新發展格局下現代煤化工產業面臨的挑戰與對策研究

王明華

(國家能源集團技術經濟研究院，北京市昌平區，102211)

目前，我國現代煤化工的產能規模已經相當可觀，截至2019年，已建成煤制油產能為921萬t/a，煤制烯烴(包括甲醇制烯烴)產能為1 582萬t/a，煤制天然氣產能為51億m3/a，煤制乙二醇產能為478萬t/a，煤制甲醇產能為6 236萬t/a。按產能計，總的原料煤轉化量達1.8億t/a(標準煤)。

總體來看，我國現代煤化工產業在規模、技術、裝備方面均有長足進展，關鍵技術水平處于世界領先地位。但受制于低油價等因素影響，現代煤化工產業盈利能力持續走弱，對產業的可持續健康發展十分不利[1-3]。

1 現代煤化工產業面臨的挑戰

1.1 日益嚴格的環保壓力

國家對煤化工項目實行嚴格的生態環境和水資源管理政策，碳達峰、碳中和以及環保壓力將成為影響現代煤化工產業發展的重要因素[4]。煤制油和煤制烯烴等項目的水資源、碳排放和能源消耗絕對量較大，隨著2030年前實現碳達峰和2060年前實現碳中和目標的設定，現代煤化工項目不得不面對生態文明建設和履行《巴黎協定》承諾的大環境。

1.2 國家支持政策不明朗

近年來，國家相關部門出臺了多個規范煤化工發展的政策文件，從中可以看出，政府對煤化工產業的政策導向經歷了“鼓勵-引導-控制-從嚴”的過程。目前來看，政策扶持力度不夠，體制機制阻礙較大。

1.3 煤制油發展規模受限

上游受國際原油價格擠壓，下游受國內消費空間制約，煤制油發展空間十分有限。

一是國際低位油價擠壓，煤制油項目盈利能力堪憂。中國是一個缺油多煤的國家，主要的化工產品完全由石油作原料生產是不現實的，適當發展現代煤化工符合我國實際的發展方向。在世界新發展格局下，長期來看，國際油價在中低區間運行將成常態，對現代煤化工項目、特別是煤制油項目的盈利性十分不利，甚至可能造成這些項目處于長期虧損狀態。

二是新能源發展大勢，下游油品消費空間愈發收窄。一方面，工信部制定出燃油汽車退出時間表；另一方面，新能源汽車銷量不斷攀升，國務院辦公廳印發的《新能源汽車產業發展規劃(2021-2035年)》中提出，到2025年，新能源汽車的新車銷售量將達到汽車新車銷售總量的20%左右。2019年我國的汽車銷售總量是2 572萬輛/a，按這個數據計算，到2025年，新能源汽車新車銷售量將達到約500萬輛/a，新能源汽車將逐步替代傳統燃油汽車。

1.4 煤制化學品缺乏科技創新

煤制化學品大宗產品面臨著產能嚴重過剩的風險，高端產品技術難以突破，處于量與質難以拓展的兩難境地[5-15]。

一是產能過剩、競爭壓力陡增。當前我國烯烴行業處于總量不足和下游結構性短缺的時期，市場需求缺口依然存在。隨著近年來投資主體多元化、原料路線輕質化以及烷烴脫氫產能的擴張，烯烴產業的供應格局將發生改變，沿海地區煉化一體化項目的熱建，以及煤(甲醇)制烯烴項目的密集投產，使乙烯產能大幅增長，進入快速擴張期，產能有過剩的風險，丙烯產能快速擴張勢頭逐漸放緩，市場博弈將日趨激烈。與此同時，煤制烯烴項目同質化現象普遍，產品方案雷同且多為低端通用料，附加值低、抗風險能力弱。

二是缺乏下游產品高端化核心技術。目前我國缺乏下游高附加值的精細化學品生產工藝技術，產業鏈較短，科技創新力度不足，與世界先進水平差距較大。

2 新發展格局下現代煤化工產業發展路徑分析

2.1 實現現代煤化工產業差異化、精細化、高端化發展

現代煤化工產業要服務于國家能源發展總體戰略，堅定新發展格局，轉變發展思路，尋找發展突破口。

第一，在“十四五”期間，聚烯烴大宗產品市場將面臨激烈的競爭，開發聚烯烴專用料、高端牌號產品將成為企業利潤增長的重點。2019年我國聚丙烯進口量約為500萬t，進口依存度持續下降，不到20%；而聚乙烯進口量仍呈現逐年遞增的態勢，2019年進口量約為1 700萬t，進口依存度逐步上升，接近50%。一方面進口貨源性價比優勢大，另一方面近年來我國聚乙烯裝置雖有大量投產，但多為通用料，高端及專用料生產仍顯匱乏，仍需依靠進口貨源做補充。總體來看，近年來受制于低油價等因素的影響，煤制烯烴產業的盈利能力也逐漸下降，對產業的可持續健康發展十分不利。為了扭轉先發優勢到后勁不足的困境，在“十四五”期間，降低生產成本、滿足市場的差異化需求、提升高端產品生產能力是聚烯烴行業發展的重要方向。

