現代煤化工該朝什么方向發(fā)展？

經(jīng)過(guò)反復研討和廣泛論證，《煤炭深加工產(chǎn)業(yè)示范“十三五”規劃》和《現代煤化工產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新發(fā)展布局方案》已于2017年初發(fā)布。但面對國際油價(jià)長(cháng)期處于低位、現代煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨著(zhù)較大經(jīng)濟壓力，國內始終存在未來(lái)現代煤化工該如何發(fā)展、朝什么方向發(fā)展的討論和爭議？

中國工程院重大咨詢(xún)項目“中國煉油和煤化工產(chǎn)業(yè)可持續發(fā)展與區域協(xié)調發(fā)展重大問(wèn)題戰略研究”歷時(shí)2年時(shí)間，石油化工和煤化工院士專(zhuān)家們在現場(chǎng)考察20多個(gè)現代煤化工項目的基礎上，圍繞現代煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展現狀及未來(lái)方向進(jìn)行了系統研討，得出如下研究結果。

一、現代煤化工已形成產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎

1．產(chǎn)業(yè)發(fā)展已形成一定規模

截至2016年底，我國已建成1個(gè)煤直接液化、5個(gè)煤間接液化項目，總產(chǎn)能達695萬(wàn)噸/年；建成10套50-60萬(wàn)噸級煤制烯烴，總產(chǎn)能達到574萬(wàn)噸/年；建成3套煤制天然氣項目，總產(chǎn)能為31億立方米/年；建成11套20萬(wàn)噸級煤制乙二醇裝置，產(chǎn)能合計270萬(wàn)噸/年。

2．核心技術(shù)國際領(lǐng)先

自主知識產(chǎn)權的煤直接液化、煤間接液化、煤氣化、甲醇制烯烴、甲醇制乙二醇、甲醇制芳烴等工藝技術(shù)整體達到世界領(lǐng)先或先進(jìn)水平。產(chǎn)業(yè)裝備自主化率已達90%左右。大量自主氣化技術(shù)裝備實(shí)現了工業(yè)運行，具備自主制造大型氣化爐（投煤量≥3000噸/天）、大型空分（制氧量≥10萬(wàn)方/小時(shí)）、大型加氫液化和費托合成反應器（重量≥2000噸）、大型工藝壓縮機組、適用于苛刻條件的大型高差壓耐磨減壓控制閥、高溫高含固煤漿泵等重大裝備和控制系統的能力。

已建成的示范項目經(jīng)過(guò)一段時(shí)間商業(yè)化運行與不斷完善，工藝技術(shù)、能效、環(huán)保等水平不斷提高，如新建成神華寧煤400萬(wàn)噸/年煤炭間接液化項目的噸油水耗已從16噸降至6噸，優(yōu)秀項目可以實(shí)現近零排放。

3．生產(chǎn)出常規煉廠(chǎng)難以生產(chǎn)的油品

煤直接液化生產(chǎn)出超清潔汽柴油、軍用油品、高密度航空煤油、火箭煤油等特種油品、以及高附加值化學(xué)品，部分產(chǎn)品已填補國內空白，在國防領(lǐng)域應用潛力巨大。已完成的戰機試飛、火箭發(fā)動(dòng)機試驗和裝甲車(chē)輛試運行等，顯示出煤直接液化油品的優(yōu)良性能。煤間接液化生產(chǎn)的低芳烴溶劑油、高熔點(diǎn)費托蠟、高等級潤滑油基礎油等高附加值化學(xué)品，具有一定的市場(chǎng)競爭力。據中國環(huán)境科學(xué)研究院完成的整車(chē)運行和臺架實(shí)驗，煤制清潔柴油與國五標準柴油相比，可使尾氣中排放的一氧化碳、細顆粒物、氮氧化物和碳氫化合物分別降低24%、49%、12%和34%。

