如何提升煤制燃料產(chǎn)業(yè)的定位

我國現代煤化工產(chǎn)業(yè)特別是煤制燃料產(chǎn)業(yè)始于“十五”。十幾年來(lái)，業(yè)界對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必要性、戰略意義、定位等認識始終存在諸多爭議，產(chǎn)業(yè)始終被定位于“示范”、“升級示范”，其在能源體系中的地位也始終是“技術(shù)儲備”、“產(chǎn)能儲備”。由于政策未形成合力，產(chǎn)業(yè)發(fā)展受到各方制約、嚴重停滯。

在新的歷史方位下，有必要進(jìn)一步明確煤制燃料在我國能源革命中的戰略前突地位，提升產(chǎn)業(yè)定位，完善政策體系，促進(jìn)高質(zhì)量發(fā)展。

交通能源自主化是能源革命焦點(diǎn)問(wèn)題

能源革命的起因實(shí)質(zhì)是我國能源發(fā)展現狀存在兩個(gè)突出矛盾，一個(gè)是不安全，一個(gè)是不低碳。從宏觀(guān)形勢判斷，這兩大矛盾在不同歷史階段的重要性不同：在2020至2040年，不安全將是我國能源體系的主要矛盾；在2040年至2060年，不低碳將是我國能源體系的主要矛盾。

我國能源總體自給率始終維持高位，能源安全問(wèn)題實(shí)際是油氣安全問(wèn)題。隨著(zhù)人民生活水平的提高，汽車(chē)消費將成為剛性需求、成為“人民對美好生活的向往”的一部分，油氣消費仍有一定增長(cháng)空間并將長(cháng)期維持高位。

我國石油消費總量中的70%依賴(lài)進(jìn)口，60%依靠海上通道運輸，50%需通過(guò)馬六甲海峽，40%來(lái)源于國際政治安全熱點(diǎn)區域，這個(gè)“7654”困局已成為我國經(jīng)濟社會(huì )實(shí)現更高質(zhì)量發(fā)展、人民享受更美好生活的突出短板。

長(cháng)期以來(lái)，煤炭在我國能源體系中始終承擔保障性角色，為我國能源缺口“兜底”，對我國實(shí)現快速工業(yè)化和城鎮化提供了重要支撐。隨著(zhù)對氣候變化問(wèn)題的關(guān)注與參與，我國也加入了全球能源的低碳化進(jìn)程，安全和低碳這兩個(gè)價(jià)值觀(guān)的沖突順理成章地聚焦到煤炭上。在不同的低碳化路線(xiàn)中，逐步降低能源結構中煤炭生產(chǎn)和消費的比重是最主要、也是最有效益的一條路線(xiàn)。

從上述分析的能源體系的兩個(gè)矛盾看，我國能源革命的實(shí)質(zhì)是要實(shí)現兩個(gè)轉變，一是電力系統實(shí)現煤基向可再生基的轉變，一個(gè)是移動(dòng)交通能源實(shí)現對外高度依賴(lài)向對外適度依賴(lài)轉變。

電力系統逐漸由以煤電為主轉變?yōu)橐钥稍偕茉措娏橹?，這一轉變方向在政府、企業(yè)、學(xué)者、社會(huì )各方面已經(jīng)形成了廣泛共識；主要爭議之處在于這一轉變過(guò)程的限度如何，速度和節奏如何把握等。共識得以形成的根本原因在于，電力系統可再生化是一條同時(shí)滿(mǎn)足低碳和安全兩個(gè)價(jià)值觀(guān)的路線(xiàn)。

而移動(dòng)交通能源自主化如何實(shí)現，就算是在方向上、甚至在移動(dòng)交通能源要不要自主化這個(gè)問(wèn)題本身，都存在較多爭議，各界認識并不統一，因而在產(chǎn)業(yè)實(shí)踐上也較為混亂，難以形成合力。難以形成共識的根本原因在于，移動(dòng)交通能源自主化目前尚不存在一條同時(shí)滿(mǎn)足低碳和安全兩個(gè)價(jià)值觀(guān)的可行路線(xiàn)。

