我國(guó)新型煤化工發(fā)展現(xiàn)狀及前景分析

楊衛(wèi)蘭

(中國(guó)化工信息中心，北京 100029)

市場(chǎng)研究

我國(guó)新型煤化工發(fā)展現(xiàn)狀及前景分析

楊衛(wèi)蘭

(中國(guó)化工信息中心，北京 100029)

近年來(lái)，我國(guó)煤化工發(fā)展迅速，文章分析了國(guó)內(nèi)煤化工熱的成因，介紹了我國(guó)新型煤化工的發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)，分析了行業(yè)中存在的問(wèn)題和風(fēng)險(xiǎn)，并介紹了相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策。文章指出:“十二五”期間我國(guó)尚不具備大規(guī)模發(fā)展新型煤化工產(chǎn)業(yè)的客觀條件，目前迫切需要依靠科技創(chuàng)新建設(shè)水平更高的示范項(xiàng)目。

煤化工 烯烴 天然氣 乙二醇 二甲醚

1 我國(guó)煤化工熱成因分析［1－2］

近年來(lái)，我國(guó)煤化工發(fā)展迅速，其原因主要可以從煤炭和石油兩方面分析。

我國(guó)是富煤、缺油和少氣的國(guó)家。折合成標(biāo)煤，世界已探明的化石能源儲(chǔ)量約1.16×1012t，其中石油259.6 Gt，占22%;天然氣為245.4 Gt，占21%;煤炭653.7 Gt，占57%。我國(guó)已探明的化石能源儲(chǔ)量約153.9 Gt，其中石油4.0 Gt，占2.6%;天然氣為 4.2 Gt，占 2.7%;煤炭 145.7 Gt，占94.7%。我國(guó)煤炭、石油、天然氣已探明的儲(chǔ)量分別占世界的22.3%、1.5%和1.7%。我國(guó)煤炭、石油和天然氣的儲(chǔ)采比分別為69，15，38年，煤炭的儲(chǔ)采比明顯高于石油和天然氣。

煤炭在我國(guó)一次能源消費(fèi)中占據(jù)主導(dǎo)地位。2011年，我國(guó)一次能源消費(fèi)量為3 480 Mt，其中煤炭消費(fèi)量占70.4%，石油占17.7%，天然氣占4.5%，水電、核電及其他能源占7.4%(見(jiàn)表1)。

根據(jù)《我國(guó)能源中長(zhǎng)期(2030、2050)發(fā)展戰(zhàn)略研究》，今后我國(guó)將科學(xué)、合理用能，大力發(fā)展化石能源外的水電、核電和其他能源，煤炭的消費(fèi)比例將會(huì)下降(見(jiàn)表1)，但長(zhǎng)期來(lái)看，煤炭在我國(guó)一次能源消費(fèi)中仍將占據(jù)重要地位。

多年來(lái)，我國(guó)原油產(chǎn)量在200 Mt/a左右，但進(jìn)口量逐年增加，自1993年以來(lái)，我國(guó)成為原油凈進(jìn)口國(guó)。2011年我國(guó)原油進(jìn)口量占總消費(fèi)量的56%，據(jù)預(yù)測(cè)，2020—2030年間，我國(guó)原油進(jìn)口量將達(dá)400 Mt/a。此外，我國(guó)每年還大量進(jìn)口石化產(chǎn)品(見(jiàn)表2)。

近年來(lái)，我國(guó)煤化工技術(shù)取得了巨大的進(jìn)步:煤炭焦化、煤炭氣化，煤制甲醇、煤制合成氨和兩步法二甲醚技術(shù)已經(jīng)成熟;煤制烯烴、煤制油(直接法)、煤制油(間接法)和煤制乙二醇技術(shù)商業(yè)化示范獲得成功;煤制天然氣技術(shù)已進(jìn)入商業(yè)化示范階段。

表1 我國(guó)能源消費(fèi)總量和構(gòu)成及預(yù)測(cè)*

表2 2005—2011年我國(guó)主要石化產(chǎn)品進(jìn)口量 Mt

由于煤炭主產(chǎn)區(qū)煤炭?jī)r(jià)格相對(duì)低廉，使得在這些地區(qū)發(fā)展煤化工具備經(jīng)濟(jì)上的可行性。另外，由于國(guó)際油價(jià)將長(zhǎng)期處于高位，地方政府和企業(yè)出于能源安全、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和原料多元化等方面的考慮而大力發(fā)展煤化工。從戰(zhàn)略角度講，我國(guó)發(fā)展煤化工意義重大，它將成為石油化工的有益補(bǔ)充。

