煤化工產(chǎn)業(yè)迎難而上 助力實(shí)現“雙碳”目標

攻克一系列重大技術(shù)難題、形成較為完整的產(chǎn)業(yè)體系、綜合科技實(shí)力國際領(lǐng)先……基于豐富的煤炭資源，我國現代煤化工產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展壯大，技術(shù)創(chuàng )新水平走在世界前列，為能源保障提供了重要支撐。面對碳達峰、碳中和“雙碳”目標的提出，現代煤化工行業(yè)面臨的能源利用率低、碳排放規模大等問(wèn)題愈加凸顯。專(zhuān)家認為，應切實(shí)把煤炭清潔高效開(kāi)發(fā)利用作為能源轉型的立足點(diǎn)和首要任務(wù)，加大對現代煤化工顛覆性技術(shù)的研發(fā)，讓現代煤化工在“清潔低碳、安全高效”的能源體系框架下發(fā)展，讓煤化工產(chǎn)業(yè)鏈低碳化助力“雙碳”目標實(shí)現。

現代煤化工不負使命擔當

我國資源稟賦具有缺油少氣煤炭資源相對豐富的特點(diǎn)，煤炭占一次能源消費比例達56.8%，適度的發(fā)展現代煤化工產(chǎn)業(yè)是實(shí)施能源替代發(fā)展、保障國家能源安全的一個(gè)重要舉措。

“總體來(lái)看，我國現代煤化工產(chǎn)業(yè)取得長(cháng)足進(jìn)步，形成較完整的產(chǎn)業(yè)體系，綜合科技實(shí)力保持國際領(lǐng)先水平。‘十三五’末，現代煤化工已經(jīng)與傳統石油化工形成互為補充、協(xié)調發(fā)展的格局。”工業(yè)和信息化部原材料工業(yè)司副司長(cháng)余薇說(shuō)。

數據顯示，截至“十三五”末，我國煤制油年產(chǎn)能達823萬(wàn)噸，煤制天然氣年產(chǎn)能達51億立方米，煤(甲醇)制烯烴年產(chǎn)能達到1672萬(wàn)噸。與“十二五”末相比，這些主要煤化工產(chǎn)品產(chǎn)能實(shí)現大幅增長(cháng)。

我國現代煤化工項目主要布局在14個(gè)大型煤炭基地和9個(gè)大型煤電基地內，培育了寧東能源化工基地、鄂爾多斯能源化工基地、榆林能源化工基地等多個(gè)煤炭深加工產(chǎn)業(yè)集聚區。大多數現代煤化工項目包含煤炭開(kāi)采、現代煤化工等上下游關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)，有的還與石化、電力等產(chǎn)業(yè)實(shí)現多聯(lián)產(chǎn)，減少了污染排放。

中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì )會(huì )長(cháng)李壽生說(shuō)，我國攻克了一系列重大技術(shù)難題，開(kāi)發(fā)出一大批關(guān)鍵技術(shù)，建設了多個(gè)現代煤化工示范工程。“十三五”以來(lái)，隨著(zhù)國家能源集團108萬(wàn)噸煤直接液化和400萬(wàn)噸煤間接液化、大唐克旗煤制天然氣等工程穩定運行，第三代甲醇制烯烴技術(shù)等創(chuàng )新成果捷報頻傳，我國現代煤化工無(wú)論從創(chuàng )新能力、產(chǎn)品結構、產(chǎn)能規模，還是從工藝技術(shù)管理和裝備制造等方面都走在了世界前列。

但與此同時(shí)，煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展仍存在一定差距，特別是面對“3060”碳達峰、碳中和的要求，現代煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還任重道遠。

“十四五”期間，石化化工產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品的需求增速總體可能趨緩，特別是大宗化工產(chǎn)品將達到產(chǎn)能的天花板，而且資源能源和生態(tài)環(huán)境的強約束，國家對碳達峰、碳中和的硬要求，人民群眾對安全生產(chǎn)的新期盼，這些都對行業(yè)發(fā)展提出了更高要求。

綠色低碳轉型十分迫切

“煤炭在我國能源安全中仍起著(zhù)‘壓艙石’作用。要立足這一基本國情和發(fā)展階段，在保障能源供應安全的前提下進(jìn)行低碳轉型，多元發(fā)展能源供給，提高能源安全保障水平，科學(xué)研究二氧化碳過(guò)量排放問(wèn)題的系統性解決方案。”中國工程院院士謝克昌說(shuō)。

煤炭的清潔高效利用，不僅是我國實(shí)現經(jīng)濟發(fā)展的歷史使命，而且也是化學(xué)工業(yè)可持續發(fā)展的重大責任。我國現代煤化工產(chǎn)業(yè)因為自身的特點(diǎn)，在新形勢下還面臨著(zhù)許多尖銳挑戰。

李壽生說(shuō)，“雙碳”目標提出后，現代煤化工面臨更大減排壓力。據測算，煤間接液化制油、煤直接液化制油、煤制烯烴和煤制乙二醇，噸產(chǎn)品二氧化碳排放量分別約為6.5噸、5.8噸、11.1噸和5.6噸，未來(lái)二氧化碳的處置費用將直接增加企業(yè)的運營(yíng)成本，部分產(chǎn)品將失去競爭力。

