滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求 發(fā)展新型煤化工要注意的幾個問題

　　我國不僅石油短缺，主要的石油化工產(chǎn)品也嚴(yán)重短缺。國外很少做煤化工，我國10年之內(nèi)已經(jīng)成了煤化工的技術(shù)高地。發(fā)展煤化工，和國外的石油化工、天然氣化工競爭，最終滿足我國對石化產(chǎn)品的需求，這是一個機(jī)會。除了經(jīng)濟(jì)風(fēng)險，發(fā)展新型煤化工一定要注意幾個問題，一是外部條件，二是節(jié)能減排，三是煤氣化技術(shù)選擇。

　　煤化工的利弊之爭一直存在。

　　一方面，中國需要煤化工彌補(bǔ)石油石化產(chǎn)品的不足;另一方面，逢煤必化、一擁而上的勢頭，確實存在資源和資金浪費(fèi)的隱憂。另外，煤化工耗水問題和對環(huán)境的影響，也讓人們對很多項目的可行性進(jìn)行質(zhì)疑。

　　真正從事煤化工研究的專家似乎并不太熱衷上述爭論，更關(guān)注的是什么樣的煤化工項目能行得通。

　　處在競爭和互動關(guān)系中

　　“我們應(yīng)該有更廣的視野，做煤化工，要知道有很強(qiáng)的競爭對手。”在10月舉行的中國煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化發(fā)展高峰論壇上，中國工程院院士、清華大學(xué)教授金涌如是說。

　　金涌說的對手，指的是傳統(tǒng)的石油化工和新興的天然氣化工。含碳能源主要用于三方面：工業(yè)與民用燃料、運(yùn)輸液體燃料、石化原料。

　　“石油是主要的化工原料，天然氣、煤炭、生物質(zhì)能都可以作為化工原料，替代一部分石油。我們做煤化工，必須知道鄰近這些能源的狀態(tài)，和我們之間是怎樣一個競爭和互動關(guān)系。”金涌說。

　　金涌表示，煤炭、石油、天然氣逐漸三分天下。目前，世界石油產(chǎn)量基本穩(wěn)定，但是好的油，像大慶產(chǎn)的高品質(zhì)油已經(jīng)越來越少了，主要煉劣質(zhì)油。世界石油化工行業(yè)產(chǎn)值年增長率約為20%，在石化行業(yè)中，石油還是主力，但是煉油的人已經(jīng)有危機(jī)感。

　　有危機(jī)感的一個重要原因是，以乙烷為原料的乙烯比以石腦油為原料的乙烯更有競爭力。美國、中東地區(qū)發(fā)現(xiàn)了很多乙烷，乙烷脫氫后可以得到乙烯，成本較低。美國和中東地區(qū)以乙烷為原料的乙烯所占的比率已經(jīng)很高了，而中國、日本、韓國生產(chǎn)乙烯的原料主要還是石腦油。

　　“天然氣化工是非常有前途的，主要是投資少、附加值高、污染少，可惜中國天然氣非常缺乏。”金涌說，天然氣的介入使化工產(chǎn)品成本大大降低，美國頁巖氣的大量產(chǎn)出對美國經(jīng)濟(jì)發(fā)展起了很大的作用。

　　“做煤化工，要考慮與石油化工競爭的問題。煤化工是代替石油化工的，按理講，煤化工企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品，都可以以石油或天然氣為原料生產(chǎn)。”石油和化學(xué)工業(yè)規(guī)劃院院長顧宗勤說，“在石油價格低迷時，煤化工的優(yōu)越性體現(xiàn)不出來。現(xiàn)在，國際油價為每桶100美元左右，今后石油價格走勢如何，難以預(yù)測。所以，新上或擴(kuò)建煤化工項目時，要做好這方面的準(zhǔn)備，要計算石油價格達(dá)到多少時，煤化工項目可以維持。”

　　顧宗勤認(rèn)為，國際油價為每桶70美元至80美元時，煤化工項目可以維持。金涌的判斷與此基本相似，國際油價高于每桶70美元、煤價為每噸五六百塊錢時，煤化工項目能賺錢。