2 我國(guó)新型煤化工發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)

煤化工可分為傳統(tǒng)煤化工和新型煤化工。傳統(tǒng)煤化工包括合成氨/尿素、甲醇、甲醛、乙酸、電石和乙炔衍生物(氯乙烯、醋酸乙烯、1，4－丁二醇)等。新型煤化工包括煤制油、煤制烯烴(甲醇制烯烴(MTO)/甲醇制丙烯(MTP))、煤制乙二醇、煤制天然氣和煤制二甲醚。作為液化石油氣和柴油的替代產(chǎn)品，我國(guó)二甲醚市場(chǎng)需求遠(yuǎn)低于預(yù)期，產(chǎn)能嚴(yán)重過(guò)剩，以下重點(diǎn)介紹其他4類新型煤化工。

我國(guó)已建成投產(chǎn)的新型煤化工項(xiàng)目見(jiàn)表3。

表3 我國(guó)已建成投產(chǎn)的新型煤化工項(xiàng)目

2.1 煤制烯烴

采用中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所(以下簡(jiǎn)稱:大連化物所)開(kāi)發(fā)的我國(guó)第一代煤制烯烴技術(shù)(DMTO)的項(xiàng)目——神華包頭煤化工有限公司DMTO項(xiàng)目于2011年正式商業(yè)化運(yùn)行，2011年總共生產(chǎn)聚乙烯、聚丙烯產(chǎn)品500 kt，負(fù)荷達(dá)到83%;實(shí)現(xiàn)銷售收入50多億元，實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)9.7億元。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)在建及擬建的煤制烯烴或甲醇制烯烴的項(xiàng)目超過(guò)30個(gè)，總產(chǎn)能超過(guò)20 Mt/a。其中陜西蒲城清潔能源化工公司700 kt/a煤制烯烴項(xiàng)目采用大連化物所的DMTO－Ⅱ技術(shù)，而惠生(南京)清潔能源公司羰基合成醇廠采用的是Honeyewell UOP公司的甲醇制烯烴與烯烴裂解(MTO/OCP)組合技術(shù)。預(yù)計(jì)到2015年，我國(guó)另外10個(gè)煤制烯烴或甲醇制烯烴項(xiàng)目將建成投產(chǎn)，屆時(shí)能提供6 000 kt低碳烯烴產(chǎn)品。

2.2 煤制乙二醇

通遼金煤化工有限公司200 kt/a煤制乙二醇工業(yè)化示范項(xiàng)目于2009年打通全流程并成功生產(chǎn)出合格乙二醇產(chǎn)品。由于試運(yùn)行過(guò)程中暴露出一些問(wèn)題，該公司將產(chǎn)品線調(diào)整為年產(chǎn)150 kt乙二醇和100 kt草酸。通過(guò)不斷的調(diào)整和整改，裝置負(fù)荷已逐漸提高到設(shè)計(jì)產(chǎn)能的75%。2011年通遼金煤煤制乙二醇裝置凈虧損為1.39億元。

除上述通遼金煤化工有限公司煤制乙二醇項(xiàng)目外，國(guó)內(nèi)還有多個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目在進(jìn)行之中，如上海浦景化工技術(shù)有限公司與華東理工大學(xué)、安徽淮化集團(tuán)合作的千噸級(jí)中試項(xiàng)目，利用天津大學(xué)自主研發(fā)的CO氣相催化偶聯(lián)加氫技術(shù)的山東萬(wàn)噸級(jí)中試項(xiàng)目，采用上海華誼集團(tuán)上海焦化有限公司自主技術(shù)的1.5 kt/a級(jí)中試項(xiàng)目，首個(gè)利用工藝尾氣制乙二醇的山東華魯恒生化工股份有限公司50 kt/a級(jí)項(xiàng)目，及采用日本宇部興產(chǎn)株式會(huì)社技術(shù)，由日本高化學(xué)株式會(huì)社與東華工程科技股份有限公司參與的浙江臺(tái)州1.5 kt/a中試項(xiàng)目等。

