煤熱解多聯產改造 實現“煤化工+煤電+X”跨越發展

關鍵詞：突破桎梏;跨界融合;綜合開發;賦能發展

一、方案必要性

2017、2018年度山西漳電國電王坪發電有限公司連續虧損過億，其年燃煤平均燃用燃料115萬噸，每噸煤需承擔虧損166元，然而年燃煤采購加權平均價225元/噸。也就是說，假如今年發電量、上網電價、供熱量、熱力價格等條件不發生顯著有益方向變化，那么受制于200MW機組的并網在役最小容量等級，獲取更大的發電市場空間基本不可能實現。然而就每噸煤的采購價格在煤質不變的基礎上下降166元，降到59元/噸，才可能達到盈虧平衡，這種情況的概率基本為零。而煤電一體化是現階段立足于同煤集團扶持比較現實的辦法，這也只是內部利益的重新組合分配，并沒有創造更多價值。經過充分調研論證，實施煤熱解多聯產改造，實現“煤化工+煤電+X”的跨界賦能生產經營模式的轉變，可以從根本上實現扭虧為盈，跨越發展。

二、煤熱解分級多聯產簡要介紹

煤熱解分級多聯產，通過改造當前循環流化床機組，增加熱解爐。入爐煤先在熱解爐中進行650℃的低溫分解生成半焦、燃氣、焦油等，其中半焦以650℃的溫度通過返料器進入原鍋爐燃燒發電，燃氣、焦油可以作為產品銷售，實現煤焦油、燃氣（甲烷、氫氣、一氧化碳、其他烷烴氣體）和熱電聯產的生產模式升級。該技術方案只要煤種揮發分達到20%就具備較高經濟性，王坪發電公司煤種完全符合這種要求。

需要特別指出的是，因為熱解過程已基本將影響熱值較多的水分去除，半焦熱值并沒有降低，以650℃的溫度進入鍋爐，不會對鍋爐燃燒造成不良影響，而且在熱解過程中硫析出50%左右，煙氣NOx含量也能降低25%左右，這不僅減少了超低排放的壓力，還提高了鍋爐的煤種適應性。

三、經濟效益

在與浙江大學進行技術交流之后，確立了初步方案，通過每噸煤實現的經濟價值進行對比，能夠更直觀、準確地反應改造前后的經濟效益。

1.根據浙大初步方案，熱解焦油產量按照煤重量7%為0.07噸，煤氣產量按照煤重量10%為0.1噸折130NM3;

生產成本：輔機耗電量98kwh/噸，水0.55噸/噸，廢水0.1/噸，廢水處理費40元/噸;

改造后完成同等發電量多消耗煤50%，從煤的利用角度考量，相當于產能在發電量不增加的基礎上增加50%。

2.供電量以2018年5月供電煤耗387g/ kwh進行測算，改造前每噸煤供電量1108 kwh，改造后供電量為738kwh。

3.價格確定

燃氣價格確定為1元/NM3（懷仁陶瓷工業園區煤層氣價格1.8元/NM3）

焦油價格按2500元/噸（近期卓創網價格在3300元/噸）

上網電價0.312元/kwh（2018年王坪已經取得電量價格）

水費3元/噸

4.噸煤創造價值：

（1）改造前：

售電收入1108×0.312=345.69元

（2）改造后：

售電收入738×0.312=230.26元

焦油收入0.07×2500=175元

燃氣收入130×1=130元

成本增加：

電費98×0.312=30.58元

水費0.56×3=1.68元

廢水處理費0.1×40=4元

改造后總價值499元

（3）改造前后每噸煤增加價值為153.3元，考慮完成同等電量增加50%耗煤量，相當于改造前每噸煤增加230元，按16%扣除增值稅，稅后增加198元，已經可以覆蓋2017年每噸煤承擔的166元的虧損額，增加王坪發電公司扭虧為盈的可能性。

