業減輕環保壓力

隨著國家強制性環境保護標準的不斷提高和社會公眾環保意識的逐步覺醒，煤炭、石化、化工等高污染、高耗能行業面臨著巨大的環保和發展壓力，迫切需要轉變思路，為高污染化石能源特別是占我國一次能源消費70%以上的煤炭資源尋找適合的發展出路，實現對其清潔轉化利用。在這一點上，現代煤化工產業完全符合能源企業的環保發展需要，由于其工藝技術的設計和氣液固三相轉化的特性，在不大量增加成本的前提下，可以大幅脫除煤炭中的氮、硫等雜質，從而大大降低污染物的排放，實現煤炭的清潔轉化利用，從而降低企業當前所面臨的急迫環保壓力。

1.4 發展現代煤化工有利于提升能源轉化效率

化石能源用于直接燃燒和發電，是一種轉化效率低下、經濟性和社會貢獻度不高的一次能源利用方式，現代煤化工產業的興起，為能源企業探索提升能源利用效率開辟了新的途徑。通過對煤炭的深度加工和產業鏈向石化行業的延伸，現代煤化工項目能夠大幅提升煤炭的利用價值和熱能轉化效率。在為國家節約寶貴化石能源的同時，給企業帶來不菲的經濟效益。經測算，目前各種現代煤化工路線的能源轉換效率為：煤制氫62%、煤制天然氣57%、煤直接液化51%、煤間接液化42%、煤制甲醇43%、煤制烯烴36%，均高于傳統燃煤發電平均35%左右的能源轉化效率[8]。

1.5 發展現代煤化工有利于降低二氧化碳減排成本

據世界銀行統計，在過去的100年當中，高碳排放使大氣中CO2濃度從20世紀初不到300 μL/L上升到目前接近400 μL/L的水平，并且顯著威脅到全球的生態平衡[9]。在碳排放稅呼聲日益高漲的今天，化石能源特別是煤炭上下游企業作為溫室氣體的排放大戶，均面臨著巨大的減排壓力。然而在對煤炭的常規利用如火力發電過程中，由于煙道氣二氧化碳濃度低、雜質含量高等原因，二氧化碳的回收成本一直居高不下。現代煤化工產業出于其工藝特性，本身即可副產高濃度的二氧化碳，從而可以大大降低二氧化碳的捕集成本，為溫室氣體減排提供了一條經濟可行、高效實用的出路，從而能夠真正實現煤炭的清潔轉化，將高碳能源變成低碳能源。

2 布局煤化工產業必須審慎面對的問題

2.1 化工生產經驗與項目成敗密切相關

現代煤化工相對于電力、冶金、石油化工項目等的建設和生產要復雜得多，它不僅是對煤炭的深加工，而且是煤炭產業向石化產業的延伸。從工藝流程上看，一個煤化工廠的上游為煤炭氣化、液化等工藝以生產初級化工產品，而下游則與石化裝置類似，整體上相當于一個工藝流程復雜的現代化工廠。能源企業中除了幾大煉化巨頭外，很多都為長期從事油氣開采、煤炭開采及電力生產的企業，對于精細化工行業比較陌生，在化工廠的管理與經營上尚有許多不足。從技術和管理角度來說，現代煤化工對于化工專業的需求要遠遠高于對煤炭專業的需求，輕化工而重煤炭，是前期許多非化工企業，甚至是實力雄厚的大型煤炭和火電企業在現代煤化工項目上遭遇滑鐵盧的主要原因。

2.2 現代煤化工受制于國家產業政策

我國對現代煤化工的產業政策經歷了開始很積極，后來很謹慎的過程，盡管國內幾個現代煤化工工業化示范項目均取得了成功，但由于煤化工技術尚不夠成熟，資源風險、投資風險和環境風險較大，“十二五”期間國家的現代煤化工產業政策依然是以工業化升級示范為主，雖然新批準了 15個示范項目，但其主要目的還是升級工藝技術，提高環保降耗水平，何時能夠放開管制，尚無具體的時間表。