4．已成為石油化工品的重要補充

現代煤化工發(fā)展促進(jìn)了石化行業(yè)原料多元化，部分彌補了我國石腦油供給的不足，增強了部分化工產(chǎn)品的供給。

截止2016年年底，煤制烯烴總產(chǎn)能達574萬(wàn)噸/年，產(chǎn)能占全國乙烯和丙烯總產(chǎn)能的11.39%；煤制天然氣總產(chǎn)能為31億立方米/年，產(chǎn)量21.6億立方米，占全國天然氣表觀(guān)消費量的1.57%；已建成11套20萬(wàn)噸級煤制乙二醇裝置，產(chǎn)能合計270萬(wàn)噸/年，占全國乙二醇總產(chǎn)能的32.8%。

5．歷經(jīng)高低油價(jià)運行，驗證了產(chǎn)業(yè)技術(shù)經(jīng)濟性

調研結果表明，國際油價(jià)在高位運行時(shí)，現代煤化工項目實(shí)現了良好盈利；當國際油價(jià)處于40美元/桶左右時(shí)，煤制油、煤制氣等企業(yè)虧損，煤制烯烴項目實(shí)現微利。項目研究結果表明，當煤炭?jì)r(jià)格為220元/噸、在目前最嚴格環(huán)保要求和20元/噸碳交易價(jià)格的條件下，煤直接液化項目的盈虧平衡點(diǎn)為布倫特油價(jià)50-55美元/桶，煤間接液化的盈虧平衡點(diǎn)為60-65美元/桶，煤制烯烴的盈虧平衡點(diǎn)為40-45美元/桶。

即國際油價(jià)不低于65美元/桶時(shí)，現代煤化工可以做到總體不虧損；國際油價(jià)約85美元/桶時(shí)，現代煤化工基本可以達到行業(yè)基準內部收益率（稅前11%）。近期國際油價(jià)已回升到60美元/桶左右，為現代煤化工發(fā)展帶來(lái)了利好消息。

應該看到，現代煤化工產(chǎn)業(yè)尚處于發(fā)展初期，產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍存在工藝技術(shù)需進(jìn)一步完善、產(chǎn)業(yè)監管需進(jìn)一步加強、布局需進(jìn)一步調整等問(wèn)題，社會(huì )普遍關(guān)注與擔憂(yōu)的水資源、環(huán)保、碳排放、產(chǎn)業(yè)競爭力等問(wèn)題始終制約著(zhù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，需要通過(guò)“十三五”升級示范和進(jìn)一步科技創(chuàng )新，在未來(lái)發(fā)展中逐步解決問(wèn)題。

二、產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的機遇與挑戰

“十三五”期間，現代煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨著(zhù)新形勢和新挑戰，有利條件和制約因素相互交織，機遇與挑戰共存。

機遇一：產(chǎn)業(yè)發(fā)展定位已明確。

2016年12月28日，在神華寧煤煤制油示范項目建成投產(chǎn)當日，習近平總書(shū)記做出重要批示：“這一重大項目建成投產(chǎn)，對我國增強能源自主保障能力、推動(dòng)煤炭清潔高效利用、促進(jìn)民族地區發(fā)展具有重大意義，是對能源安全高效清潔低碳發(fā)展方式的有益探索，是實(shí)施創(chuàng )新驅動(dòng)發(fā)展戰略的重要成果”。

2017年2月，經(jīng)國務(wù)院批準，國家能源局印發(fā)了《煤炭深加工產(chǎn)業(yè)示范“十三五”規劃》；3月，國家發(fā)展和改革委員會(huì )、工業(yè)和信息化部聯(lián)合印發(fā)了《現代煤化工產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新發(fā)展布局方案》，明確提出“適度發(fā)展煤炭深加工產(chǎn)業(yè)，既是國家能源戰略技術(shù)儲備和產(chǎn)能儲備的需要，也是推進(jìn)煤炭清潔高效利用和保障國家能源安全的重要舉措”，要“將煤炭深加工產(chǎn)業(yè)培育成為我國現代能源體系的重要組成部分”，從國家層面進(jìn)一步明確了產(chǎn)業(yè)定位。