盡管國(guó)內(nèi)有多個(gè)在建和擬建的煤制乙二醇項(xiàng)目，但由于目前制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)難題還沒(méi)有徹底解決，煤制乙二醇真正進(jìn)入商業(yè)化運(yùn)營(yíng)尚需時(shí)日。由于我國(guó)乙二醇存在著巨大的供需缺口，以及煤制乙二醇有著潛在的成本優(yōu)勢(shì)，可以預(yù)見(jiàn)，一旦我國(guó)示范性煤制乙二醇項(xiàng)目商業(yè)化運(yùn)行成功，將會(huì)有大量的項(xiàng)目投入運(yùn)行。

2.3 煤制油

廣義上，煤制油包括煤炭直接液化、煤炭間接液化、甲醇制汽油和煤焦油氫化，但煤炭直接液化、煤炭間接液化屬于新型煤化工的范疇。

如表3所示，我國(guó)目前有4個(gè)煤制油項(xiàng)目，其中1個(gè)為煤炭直接液化項(xiàng)目、另3個(gè)為煤炭間接液化項(xiàng)目。神華鄂爾多斯1 080 kt/a的煤炭直接液化項(xiàng)目于2008年12月30日建成投產(chǎn)，2011年運(yùn)行時(shí)間280 d，油品產(chǎn)量750 kt，實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)4億元。煤炭間接液化項(xiàng)目中，伊泰煤制油160 kt/a項(xiàng)目于2008年3月27日建成投產(chǎn)，2011年生產(chǎn)能力達(dá)到160～180 kt/a，油品產(chǎn)量151.8 kt。該項(xiàng)目自2011年7月起轉(zhuǎn)入固定資產(chǎn)，第3季度和第4季度實(shí)現(xiàn)凈利潤(rùn)2 750萬(wàn)元?？傮w來(lái)說(shuō)，我國(guó)直接法煤制油項(xiàng)目和間接法煤制油項(xiàng)目均實(shí)現(xiàn)了安、穩(wěn)、長(zhǎng)、滿、優(yōu)的運(yùn)行目標(biāo)，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。另外，煤制油項(xiàng)目產(chǎn)柴油產(chǎn)品，可以緩解我們局部地區(qū)柴油供應(yīng)緊張的矛盾。

據(jù)國(guó)內(nèi)人士分析，“十二五”期間預(yù)計(jì)我國(guó)將有4個(gè)煤制油項(xiàng)目開(kāi)工建設(shè)，具體見(jiàn)表4。這些項(xiàng)目建成投產(chǎn)后，我國(guó)煤制油項(xiàng)目每年將新增加10.9 Mt油品供應(yīng)量。

表4 “十二五”期間我國(guó)可能開(kāi)工建設(shè)的煤制油項(xiàng)目［3］

2.4 煤制天然氣

目前，國(guó)內(nèi)有4個(gè)國(guó)家發(fā)改委批準(zhǔn)建設(shè)的煤制天然氣項(xiàng)目(見(jiàn)表5)，年總產(chǎn)能1.51×1010m3。2012年7月28日，內(nèi)蒙古大唐國(guó)際克旗煤制天然氣公司一期甲烷化裝置順利完成催化劑升溫還原，產(chǎn)出合格天然氣，甲烷體積分?jǐn)?shù)達(dá)94.99%。這一關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的告捷，標(biāo)志著國(guó)內(nèi)首個(gè)利用劣質(zhì)褐煤生產(chǎn)煤制天然氣的項(xiàng)目——克旗煤制天然氣項(xiàng)目工藝流程全部打通。

表5 國(guó)家發(fā)改委批準(zhǔn)建設(shè)的煤制天然氣項(xiàng)目

除發(fā)改委批準(zhǔn)建設(shè)的項(xiàng)目外，我國(guó)仍有大量在建和擬建煤制天然氣項(xiàng)目。據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅新疆在建和規(guī)劃建設(shè)的煤制天然氣項(xiàng)目就達(dá)20個(gè)，產(chǎn)能達(dá)7.67×1010m3/a;全國(guó)在建和規(guī)劃建設(shè)的煤制天然氣項(xiàng)目更是達(dá)40個(gè)，產(chǎn)能超過(guò)1.6×1011m3/a。預(yù)測(cè)2015年我國(guó)煤制天然氣產(chǎn)能將達(dá)2.5×1010～3.0×1010m3/a。今后一段時(shí)期內(nèi)我國(guó)煤制天然氣占國(guó)產(chǎn)天然氣的比重將越來(lái)越大，預(yù)計(jì)2015年和2020年占比將分別達(dá)到18%和29%。我國(guó)國(guó)產(chǎn)天然氣產(chǎn)量構(gòu)成情況見(jiàn)表6。