　　中國發(fā)展煤化工的空間

　　“2012年，我國石油化學(xué)行業(yè)進(jìn)口額為4600億美元，出口額為1700億美元，貿(mào)易逆差為2900億美元，是所有工業(yè)行業(yè)中貿(mào)易逆差最大的。”顧宗勤說，石油石化行業(yè)巨大的貿(mào)易逆差，主要來自石油、天然氣和石化產(chǎn)品的進(jìn)口。

　　2012年，我國石油產(chǎn)量為2.07億噸，進(jìn)口量為2.71億噸，對外依存度為56.4%，石油進(jìn)口額達(dá)到2200億美元。顧宗勤預(yù)測，到2020年，我國石油消費(fèi)量將達(dá)到5億噸，對外依存度超過60%。

　　乙烯是石化行業(yè)最重要的基礎(chǔ)產(chǎn)品，乙烯產(chǎn)量經(jīng)常用來衡量一個國家的化工行業(yè)發(fā)展水平。有了乙烯，可以生產(chǎn)很多其他的化工產(chǎn)品，而且附加值很高。

　　據(jù)顧宗勤介紹，2012年，我國乙烯產(chǎn)量為1514萬噸，表觀消費(fèi)量為1656萬噸，當(dāng)量消費(fèi)量為3190萬噸，當(dāng)量自給率為47.5%。當(dāng)量消費(fèi)量，是指乙烯下游產(chǎn)品全部折算成乙烯的量。

　　除乙烯外，我國其他石化行業(yè)基礎(chǔ)產(chǎn)品同樣短缺。2012年，我國丙烯產(chǎn)量為1500萬噸，自給率為63%;PX(二甲苯)產(chǎn)量為715萬噸，自給率為56%;以PX為原料的PTA(1，4—苯二甲酸)自給率為79%;乙二醇產(chǎn)量為374萬噸，自給率為27.5%。

　　“前幾年，PX項目純粹被妖魔化，其實技術(shù)上沒問題。現(xiàn)在，PX、PTA二者加起來每年產(chǎn)量為1000多萬噸，非常缺乏。”顧宗勤說。

　　這就意味著，我國不僅石油短缺，主要的石油化工產(chǎn)品也嚴(yán)重短缺。

　　近年來，我國天然氣產(chǎn)量和消費(fèi)量年均增長10%以上，供需矛盾突出。

　　2012年，我國天然氣產(chǎn)量為1077億立方米，進(jìn)口量為428億立方米，出口量為30億立方米(主要是滿足香港的需求)，表觀消費(fèi)量為1475億立方米，天然氣進(jìn)口額為161.8億美元。

　　日前，國家發(fā)改委連發(fā)文件，要求有序推進(jìn)“煤改氣”，正是因為天然氣供需矛盾突出。

　　不同地區(qū)的天然氣價格差異很大，因為運(yùn)輸不便利、成本高。“在工業(yè)油氣田附近，天然氣價格較低。管道輸送到末端，價格就很高了，做工業(yè)原料就不劃算了，只好做民用燃料。液化天然氣要求溫度很低，成本很高。所以，天然氣化工只在原產(chǎn)地比較劃算。”金涌說。

　　這等于基本堵死了大量進(jìn)口天然氣發(fā)展化工的路。

　　“在這種特殊的條件下，中國要發(fā)展煤化工了。”金涌說，“要知道煤不是碳，是碳?xì)浠衔铮細(xì)浔仁?︰0.8，1個碳原子還有0.8個氫原子，沒有必要連氫帶碳一塊兒燒掉。”

　　從更廣的視野選擇煤化工

　　在發(fā)展新型煤化工的路徑選擇上，要時刻考慮到能源大環(huán)境。除了煤炭和煤化工產(chǎn)品的價格變化，以及煤炭和石油、天然氣之間的比價變動因素外，還要從煤炭的特性、煤化工技術(shù)的特性以及不同能源間轉(zhuǎn)化的效率等方面考慮，做有獨(dú)特競爭優(yōu)勢的煤化工項目。