第二，在“十四五”期間，對煤制乙二醇項目而言，找到合適的PX資源并實現乙二醇的就地轉化，向下游延伸生產PET聚酯樹脂，是提高競爭力、增加項目經濟性的重要路徑。目前隨著煤制乙二醇項目的大量上馬，以及大型煉化一體化項目下游配套的乙二醇裝置，導致乙二醇行業存在投資過熱的風險。據統計，聚酯業占乙二醇總消費量的90%以上，2019年國內聚酯產量約為5 000萬t，折合乙二醇表觀消費量約為1 700萬t。預計“十四五”期間，國內聚酯產能增加1 500萬t左右，折合乙二醇新增需求量510萬t左右，即在“十四五”末期，乙二醇需求量在2 300萬t/a左右，而目前在建及規劃的項目產能已超過2 000萬t/a。此外，聚酯產業90%以上位于華東和華南地區，對于地處能源中西部地區的煤制乙二醇項目，需要支付價格不菲的運輸費用。而目前東南沿海新建大型煉化一體化項目大多同時生產PX和乙二醇，產品就地轉化，具有一體化運營優勢。

第三，“十四五”期間，貫徹“禁塑令”政策，開展煤基生物可降解材料項目的示范，投資煤基含氧化合物及新型可降解材料，構筑聚乙醇酸(PGA)生產體系，全方位打造各種用途與牌號的樹脂產品，對開拓煤基化學品產業鏈具有重大意義。可降解塑料是未來塑料行業發展的大趨勢，目前不同產品和技術路線競爭激烈。國家能源集團和國機集團共同參股的混合所有制企業——上海浦景化工，具有自主知識產權的煤基全生物降解高分子材料合成路線的全套技術，通過在包頭煤制烯烴廠萬噸級的工業示范裝置應用，然后再應用于規模化生產、降低產品成本。再擴大合作、市場開發與預銷售，逐步培養拓展市場，可實現現代煤化工產業的轉型，引領高端煤化工產業朝著可持續的方向發展。

2.2 堅持創新驅動，延長煤制化學品產業鏈

基礎有機化學品呈現逐年遞增的態勢，進口依存度逐步上升，究其原因主要是高端及專用料生產匱乏，需進口貨源做補充。因此在科技創新方面，應充分發揮現有項目的創新潛力，同時可引進國際國內的新工藝、新技術，提升技術競爭能力，產品結構從現有的“單一化、低端化”向“差異化、專用化”轉變。聚焦核心技術攻關，把產品創新作為產業結構調整的龍頭，提升產品價值鏈。

第一，充分利用直接液化油品的特點，研發高端及特種油品。研究開發軍用超低凝點柴油，研究開發航天領域火箭煤油，研究開發新一代大推力運載火箭使用的液氧-煤油。

第二，充分挖掘間接液化油品的潛力，研發高端化工產品及功能化學品。研究開發以直鏈烷烴為基礎的產品，包括輕質白油、潤滑油基礎油、表面活性劑等產品；研究開發以α-烯烴為基礎的產品，包括高端合成樹脂、高端潤滑油等產品。

第三，延伸煤制化學品產業鏈，研發高端及精細化學品。一是研究開發性能更高、附加值更高的新型聚乙烯和聚丙烯產品；二是研究烯烴延伸產業鏈，生產丙烯酸及脂下游產品、乙撐胺、聚醚等精細化工產品和功能產品；三是研究提高煤制乙二醇產品質量，向下游延伸生產聚酯長絲、瓶級聚酯切片等產品。

2.3 實現現代煤化工產業CO2零排放

面對碳達峰、碳中和目標，未來可耦合可再生能源制氫，激活煤炭原料屬性，促進煤炭產業的轉型升級，由燃料向原料徹底轉變。將煤炭中的碳，與可再生能源制取的氫相結合，形成碳一化學的基本原料CO+H2，不僅省去了煤化工過程水煤氣變換反應，且不會排放由于水煤氣變換過程產生的大量CO2。將煤炭富含碳的劣勢轉化成了優勢，使得碳資源得到充分利用，可實現CO2零排放，系統能量利用效率和經濟效益也都將得到全面提升。例如，PET可廣泛應用于纖維、膠片、薄膜、樹脂和飲料等食用品包裝的生產。可再生能源制氫與煤化工耦合制取下游化工用品的示意圖如圖1所示。

3 結語

總體而言，“十四五”期間，在構建以國內大循環為主體、國內國際雙循環相互促進的新發展格局下，現代煤化工項目的發展，需要轉變發展理念，加快能源終端消費產品由化石能源主體向清潔能源主體轉變，加快化石能源的發展趨勢由燃料向化學品轉變，加快從追求發展數量向追求發展質量的轉變，以提高產業競爭力為主要目標，加強自主創新，以新技術研發和引進為主要手段，尋求發展的突破口。

圖1 可再生能源制氫與煤化工耦合制取下游化工用品的示意圖