表6 我國(guó)國(guó)產(chǎn)天然氣產(chǎn)量構(gòu)成 %

3 我國(guó)煤化工行業(yè)存在的問(wèn)題、風(fēng)險(xiǎn)和國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策

3.1 存在的問(wèn)題

目前國(guó)內(nèi)新型煤化工項(xiàng)目的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)具體見(jiàn)表7。首先，新型煤化工具有投資高、資源消耗量大和污染物排放量大的特點(diǎn);其次，我國(guó)煤炭資源和水資源呈現(xiàn)逆向分布。為此，國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策嚴(yán)格控制煤炭?jī)粽{(diào)入?yún)^(qū)項(xiàng)目建設(shè)，鼓勵(lì)在水資源充足和煤炭資源豐富的地區(qū)發(fā)展煤化工。相比之下，我國(guó)新疆、貴州和內(nèi)蒙古3省煤炭資源豐富，且具有相對(duì)豐富的水資源，因此這3個(gè)省份更適合發(fā)展煤化工。

表7 國(guó)內(nèi)新型煤化工項(xiàng)目技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

3.2 風(fēng)險(xiǎn)

新型煤化工存在著技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)和產(chǎn)業(yè)政策風(fēng)險(xiǎn)。

3.2.1 技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)

我國(guó)新型煤化工仍處于經(jīng)驗(yàn)積累階段。間接煤制油技術(shù)支撐系統(tǒng)還沒(méi)有完全成熟，另外目前工業(yè)化示范項(xiàng)目規(guī)模僅160～180 kt/a，大規(guī)模工業(yè)化裝置存在產(chǎn)能擴(kuò)大風(fēng)險(xiǎn);煤制乙二醇在催化劑活性、選擇性，催化劑的使用壽命、乙二醇的收率及裝置的穩(wěn)定性等方面仍存在問(wèn)題;煤制天然氣雖然在美國(guó)有成功運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，但在我國(guó)僅有1套裝置剛剛投產(chǎn)運(yùn)行，許多問(wèn)題仍需在實(shí)踐中解決。

3.2.2 市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)

首先，新型煤化工煤炭消耗量大，煤炭成本占產(chǎn)品生產(chǎn)成本比重較高。因此，對(duì)煤化工項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，能否獲得價(jià)廉的煤炭資源對(duì)于一個(gè)項(xiàng)目能否具有經(jīng)濟(jì)性具有至關(guān)重要的意義。

其次，中東地區(qū)具有豐富而廉價(jià)的輕烴資源，以其為原料裂解制得的低碳烯烴成本低，由此衍生出的聚烯烴、乙二醇等下游產(chǎn)品即使加上運(yùn)費(fèi)、關(guān)稅等費(fèi)用仍比國(guó)內(nèi)產(chǎn)品更具競(jìng)爭(zhēng)力。因此國(guó)內(nèi)新型煤化工產(chǎn)品不僅要面對(duì)來(lái)自國(guó)內(nèi)石油基產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)，還要應(yīng)對(duì)來(lái)自中東產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)。

第三，除煤制油外，其他幾種新型煤化工均有大量的在建、擬建項(xiàng)目，這些項(xiàng)目若能順利實(shí)施，行業(yè)將產(chǎn)能嚴(yán)重過(guò)剩，很可能會(huì)步合成氨/尿素、甲醇、二甲醚等的后塵。

第四，國(guó)內(nèi)煤化工產(chǎn)品的市場(chǎng)主要分布在東部沿海地區(qū)，尤其是華東和華南，而新型煤化工項(xiàng)目主要分布在西部煤炭資源豐富的地區(qū)，將增加產(chǎn)品的物流成本。對(duì)于煤制天然氣來(lái)說(shuō)，天然氣管道是很大的制約因素。

3.2.3 政策風(fēng)險(xiǎn)