機遇二：國家能源安全的需求。

我國已成為全球主要石油與天然氣消費國和進(jìn)口國。2016年，原油對外依存度達60%以上，天然氣對外依存度達到36.6%，且有逐年增加趨勢。

在國家環(huán)保要求不斷趨嚴的推動(dòng)下，油品質(zhì)量升級步伐加快，發(fā)展煤制油能夠豐富優(yōu)質(zhì)清潔油品的多元化供應，減少油品使用對霧霾天氣的影響。我國部分基礎石化產(chǎn)品對外依存度較高，2016年乙烯（當量）、對二甲苯、聚乙烯、乙二醇、苯乙烯的自給率分別為52.5%、43%、62.9%、34.6%和60%，現代煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展有較大空間。

機遇三：煤炭清潔高效利用的需求。

全國大范圍霧霾天氣決定我國必須重視和加強煤炭的清潔利用?，F代煤化工產(chǎn)業(yè)是促進(jìn)煤炭清潔高效利用和煤炭產(chǎn)業(yè)轉型升級的戰略性新興產(chǎn)業(yè)，是煤炭產(chǎn)業(yè)鏈有效延伸的有效途徑。煤制油、煤制氣可以將組成復雜且“不清潔”的煤炭轉化為優(yōu)質(zhì)清潔的油品和天然氣，煤制化學(xué)品可以對煤炭中碳、氫、硫、氧等元素充分轉化或利用，生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的氣態(tài)污染物遠低于直接燃煤，部分碳可以固化在化工產(chǎn)品中。

機遇四：區域經(jīng)濟發(fā)展的需求。

現代煤化工項目投資大、附加值高、油品噸油稅費高，發(fā)展現代煤化工產(chǎn)業(yè)能夠有效拉動(dòng)區域經(jīng)濟發(fā)展、幫助產(chǎn)煤大省產(chǎn)業(yè)結構優(yōu)化升級，各主要產(chǎn)煤省積極性較高。、

挑戰一：國際油價(jià)持續處于低位。

國際原油價(jià)格持續低位運行，大幅降低了國內石油路線(xiàn)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，降低了石化產(chǎn)品價(jià)格?，F代煤化工項目在原料成本變化不大、而產(chǎn)品價(jià)格大幅下降的條件下運行，盈利能力大幅下降。目前除煤制烯烴微利外，多數現代煤化工項目虧損，成本競爭力成為現代煤化工生存和發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵因素。

挑戰二：國內外石油、天然氣化工品等的競爭。

我國煉油能力嚴重過(guò)剩，替代燃料快速發(fā)展，正加劇成品油市場(chǎng)的競爭。截止2016年底，全國煉油總能力達7.83億噸/年，居世界第二位，一批大型煉油或煉化一體化能力還在規劃或建設之中。

近幾年，天然氣、燃料乙醇、甲醇、生物柴油等替代燃料快速發(fā)展，2016年合計產(chǎn)量已占成品油總產(chǎn)量的5.7%。未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)快速發(fā)展，將減少油品油的消費。國內聚丙烯產(chǎn)能迅速增長(cháng)，未來(lái)可能出現區域飽和甚至過(guò)剩；國際上，中東和美國分別憑借天然氣資源和低成本頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)的優(yōu)勢，近年來(lái)大規模擴大乙烯產(chǎn)能，其低成本的化工產(chǎn)品將對我國煤制化學(xué)品形成一定影響。在完全市場(chǎng)成本價(jià)格的基礎上，同國內外石油、天然氣化工產(chǎn)品競爭，將會(huì )成為我國現代煤化工發(fā)展的硬任務(wù)和高要求。