煤制燃料是交通能源自主化正確選擇

　　從目前的產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢看，移動(dòng)交通能源自主化主要有以下四種備選路線(xiàn)：一是移動(dòng)交通電氣化，二是生物質(zhì)液體燃料替代，三是移動(dòng)交通的氫能化，四是煤制氣液燃料替代。
移動(dòng)交通電氣化，即以電動(dòng)汽車(chē)替代燃油汽車(chē)，這一轉變方案高度依賴(lài)于電池儲能技術(shù)。由于存在以下三個(gè)方面的問(wèn)題，這一方向不能作為移動(dòng)交通能源自主化的主導方向，只在局部具有戰術(shù)意義。

一是關(guān)鍵金屬資源總量受限。每100萬(wàn)輛電動(dòng)汽車(chē)約需要1. 5萬(wàn)噸鋰，全球鋰探明儲量約1400萬(wàn)噸（金屬鋰），其中約90%是較難開(kāi)發(fā)的鹽湖鋰鹽，全球鋰儲量?jì)H約對應于10億輛電動(dòng)汽車(chē)保有量，若全球都采用電池化方式解決交通能源問(wèn)題，即使對鋰資源進(jìn)行掠奪式、枯竭式開(kāi)發(fā)也難以支撐。

從汽車(chē)發(fā)展歷史看，電池汽車(chē)并不是新技術(shù)、而是在歷史上被淘汰的技術(shù)路線(xiàn)，未來(lái)也不會(huì )是交通能源的發(fā)展趨勢。未來(lái)，電網(wǎng)可再生化對儲能的需求將與電動(dòng)汽車(chē)的儲能需求爭奪關(guān)鍵金屬資源。

二是移動(dòng)交通電氣化無(wú)助于解決能源安全問(wèn)題。鋰的生產(chǎn)主要在國外，2017年我國鋰對外依存度超過(guò)8 0%，從經(jīng)濟意義的鋰資源儲量分析，這一依存度改變的可能性較小。移動(dòng)交通電氣化只是把一個(gè)原油對外依存度70%的問(wèn)題轉化成了一個(gè)鋰資源對外依存度80%的問(wèn)題，無(wú)助于解決能源安全問(wèn)題。

三是鋰的大規模使用存在潛在的生態(tài)風(fēng)險。鋰的大規模使用（百萬(wàn)噸級）并無(wú)先例，人類(lèi)對其對生態(tài)環(huán)境的破壞性缺乏足夠認識。醫學(xué)實(shí)驗表明，低濃度的鋰即可對人的神經(jīng)系統產(chǎn)生毒害影響。

鋰在地殼中的自然豐度極低，例如鋰在土壤中的自然含量約為25ppm，低于鉻（70ppm）、鎳（50p pm）、鉛（35ppm）、鋅（90ppm）、錳（1000ppm）；鋰在陸地植物中的含量約為0.1ppm，低于鉻（0.2ppm）、鎳（3ppm）、鉛（2.7ppm）、鋅（100ppm）、錳（630ppm）；鋰在人體中的含量約為0.02ppm，低于鉻（0.4ppm）、鎳（1ppm）、鉛（1.6ppm）、鋅（240ppm）、錳（1.1ppm）。

由于整個(gè)生物圈都適應于低鋰含量的自然環(huán)境，鋰的大規模利用及隨之而來(lái)的大規模廢棄和污染存在潛在的生態(tài)風(fēng)險。

生物質(zhì)液體燃料替代路線(xiàn)是以生物質(zhì)為原料生產(chǎn)類(lèi)油液體燃料，這一路線(xiàn)就其實(shí)質(zhì)而言應當分為作物（含糧食作物和非糧作物）液體燃料和農業(yè)廢棄物液體燃料兩類(lèi)，目前的產(chǎn)業(yè)實(shí)踐中有意或者無(wú)意地將這兩者混為一談，混淆了不同性質(zhì)的問(wèn)題。

由于植物光合作用效率低于3%，作物液體燃料最終輸出能量的效率與太陽(yáng)輻射的比值為1%左右，這與光伏發(fā)電12%的效率存在數量級差別，這從根本上決定了作物液體燃料從是一條極為低效的技術(shù)路線(xiàn)。

作物液體燃料將直接與糧爭地，每生產(chǎn)1000萬(wàn)噸作物液體燃料，約需要作物約3000萬(wàn)噸，對應于占用耕地6000萬(wàn)畝。我國人均耕地面積僅為1.5畝，與美國（7.2畝/人）、巴西（5.8畝/人）差距巨大，“耕地-糧食-人口”處于緊平衡，不能盲目借鑒這兩個(gè)國家的產(chǎn)業(yè)發(fā)展經(jīng)驗。