現代煤化工產(chǎn)業(yè)集中的地區，恰是水資源短缺的地區，隨著(zhù)煤化工產(chǎn)業(yè)規模越來(lái)越大，水資源瓶頸日益凸顯。黃河中上游的山西、陜西、內蒙古、寧夏四省區煤炭資源占全國的67%，但水資源僅占3.85%。陜西、內蒙古、寧夏現代煤化工項目用水依賴(lài)黃河，由于黃河來(lái)水減少，而項目用水量不斷增加，今后水資源供需矛盾將更加突出。

由于尚未從高端化、差異化上解決同質(zhì)化問(wèn)題，現代煤化工產(chǎn)業(yè)被產(chǎn)品雷同、產(chǎn)能過(guò)剩、無(wú)序競爭等問(wèn)題所困擾。煤制油項目同業(yè)競爭激烈，導致產(chǎn)品價(jià)格持續走低，加劇了生存壓力。煤制烯烴項目產(chǎn)品以中低端為主，雙烯產(chǎn)品集中在一些通用料或中低端專(zhuān)用料品牌上，高端專(zhuān)用料牌號基本空白。煤制乙二醇項目的產(chǎn)品結構單一，已建成的項目通常以乙二醇為主打產(chǎn)品，下游用于聚酯消費的占比高達95%。

煤耗大、固廢難處理、碳排放問(wèn)題突出，現代煤化工面臨的環(huán)境治理難題亟待解決。我國實(shí)行更嚴格的水資源管理、節能減排、環(huán)境監管政策，對各省區市提出相應控制指標，對水資源“三條紅線(xiàn)”進(jìn)行全面管控，對能源消費將實(shí)行總量和強度雙控。部分地區出臺了大氣聯(lián)防聯(lián)控區域治理方案，嚴格限制新增化工產(chǎn)能。同時(shí)，要求現有現代煤化工企業(yè)的污染物排放總量必須連年大幅下降，企業(yè)無(wú)法擴大規模。

顛覆性技術(shù)創(chuàng )新拓展發(fā)展空間

在近日召開(kāi)的中國能源“金三角”“十四五”區域協(xié)同發(fā)展論壇上，中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì )聯(lián)同能源“金三角”地區17家化工園區發(fā)布了綠色協(xié)同發(fā)展倡議，通過(guò)探索構建能源“金三角”協(xié)同發(fā)展新機制，共同破解同質(zhì)化無(wú)序競爭等難題，適應環(huán)境及減排約束趨緊等要求，推進(jìn)區域產(chǎn)業(yè)互動(dòng)、互融、互補、互聯(lián)，促進(jìn)現代煤化工由“小而全”向“專(zhuān)而精”轉變。

業(yè)內專(zhuān)家指出，為應對即將到來(lái)的碳達峰和碳中和，現代煤化工行業(yè)必須提前謀劃，努力走出一條高碳產(chǎn)業(yè)低碳排放、二氧化碳循環(huán)利用的新路子。通過(guò)顛覆性技術(shù)創(chuàng )新，突破源頭減排和節能提效的瓶頸，以科技創(chuàng )新推動(dòng)下游化工產(chǎn)品向精細化、高附加值方向發(fā)展，降低二氧化碳排放并開(kāi)拓二氧化碳資源化利用新路徑，進(jìn)而爭取持續發(fā)展空間。

一是開(kāi)創(chuàng )煤制烯烴、芳烴終端產(chǎn)品高端化、差異化的新突破。開(kāi)發(fā)合成氣直接催化合成烯烴、芳烴、支鏈烷烴以及醇類(lèi)含氧化合物技術(shù);開(kāi)發(fā)新牌號聚烯烴樹(shù)脂;開(kāi)發(fā)高端C3/C4下游衍生化學(xué)品。

二是開(kāi)創(chuàng )煤直接生產(chǎn)化學(xué)品技術(shù)的新突破。未來(lái)應開(kāi)發(fā)能直接和充分利用煤炭中的環(huán)狀有機化合物的技術(shù)，如煤炭直接制芳烴技術(shù)、從煤中直接提取高附加值醫藥中間體和精細化學(xué)品技術(shù)等。

三是開(kāi)創(chuàng )二氧化碳資源化利用的新突破。要利用生產(chǎn)過(guò)程中排放二氧化碳純度較高的特點(diǎn)，積極開(kāi)展捕集、封存和資源化利用。特別是在小分子化合物、高分子材料、與環(huán)氧化物的共聚反應等方面有所突破，盡快找到資源化利用的技術(shù)路徑。

四是開(kāi)創(chuàng )煤炭分質(zhì)利用技術(shù)的新突破。要探索以清潔高效熱解為龍頭分質(zhì)轉化為高級能源和高附加值化工產(chǎn)品的新技術(shù)，如煤炭清潔高效催化熱解技術(shù)、煤焦油提取高附加值精細化產(chǎn)品及制特種高級油品和芳烴技術(shù)等。

五是開(kāi)創(chuàng )現代煤化工綠色節能節水新工藝技術(shù)的新突破?，F代煤化工是水和能源消耗大戶(hù)，要加快綠色轉型，降低單位產(chǎn)品的能耗、水耗，強化廢水、結晶鹽的處置，進(jìn)一步提高清潔生產(chǎn)水平。