必須看到的是，國家產業政策的限制更多的是出于對產業無序發展和破壞環境的擔憂，以及維護和規范煤化工產業健康發展的考慮，旨在促進這一行業的健康有序發展，而絕非對這一新興產業的否定與扼殺。現代煤化工產業能夠實現對石油產品的替代，因此自誕生以來就屬于國家的戰略產業，對于國家能源安全具有非常重要的地位。通過對政策的解讀可以看出，現代煤化工產業的前景是光明的，國家總體上是支持的。此外，在中國，由于煤炭生產與消費之間巨大的空間差異，導致“北煤南運，西煤東輸”的長距離運煤格局，在大大提高煤炭運輸成本和消費價格的同時，也造成有限運力和市場需求的巨大矛盾和時間沖突；同時由于煤炭為固體初級產品，含有大量的水分、灰分等雜質，亦造成巨大的運輸浪費和環境壓力。如果通過現代煤化工產業將固體煤炭在生產地即轉化加工為液態油品或化工產品，可以降低運輸規模和運送成本，同時緩解對國家鐵路運力的壓力。

從長遠來看，隨著現代煤化工技術的不斷更新與成熟，隨著水耗、能耗的不斷降低，現代煤化工產業終將走向成熟和有序發展，國家的產業政策限制也有望進一步放開。

2.3 必須面對投資風險大這一產業特點

現代煤化工屬于資源密集型、投資密集型和技術密集型產業，對參與企業的規模與實力要求較高。投資強度大的主要原因是煤化工技術通常要包含氣液固三相轉化，從而導致工藝流程非常復雜，工廠設備特別是專屬設備的投入較大，因而產品的固定成本較高。一個百萬噸級的煤制油項目需要投入100多億人民幣，而一個60萬噸級的煤制烯烴項目則需要投入近200億，這些數據要遠遠高于同等規模的石油煉化項目。煤化工項目將占用企業的大量流動資金和銀行貸款，然而投資回收周期漫長。中國科學院院士陳俊武表示，煤制油的投資成本折合到每噸有1.2萬元[10]，而每噸成品油的價格則僅有數千元，企業要承擔巨大的資金周轉壓力，勢必會影響其發展戰略。此外，現代煤化工的技術尚不夠成熟，一個項目動輒幾十甚至數百億人民幣，鑒于氣液固三相轉化工藝的難度，如果是首次工業化且尚未取得成功的技術，一般企業還是應當慎重選擇。再者，由于設備投資所占比例較大，現代煤化工項目與大型化、規模化是分不開的，否則難以降低生產成本，然而這樣一個工藝流程復雜，設備數量眾多的工廠，一旦發生生產經營問題，導致故障頻發而不能達產，對投資而言后果不堪設想，雖然同為大型能源企業，但如果沒有充足的現金流，不具有能承受項目失敗風險的能力，進軍這一產業還是要慎重。最后，現代煤化工產品與石化產品相同，其價格受下游市場波動的影響較大，然而同等產品規模的煤化工項目投資要遠高于石化項目，由此造成前者抵抗市場風險的能力要弱于后者，投資收益的下降乃至虧損風險亦是企業在布局煤化工產業時必須要慎重應對的問題。