陳化糧等問(wèn)題僅是由于管理不善造成的階段性問(wèn)題，隨著(zhù)糧食儲備系統信息化、智能化水平提高，陳化糧將成為歷史，不足以作為中長(cháng)期能源發(fā)展的依據。

農業(yè)廢棄物制液體燃料的主要問(wèn)題是兩個(gè)，這兩個(gè)問(wèn)題都是難以克服的。一是農業(yè)廢棄物的原料更加分散，其收集、運輸過(guò)程的能源消耗大大增加，全過(guò)程凈輸出能量更低，經(jīng)濟效率也更低。二是纖維素、木質(zhì)素的生產(chǎn)技術(shù)并未成熟，工藝過(guò)程也決定了其具有高消耗、高污染的特性。

氫能是交通能源的另一可選方案，該方案早在20世紀70年代即已提出。氫能的局限主要由以下兩點(diǎn)構成。

一是氫能的儲存和分配問(wèn)題難以經(jīng)濟地解決。

儲存和分配的難度是由氫氣的物理化學(xué)性質(zhì)決定的，氫氣極難液化，壓縮到可接受的能量密度需要耗費大量電力及罐體金屬材料，其他化學(xué)或吸附方式的儲氫都會(huì )大幅度降低其能量密度。

二是氫氣的安全隱患使得其社會(huì )轉軌難度大。

氫氣的可燃濃度范圍很寬（4%-75%），使其點(diǎn)燃的最小能量約是石油和天然氣的二十分之一。氫腐蝕使其對儲存和輸送的金屬管道造成損傷的概率增加。這些特性均使得氫氣配套基礎設施的建設標準和成本均成倍提高，社會(huì )可接受性也存在疑問(wèn)。

由于上述的兩方面原因，氫能得以經(jīng)濟利用至少是20年之外的事情。想依靠這一技術(shù)路線(xiàn)來(lái)解決我國交通能源自主化問(wèn)題是遠水難救近火。

綜上所述，煤制氣液燃料是唯一現實(shí)途徑。

煤制氣液燃料項目示范和產(chǎn)業(yè)示范從技術(shù)角度而言已經(jīng)成功，工藝技術(shù)基本成熟。目前累計建成各類(lèi)煤制油產(chǎn)能近1000萬(wàn)噸/年，煤制天然氣產(chǎn)能約50億方/年，其各類(lèi)消耗、排放指標已經(jīng)取得巨大進(jìn)步并趨于穩定。

在煤直接液化、煤氣化、費托合成、合成氣甲烷化等的工藝設計、工程建設、工廠(chǎng)運行方面積累了大量的產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗和技術(shù)人才。廢氣、廢水、廢渣治理水平逐步提升，產(chǎn)業(yè)發(fā)展的環(huán)境影響穩步下降。煤制油、煤制天然氣完全成本已經(jīng)分別降至5000元/噸、2元/方，處于社會(huì )可以接受的邊際成本范圍。

在此基礎上，進(jìn)一步進(jìn)行適度規模煤制燃料產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，將進(jìn)一步降低設備制造成本、優(yōu)化運行水平，大幅降低油氣對外依存度，提升交通能源自主化程度，降低特殊情形下能源應急保障的難度。

對應于2億噸油氣當量的煤制燃料，其固定資產(chǎn)投資規模約為2萬(wàn)億元，這一能源轉型成本遠低于電動(dòng)汽車(chē)、氫燃料汽車(chē)等所需要的技術(shù)研發(fā)和配套基礎設施建設。

進(jìn)一步深化對煤制燃料產(chǎn)業(yè)的認識

　　煤代油氣是我國能源化工產(chǎn)業(yè)實(shí)踐中已經(jīng)長(cháng)期存在并且依然長(cháng)期存在，這是我國能源發(fā)展歷程的歷史邏輯。我國先后發(fā)展了主要基于煤炭原料或者由煤炭原料路線(xiàn)大規模補充的電力系統、合成氨工業(yè)、甲醇工業(yè)、烯烴工業(yè)、纖維單體工業(yè)，這些在世界其他國家的產(chǎn)業(yè)實(shí)踐中都從未有過(guò)。
同樣的道理，我們也可以發(fā)展中國特色的煤制油氣工業(yè)，而不能因為國際比較的“前所未見(jiàn)”就放棄這一產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