首先，現(xiàn)階段我國(guó)有關(guān)碳排放和環(huán)境保護(hù)方面的稅還沒(méi)有征收，一旦起征，將會(huì)大大增加煤化工項(xiàng)目的成本。例如，對(duì)于煤制油項(xiàng)目，如果實(shí)施碳捕集及封存(CCS)技術(shù)，其成本將增加15%。若加上環(huán)境稅、水資源費(fèi)、西部地區(qū)資源開(kāi)發(fā)生態(tài)補(bǔ)償稅等，其成本將更高。

其次，地方政府和企業(yè)大力發(fā)展煤化工項(xiàng)目，但可能會(huì)與國(guó)家制定的污染物排放和水資源消耗等政策沖突，從而導(dǎo)致項(xiàng)目被取消。

3.3 國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策

由于煤化工行業(yè)存在的問(wèn)題及風(fēng)險(xiǎn)，國(guó)家政策對(duì)于發(fā)展煤化工項(xiàng)目的態(tài)度越來(lái)越審慎，先后出臺(tái)了多個(gè)產(chǎn)業(yè)政策，規(guī)范、引導(dǎo)我國(guó)煤化工產(chǎn)業(yè)科學(xué)、健康、有序地發(fā)展。其中最新的是《煤炭深加工示范項(xiàng)目規(guī)劃》(簡(jiǎn)稱《規(guī)劃》)和《煤炭深加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策》(簡(jiǎn)稱《政策》)?！兑?guī)劃》在全國(guó)確定了包括鄂爾多斯3 Mt/a煤制二甲醚項(xiàng)目在內(nèi)的9個(gè)省區(qū)15個(gè)示范項(xiàng)目;《政策》則對(duì)“十二五”煤炭深加工示范項(xiàng)目能效和資源消耗指標(biāo)提出了更為嚴(yán)格的要求。

4 結(jié)論

我國(guó)在多個(gè)新型煤化工領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先地位。新型煤化工項(xiàng)目具有投資高，煤炭消耗和水資源消耗大，污染物排放大的特點(diǎn)。我國(guó)新型煤化工許多技術(shù)在我國(guó)甚至在世界上都是首次采用，沒(méi)有現(xiàn)成的經(jīng)驗(yàn)可供借鑒。煤炭?jī)r(jià)格的上漲，主要消費(fèi)市場(chǎng)物流成本的增加，碳稅、環(huán)境稅的征收等，都將導(dǎo)致新型煤化工成本的增加。未來(lái)國(guó)內(nèi)產(chǎn)能大量釋放及來(lái)自中東低成本的產(chǎn)品都將對(duì)項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性帶來(lái)很大的沖擊。

綜上所述，“十二五”期間，國(guó)內(nèi)尚不具備大規(guī)模發(fā)展新型煤化工產(chǎn)業(yè)的客觀條件，現(xiàn)在迫切需要的是依靠科技創(chuàng)新建設(shè)更高水平的試驗(yàn)示范項(xiàng)目。

ABSTRACT

［1］ 國(guó)家統(tǒng)計(jì)局能源統(tǒng)計(jì)司．中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒［M］．北京:中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版社，2011．

［2］ 唐宏青．我國(guó)煤化工的6輪熱潮［J］．化工設(shè)計(jì)通訊，2011，37(6):1－9．

Coal chemical industry has developed rapidly in China in recent years．The cause of upsurge of coal chemical industry in China was analyzed;the development status and future of new type coal chemical industry in China were introduced，the problems and risks existing in the industry were analyzed，and related industrial policies were introduced．This paper pointed out that the objective conditions for developing new type coal chemical industry in large scale were not mature for China during the Twelfth Five－Year Plan period，and it was urgent to build demonstration projects with higher level depending on scientific and technical innovation．

Development Status of New Type Coal Chemical Industry in China and its Prospect Analysis

Yang Weilan
(China National Chemical Information Center，Beijing 100029)

coal chemical industry，olefin，natural gas，ethylene glycol，dimethyl ether

1674－1099 (2012)05－0022－05

TQ54

A

2012-08-21。

楊衛(wèi)蘭，女，1970年3月出生，1998年畢業(yè)于北京化工大學(xué)精細(xì)化工專業(yè)，工學(xué)碩士，高級(jí)工程師，現(xiàn)從事石油化工和煤化工的規(guī)劃咨詢研究工作。