2.4 必須面對現代煤化工產能趨于過剩的狀況

近年來，神華集團的現代煤化工項目取得了較好的產業示范效果，國內許多省市地區對煤化工產業的熱情也隨之日益高漲，導致不少地方政府與企業忽視整個產業及項目的巨大風險，逢煤必化，不顧條件盲目規劃和發展煤化工項目的勢頭愈演愈烈，而且由于當前我國煤化工企業整體技術水平并不高，工業化已經成功、基本成熟的現代煤化工技術數量有限，煤炭能夠轉化的產品種類也很少，導致各地煤化工項目產品同質化的情況比較嚴重，產能過剩局面已經開始顯現。據統計，目前已建、在建和規劃的煤制天然氣項目共計40多個，總產能已達1902.5億立方米/年，而中國2012年天然氣表觀消費量為 1459億立方米，其中國內天然氣生產1067.1億立方米，供應缺口391.9億立方米[11]；已建、在建和規劃的煤制烯烴項目有53個（見表1），合計烯烴產能達到3454萬噸/年[12]，總投資近萬億元，并且布局分散，方案雷同，而2012年我國聚烯烴產量為PE 1030萬噸和PP 1121.6萬噸，表觀消費量分別為1790萬噸和1510.2萬噸[13]。已備案和已開展前期工作的煤制乙二醇項目規模已經超過 430萬噸/年；已規劃的煤制油項目規模已經超過 1500萬噸/年，大大超出了現有國內生產配套能力和市場需求[14]。

對積極涉足煤化工領域的大型能源企業而言，當前會增加項目審批的難度；但從全局來看，國家的調控旨在篩除那些自身不具備上馬煤化工項目的資質和實力的企業，那些借上馬煤化工項目圈占煤炭資源的企業，以及那些在煤炭調入區和水資源匱乏區盲目上馬煤化工項目的企業，這有助于控制產業規模、規范產業模式，從而對產業的健康有序發展起到保護作用。

3 大型能源企業發展現化煤化工產業的幾點建議

3.1 加強煤化工人才的儲備與培養

表1 我國部分煤（甲醇）制烯烴項目[15]

由于現代煤化工行業是一個新興產業，國內科研院所和大專院校過去沒有專門針對這一行業設立項目和開設課程，導致該領域的技術專業人才培養滯后，相關的專家及技術人員有的屬煤炭專業，有的屬化工專業，真正能夠將煤炭跟化工結合在一起的專業人員較為缺乏，而能夠將現代煤化工理論和工廠實踐經驗相結合的高級技術管理人才更是少之又少。目前從事現代煤化工項目企業的通常作法是，依托或不依托本單位人員，從石化行業、傳統煤化工行業和煤化工研究、設計單位乃至象神華這樣的領先煤化工企業招募人員，知識水平良莠不齊、對煤轉化原理認識不深、對企業忠誠度不高等問題普遍存在，對大型煤化工裝置運行和經營管理中暴露出來的各種問題的解決能力亟待提高[16]。

針對現化煤化工產業這種輕煤重化和煤化相聯的人才技術特性，企業必須未雨綢繆，做好煤化工人才的儲備與培養工作。在這方面，神華集團的經驗值得借鑒。在開展煤直接液化制油和煤制烯烴兩個示范項目時，神華集團沒有抽調煤炭和電力版塊的干部，而是從國內石油化工行業招攬了大批專業人員，并結合其自身對煤炭加工的經驗和科研力量，最終克服了各種困難，順利建成并投產兩個示范項目；此外，神華集團通過與國內大專院校進行戰略合作，并利用自身裝置作為培訓基地，聯合培養了一大批煤化工領域的專業技術人才，從而形成了良性的人才儲備和流動機制。

3.2 加強對溫室氣體減排的研究

由于煤炭是一種高碳化石能源，對這一資源的大量開采與利用是導致溫室氣體排放增加，全球氣候變暖的重要原因之一，在當今世界，二氧化碳的減排已逐步成為各國的共識，其影響遲早會傳導至生產和應用化石能源的各類企業，未來二氧化碳減排成本的壓力不可小覷。就現代煤化工項目而言，其氣化工藝和加氫需求導致二氧化碳的排放量要遠高于一般項目。對于希望進入這一產業的大型能源企業而言， 雖然國家尚未出臺減排的硬性規定，但從長遠發展打算，必須利用好現代煤化工項目排放的二氧化碳濃度高這一特性，加強對二氧化碳捕集與封存利用的研究，提前做好應對準備。