煤制燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展將從如下三個(gè)方面降低煤炭利用環(huán)境影響，提升煤炭利用水平。

煤制燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展將促進(jìn)煤炭集中利用。

煤炭利用環(huán)境影響的管控的難度與煤炭利用主體的數量大大相關(guān)。煤制燃料單體項目的用煤量高達幾百萬(wàn)至上千萬(wàn)噸級，遠高于燃煤電廠(chǎng)，更遠高于工業(yè)鍋爐、散燒燃煤等。煤制燃料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將大大減少煤炭利用主體，降低煤炭的終端用量，有利于煤炭利用環(huán)境影響的集中管控。

煤制燃料產(chǎn)業(yè)將降低大氣污染物排放。

煤制燃料產(chǎn)業(yè)大部分用煤進(jìn)入氣化系統深度脫除硫等污染物，工藝系統的二氧化硫、氮氧化物等的排放幾乎為零，配套熱動(dòng)系統實(shí)現超低排放，大大降低了煤炭利用的大氣污染物排放。

煤制燃料產(chǎn)業(yè)將降低煤炭運輸過(guò)程污染。

煤制燃料將煤炭集中于生產(chǎn)側完成清潔化，將煤炭運輸轉化為了油氣管道運輸，大大降低了運輸能耗，同時(shí)大大降低了運輸過(guò)程造成的粉塵等污染。

我國煤炭產(chǎn)業(yè)資產(chǎn)總計約5萬(wàn)億，其中國有控股4萬(wàn)億。如果十年之內煤炭利用規模過(guò)快下降，將導致煤炭產(chǎn)業(yè)快速萎縮。同時(shí)，煤炭市場(chǎng)的劇烈變化將導致煤炭?jì)r(jià)格變化，從而導致相關(guān)能源企業(yè)所擁有的資產(chǎn)和礦產(chǎn)資源價(jià)值重估，造成國有資產(chǎn)快速貶值，并可能由此引發(fā)系統性金融風(fēng)險。

此外，煤炭產(chǎn)業(yè)直接從業(yè)人員約40萬(wàn)人，加上間接就業(yè)、家庭聯(lián)系等，行業(yè)的快速萎縮將直接影響上百萬(wàn)人，造成大量摩擦性失業(yè)。對于一些資源依賴(lài)型地方，也可能由于煤炭產(chǎn)業(yè)的快速萎縮而重回貧困。適度進(jìn)行煤制燃料的產(chǎn)業(yè)化，有利于我國煤炭產(chǎn)業(yè)實(shí)現平穩過(guò)渡，對產(chǎn)業(yè)相關(guān)企業(yè)、地方、人員造成的沖擊相對較小。

人口老齡化是未來(lái)幾十年我國經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展的重要變量。當前，我國消費的進(jìn)口油氣是由大量勞動(dòng)力輸出交換而來(lái)，這一交換模式依賴(lài)于較高的現時(shí)勞動(dòng)流量。

未來(lái)，我國勞動(dòng)力人口將呈斷崖式下降，這一交換模式將不可持續。煤制燃料的實(shí)質(zhì)是以當前的重資產(chǎn)投資獲得未來(lái)低現時(shí)勞動(dòng)流量消耗的清潔能源，是一種勞動(dòng)流量的儲存方式，有利于積極應對人口老齡化的趨勢。

正確認識煤制燃料產(chǎn)業(yè)的碳排放問(wèn)題

　　煤制燃料的碳排放并不是凈增量，要從促進(jìn)能源體系調整、推動(dòng)經(jīng)濟貿易實(shí)現再平衡的高度全面認識煤制燃料的碳排放問(wèn)題。
目前我國能源大平衡的現狀是，通過(guò)燃燒煤炭發(fā)電獲得基礎能源價(jià)格優(yōu)勢，與廉價(jià)勞動(dòng)力優(yōu)勢合并形成貿易成本優(yōu)勢，從而大量出口能量密集、勞動(dòng)密集的產(chǎn)品，換取外匯用來(lái)購入大量石油、天然氣，形成了大進(jìn)大出的貿易格局。