挑戰三：環(huán)保和碳減排壓力不斷增大。

隨著(zhù)新環(huán)保法以及大氣污染、水污染、土壤污染等專(zhuān)項行動(dòng)計劃的實(shí)施，國家對現代煤化工產(chǎn)業(yè)的污染控制要求愈加嚴格，新建項目獲得用水、用能、環(huán)境指標的難度加大。為落實(shí)巴黎氣候大會(huì )形成的《巴黎協(xié)定》，我國實(shí)施碳交易或開(kāi)征環(huán)保稅已成為大勢所趨，將會(huì )影響到現代煤化工產(chǎn)業(yè)的整體競爭力。

挑戰四：水資源的約束加大。

經(jīng)過(guò)十多年的示范發(fā)展，隨著(zhù)現代煤化工項目工藝技術(shù)優(yōu)化和管理水平的快速提升，單位產(chǎn)品水耗已明顯降低，如新建成的神華寧煤400萬(wàn)噸/年煤間接液化項目的單位產(chǎn)品水耗已降至6噸水/噸油品，但項目耗水總量依然較大?，F代煤化工產(chǎn)業(yè)主要布局在煤炭資源富集的西部地區，大量現代煤化工項目的集中上馬，將會(huì )加劇這些地區水資源供需緊缺的矛盾，水資源已成為約束現代煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。

三、現代煤化工“十三五”發(fā)展重點(diǎn)及未來(lái)方向

《煤炭深加工產(chǎn)業(yè)升級示范規劃（2016-2020年）》明確提出了“十三五”期間現代煤化工重點(diǎn)任務(wù)，要求重點(diǎn)開(kāi)展煤制油、煤制天然氣、低階煤分質(zhì)利用（多聯(lián)產(chǎn)）、煤制化學(xué)品、煤炭和石油綜合利用等5類(lèi)模式和通用技術(shù)裝備的升級示范。通過(guò)系統集成、工藝優(yōu)化、調整產(chǎn)品結構、管理提升等，解決現代煤化工目前存在的環(huán)保、水資源等問(wèn)題，進(jìn)一步降低工程造價(jià)，提高產(chǎn)業(yè)競爭力。

研究認為，“十三五”及今后較長(cháng)一個(gè)時(shí)期，是我國現代煤化工產(chǎn)業(yè)升級示范的關(guān)鍵時(shí)期，應重點(diǎn)加強以下幾個(gè)方面的研究及工作：

一是加強煤制超清潔油品及特種油品的研發(fā)與生產(chǎn)。

利用煤直接液化油品環(huán)烷基含量高、低凝點(diǎn)、高密度、低粘度指數等特點(diǎn)，研究生產(chǎn)石油化工難以生產(chǎn)的產(chǎn)品，特別是軍民用航空飛機、航天火箭以及特種裝甲車(chē)輛油品，滿(mǎn)足我國日益增加的特種油品需求，保障國防建設需求。

利用煤間接制油可生產(chǎn)無(wú)硫、低烯烴、低芳烴超清潔油品的特點(diǎn)，為國家清潔油品及油品升級提供優(yōu)質(zhì)調和組份，生產(chǎn)出高品質(zhì)蒸汽裂解用石腦油產(chǎn)品和高品質(zhì)石蠟、溶劑油、α-烯烴、高檔潤滑油等高附加值產(chǎn)品。隨著(zhù)我國特種燃料和油品升級需求的增加，煤制油產(chǎn)品的優(yōu)勢會(huì )進(jìn)一步得到發(fā)揮。

二是開(kāi)發(fā)煤制烯烴、煤制乙二醇的高端化、差異化新材料產(chǎn)品鏈。

草酸酯路線(xiàn)煤制乙二醇技術(shù)正向低成本、高選擇性、長(cháng)催化劑壽命方向發(fā)展，隨著(zhù)產(chǎn)品質(zhì)量不斷優(yōu)化以及下游用戶(hù)對產(chǎn)品接受與應用程度的加深，煤制乙二醇已開(kāi)始大規模應用于聚酯化纖行業(yè)。PE、PP下游加工能夠創(chuàng )造上百種市場(chǎng)終端產(chǎn)品，但目前生產(chǎn)的煤制聚烯烴多數為低端大宗產(chǎn)品，聚乙烯、聚丙烯專(zhuān)用牌號很少。