神華集團自2010年開始，建設并運行了二氧化碳捕集與封存示范項目（10萬噸/年），其氣源為鄰近煤化工廠（神華煤直接液化示范項目）所副產的高濃度二氧化碳。兩年多來，已累計向地下1500～2500 m深度的咸水層注入并封存二氧化碳超過13萬噸，掌握了大量的數據和技術經驗，運行試驗結果證明，煤氣化單元生成的二氧化碳純度高，略經處理即可用于埋存或其他用途，其捕集的成本優勢明顯[17]。

3.3 認清投資風險量力而行

對有意進軍現代煤化工產業的大型能源企業而言，應當對巨大的投資風險有足夠清醒的認識，審慎地進行戰略布局和市場研究，在做好投資風險預控的前提下，根據自身能力，選取1～2個項目進行戰略試水，鍛煉隊伍，積累經驗，在現階段切忌大張旗鼓地鋪開項目，盲目進軍這一產業，不能因為看到神華的成功就忽視了現代煤化工項目巨大的投資風險，神華集團的成功受益于多種因素的共同作用，如超強的資金實力、人才儲備、全行業乃至國家層面的支持，這一模式并非適合所有能源企業。

現代煤化工產業的贏利點主要在于其規模化和大型化，從而降低單位成本，在獲取更大利潤的同時，降低投資和市場風險，增強對產品市場波動的應對能力；此外，煤化工產業還具有一體化、基地化的特征，由于煤炭原料為固體不便于運輸及運輸成本較高，現代煤化工項目大都建設在離煤源較近的地區。中國的煤炭資源大都集中于經濟社會發展水平相對較低的中西部地區，且煤炭離城市較遠，社會依托和保障條件較差，很多配套設施需要項目業主自行建設和解決。以神華集團煤制 180萬噸/年甲醇及下游甲醇制60萬噸烯烴項目為例，項目總投資約 170億元，項目施工高峰期現場人員可達10000人，而這只是一個正常規模的現代煤化工項目[18]。因此，一個現代煤化工項目往往會采取一體化的建設管理策略，形成一個相當規模的產業基地，并同步建設上下游的產業配套設施，從而帶動整個工業園區乃至整個地區的經濟發展。因此，能源企業在進軍這一產業時，首先必須考慮自身的實力和規模是否能夠滿足現代煤化工項目的建設和保障需求。國家在制定煤化工產業政策時亦明確指出，發展煤化工產業不僅要樹立牢固的風險防范意識，更要有較強的風險防范能力，對于業主實力較弱的煤化工項目應慎重核準和備案。

3.4 項目決策要建立在產品論證和市場細分的基礎上

中國工業產業的發展，大都會經歷一個從無序到有序的過程，且大部分的產業，最終都會穩定在一種相對過剩的局面，從而在企業間保持一種良性的競爭態勢，促進整個產業的升級發展。考慮到市場容量和產業健康發展等因素，現階段國家已很難再批準單純的煤制聚烯烴項目，然而國家對于烯烴下游進一步加工的精細化工產品，依然有較大的需求。中國科學院院士陳俊武認為，煤化工產品不能低檔化，而是應當往高端方向發展，否則在經濟效益方面不具有優勢[10]。對有能力的大型能源企業來說，應當詳細論證煤化工項目的產品方案、成本概算和潛在市場。現階段再參與煤制聚烯烴項目的競爭，除非有相當的成本優勢和準確定位的目標市場，否則不宜貿然啟動；然而對于其他煤化工工藝路線，甚至于生產不同的聚合產品，目前都還是值得研究與布局的。如前所述，對煤化工工藝而言，其下游路徑與石油化工是基本相同的，因此技術是相通的。大型能源企業如能發揮自身的資金和資源等優勢，加強與掌握技術的下游化工企業的強強聯合，將會在現代煤化工產業領域走得更遠。

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