從能源角度看這個(gè)貿易格局的實(shí)質(zhì)，是以外貿出口中隱含的燃煤交換了進(jìn)口的石油天然氣。這一交換過(guò)程對我國碳排放極為不利，因為燃煤過(guò)程、石油天然氣利用過(guò)程的碳排放都發(fā)生在本土，是二次迭加的碳排放過(guò)程。當前我國外貿隱含碳排放占我國整體碳排放的五分之一至四分之一。煤制燃料將推動(dòng)實(shí)現我國貿易再平衡，有效減少碳排放的二次迭加。

2016年電力行業(yè)消耗煤炭約18億噸，燃煤發(fā)電4萬(wàn)億度、占全行業(yè)發(fā)電量的6 5%。根據《能源生產(chǎn)和消費革命戰略（2016-2030）》，我國2030年至2050年能源消費總量穩定在60億噸標準煤、可再生能源比例分別達到20%和50%，意味著(zhù)可再生電力分別達到4萬(wàn)億度和10萬(wàn)億度，這將對燃煤發(fā)電形成巨大的擠出效應，即：至203 0年燃煤發(fā)電減少約2萬(wàn)億度、減少煤炭消耗9億噸，至2050年燃煤發(fā)電基本歸零、再減少煤炭消耗9億噸。

只需將擠出電煤的50%用于煤制燃料，即可在2030年提供1億噸油氣當量清潔交通能源。煤發(fā)電和煤制燃料是煤炭清潔高效利用的一體兩面，煤炭利用方式的轉變并不影響整體煤炭減量及碳減排的大局。

加強煤制燃料產(chǎn)業(yè)頂層政策設計

　　煤制燃料產(chǎn)業(yè)其外部性極其顯著(zhù)，必須加強國家層面的頂層設計。目前《煤炭深加工產(chǎn)業(yè)示范“十三五”規劃》僅是國家發(fā)展改革委和國家能源局的部門(mén)規劃，“頂層設計不夠頂”，難以實(shí)現國土、環(huán)保等部門(mén)的政策協(xié)調，導致產(chǎn)業(yè)發(fā)展困難重重，嚴重停滯。
應參照車(chē)用乙醇汽油推廣實(shí)施方案，由相關(guān)部委協(xié)調設計、統籌推進(jìn)。產(chǎn)業(yè)涉及的用水指標、用煤指標、能耗指標、污染物排放總量指標、用地指標、碳排放指標等，由頂層設計根據優(yōu)化的技術(shù)標準統籌配置，破除條塊分割體制造成的發(fā)展障礙。

產(chǎn)業(yè)定位是一切產(chǎn)業(yè)政策體系的出發(fā)點(diǎn)。應當從國家層面明確煤制燃料產(chǎn)業(yè)在能源革命中的如下兩個(gè)定位：

一是將煤制燃料定位為我國交通能源自主化的主導路徑，其產(chǎn)業(yè)定位高于電動(dòng)汽車(chē)、氫燃料汽車(chē)、生物液體燃料等?！　《菍⒚褐迫剂隙ㄎ粸閮纱竽茉崔D型路徑之一，其產(chǎn)業(yè)定位與電力系統可再生化同等重要?！　「鶕鲜龅谝粋€(gè)定位，應當參照電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展、氫燃料汽車(chē)發(fā)展、生物質(zhì)液體燃料發(fā)展等目前采取的政策措施，賦予煤制燃料同等的政策地位，包括消費稅減免、價(jià)格補貼等。

根據上述第二個(gè)定位，應當參照風(fēng)電、光伏、水電等可再生電力在電力發(fā)展中的差別化政策，在油氣發(fā)展中賦予煤制燃料同等的政策地位，包括全面統籌全國產(chǎn)能建設計劃，制定差異化入網(wǎng)油氣價(jià)格，制定煤制油氣全額入網(wǎng)消納計劃。

以遠離人口聚集區域，環(huán)境容量充足，煤炭資源儲量大、品質(zhì)好，水資源足以支撐等為基本依據，在全國范圍內遴選基礎條件好的適宜地區，集中建設4 至5個(gè)大型煤制燃料基地，單體基地聚集規模達到2000至3000萬(wàn)噸油氣當量。為兼顧分散環(huán)境壓力和發(fā)揮規模效益，基地布局應采用煤氣化龍頭適度分散、下游合成輸配中心集中的方式。