5.每臺爐使用60萬噸/年計算，可實現經濟效益1.188億/年。單臺爐投資約為2億元，投資回報期約為2年。

四、實施方案及落地步驟

王坪發電公司地處懷仁陶瓷工業園區，陶瓷業是工業用氣大戶，完全能消化公司兩臺機組改造后的產能，考慮到該方案尚未實現商業運行，穩妥起見決定先期進行一臺機組改造，燃氣接入園區國新能源管網，銷售給國新能源。待運行后市場情況再行決定是否進行天然氣液化工程以及第二臺機組改造，同時展開調研生產粉煤灰陶粒、脫硫石灰等自用燃氣項目，實現“煤化工+煤電+X”的跨界賦能生產經營模式。

改造方案需要投資約2億元，考慮到王坪發電公司現在的經營困境，初步決定采用合同能源以及設備租賃模式，利用鍋爐系統甚至煤場打包委托管理，以解決項目的融資投資問題，就合同能源管理模式已與初步方案技術提供方浙江大學聯系，對方承諾可在項目立項后提供投資方。

爭取2018年內完成公司立項、初可研、可研、環評、安評、能評等工作，同時完成焦油、燃氣的市場調研，簽訂銷售意向，進入設計階段，2019年采暖期結束進入施工階段，9月完成施工，進行設備系統調試，10月正式投產。

五、王坪發電公司實施改造優勢分析

1.技術優勢。該方案選用浙江大學熱能工程研究所，能源清潔利用國家重點實驗室、國家能源煤炭清潔轉換利用技術研發（實驗）中心的獨創技術，已經在云南龍盛能源公司300MW機組上進行40噸/h進行72小時連續運行試驗，在淮南礦業集團135MW機組上進行12MW試驗，均達到和超過設計指標，特別是與格盟山西平朔煤矸石發電公司聯合，成功申報國家級和山西省級科技項目，并已經獲國家獎勵2700萬元，2018年年底實現投產。

2.政策優勢。國家能源局2016年5月3日印發的《煤炭清潔高效利用行動計劃（2015～2020年）》確定第五項重點任務，就是煤的分級分質梯級利用，逐步實現“分質分級、能化結合、集成聯產”的新型煤炭利用方式，鼓勵煤—化—電—熱一體化發展，要求在2020年建成一批百萬噸級分級提質示范項目，并在保障措施第四條特別提出積極落實稅收優惠政策，研究出臺更加有力的支持政策。

浙江大學和山西省政府在2016年10月簽署戰略合作框架合協議，對與浙江大學合作的產業化項目優先納入山西省科技計劃專項支持。

3.市場優勢。王坪發電公司坐落于懷仁陶瓷工業園區，園區用氣量大于該項目產能，且國新能源管網距公司1.5公里，優勢得天獨厚。

煤化工行業正在進入高景氣周期，同煤甲醇項目現在生產成本1600元，銷售價2850元，去年已經實現盈利300萬元。據卓創資訊行情顯示，焦油價格一路穩步上漲，比初評時3000元再度上漲10%以上，達到3377元。

4.機組優勢。王坪發電公司200MW循環流化床鍋爐契合該技術的鍋爐要求，而且200MW機組是漳澤電力集團內部容量最小的同類在役機組，王坪發電公司改造成功在集團公司層面就是示范，可以在集團公司其他同類機組上推廣。

5.煤種優勢。該技術需要揮發分在20%以上經濟性才能得到充分體現，王坪公司燃煤完全符合這一要求，并且熱解可以降低50%的硫、25%的氮，這在很大程度上減輕了超低排放的壓力。且格盟山西平朔煤矸石發電公司可研選用熱值為2500kcal/kg的煤種，浙大給我們做的初步報告的產出率也是建立在此基礎上，依據公司實際煤種產出率可能更高。

6.賦能優勢。燃氣是清潔能源，正逐步取代直燃煤的市場空間。賦能發展脫硫石灰、粉煤灰陶粒，焦油是基礎化工產品，可以依市場情況和便利條件發展汽油、柴油、石墨電極、炭黑等產品，加粗加長產業鏈，形成產業生態。

（作者單位：山西漳電國電王坪發電有限公司）