應圍繞重大關(guān)鍵共性技術(shù)和裝備加強科技攻關(guān)，盡快改變目前終端產(chǎn)品雷同的狀態(tài)，形成終端產(chǎn)品高端化、差異化的新局面。通過(guò)技術(shù)創(chuàng )新和國際合作，延伸產(chǎn)品鏈，盡快培育形成高端、差異化的PE、PP產(chǎn)品樹(shù)。目前已有多個(gè)企業(yè)和研究機構開(kāi)始這方面的研究。

三是推動(dòng)煤制天然氣在高負荷下連續、穩定和清潔生產(chǎn)。

針對目前煤制天然氣存在的產(chǎn)品進(jìn)入輸氣管道難度大、作為調峰氣源全年負荷變化大、項目經(jīng)濟效益差等問(wèn)題，加強工作，實(shí)現協(xié)同保障進(jìn)口管道天然氣的供應安全、解決富煤地區能源長(cháng)距離外送問(wèn)題、為大氣污染防治重點(diǎn)區域提供清潔燃氣。

四是努力推進(jìn)低階煤分質(zhì)分級利用的新模式。

相對煤炭直接燃燒，低階煤分級分質(zhì)利用的優(yōu)勢是能夠實(shí)現物質(zhì)、能量的梯級利用，提高煤炭利用效率，增加煤炭附加值。對成煤時(shí)期晚、揮發(fā)分含量高、反應活性高的低階煤，通過(guò)熱解、半焦利用、焦油加氫等技術(shù)進(jìn)行分質(zhì)分級利用，探索形成“油、氣、化、電”多聯(lián)產(chǎn)的新模式，提升煤炭清潔高效利用整體水平。

五是加強現代煤化工與煉油產(chǎn)業(yè)的融合發(fā)展。

加強煤化工和煉油兩個(gè)產(chǎn)業(yè)融合協(xié)調發(fā)展，不僅有利于提升現代煤化工產(chǎn)業(yè)綜合競爭力，還可以煤制油品的特性與清潔性協(xié)助煉油產(chǎn)業(yè)成品油質(zhì)量升級，降低煉油成本。

在目前煉油產(chǎn)能過(guò)剩的情況下，應積極探討兩個(gè)產(chǎn)業(yè)如何發(fā)揮各自?xún)?yōu)勢，錯位布局，融合發(fā)展，實(shí)現產(chǎn)品調和與產(chǎn)品性能互補。兩個(gè)產(chǎn)業(yè)從資源上協(xié)調利用、技術(shù)上優(yōu)勢互補、產(chǎn)品上相互調合，走出一條適合中國的化工發(fā)展之路。

如獨立煉油廠(chǎng)可以考慮發(fā)展煤制氫技術(shù)，節約煉廠(chǎng)天然氣、輕烴等制氫原料，促進(jìn)油品加工成本下降；有一定距離的現代煤化工廠(chǎng)和煉廠(chǎng)，可研究如何實(shí)現“碳氫互補”和煤油氣資源綜合利用，探討油煤一體化、煤芳一體化、煤化一體化協(xié)同布局的可能性。

國家應依托我國西部煤炭資源優(yōu)勢，在西部布局現代煤化工，與石油化工錯位布局，填補區域市場(chǎng)缺口，帶動(dòng)中西部地區石化產(chǎn)品向下游延伸。依靠技術(shù)創(chuàng )新，現代煤化工的發(fā)展已顛覆傳統C1化學(xué)下游產(chǎn)品路子很窄的概念。相信未來(lái)現代煤化工的創(chuàng )新發(fā)展，將進(jìn)一步開(kāi)辟C1化學(xué)廣闊的產(chǎn)品空間。