　　新型煤化工是以甲醇為平臺來運(yùn)作的。甲醇可以摻燒制甲醇汽油，可以作為氫源制氫，可以制乙烯、丙烯，也可以只制丙烯，還可以制芳烴。

　　清華大學(xué)在做一個工業(yè)示范項目，以甲醇為原料，不產(chǎn)乙烯，只產(chǎn)丙烯。“有什么好處呢?丙烯用天然氣生產(chǎn)比較難，因為3個碳分子的丙烷比較少，用天然氣制丙烯，競爭力比較低。”金涌說，“丙烯不需要深冷分離，低溫的深冷分離技術(shù)是需要進(jìn)口的，而且能耗比較大。丙烯只需要用氮?dú)饩湍芾鋮s精制。”

　　最近，被提到較多的是芳烴。目前，97%的芳烴是石腦油裂解得到的。由于石腦油制乙烯的成本比較高，大家覺得石腦油裂解技術(shù)會慢慢萎縮，芳烴產(chǎn)量會被連帶著慢慢萎縮。

　　中國芳烴的年消費(fèi)量為1400萬噸，對外依存度為44%，因此芳烴要增加新的來源。清華大學(xué)跟華電集團(tuán)合作，在榆林建了年產(chǎn)1萬噸的裝置，今年已經(jīng)試車成功。華電集團(tuán)準(zhǔn)備投資200多億元，在榆林建設(shè)一套年產(chǎn)百萬噸的煤制芳烴裝置。

　　在中國，往往有煤的地方?jīng)]有水，這制約了煤化工的發(fā)展。根據(jù)這個特性，清華大學(xué)在新疆石河子正打造一個節(jié)水的煤化工示范項目，走的是炔烴路線。

　　據(jù)了解，在石油被大量利用之前，所有化工都是從炔開始的。炔可以一次到位，比較節(jié)水。但是，以前制乙炔采用的是電石法，這個方法能耗大，會產(chǎn)生大量的廢渣、廢氣、廢水，所以慢慢不被看好了。

　　金涌表示，現(xiàn)在準(zhǔn)備用等離子法制乙炔，不用石灰石，直接用煤粉，既避免了污染又節(jié)約了水。

　　“從效率來看，直接做燃料用的話，煤炭轉(zhuǎn)化成醇和醚燃料是首選。2噸多煤就可以制1噸二甲醚。而生成1噸柴油的煤耗要4噸多。二甲醚的熱值雖然比柴油低30%，但是1噸二甲醚和1噸柴油放在車?yán)铮叩睦锍虜?shù)是一樣的。”金涌解釋道，因為柴油是不含氧的燃料，汽缸噴進(jìn)油后要吸進(jìn)大量的空氣才能完全燃燒，這樣就吸進(jìn)了大量氮?dú)猓獨(dú)鈴牡蜏丶訜岬脚懦鋈ネ耆前鬃龉Φ摹６酌咽呛跞剂希M(jìn)的空氣很少就可以完全燃燒，所以氮?dú)庾哌^場的能量不需要。在高原地區(qū)、高寒地區(qū)，非常適宜用二甲醚燃料。

　　金涌認(rèn)為，煤將來的主要用處是發(fā)電。“煤變成化工的塑料、橡膠、纖維是有利可圖的，做成燃料，特別是做成油，是不劃算的，從長遠(yuǎn)看，更不劃算。”

　　采用費(fèi)托合成工藝生產(chǎn)油品，即煤間接制油，1噸標(biāo)準(zhǔn)煤(熱值為29.3吉焦)可獲得266千克柴油，燃燒后得到11.87吉焦熱量。若將這些油品作為柴油車燃料，按目前柴油發(fā)動機(jī)能量轉(zhuǎn)化效率30%計算，可獲得3.56吉焦軸機(jī)械功。同理，1噸標(biāo)準(zhǔn)煤直接液化可獲得263千克柴油，最終只能轉(zhuǎn)換為3.3吉焦軸機(jī)械功。而如果用煤發(fā)電，再按電機(jī)效率70%推算，1噸標(biāo)準(zhǔn)煤可轉(zhuǎn)換為9.24吉焦軸機(jī)械功。

　　“從能源利用來看，汽油和柴油是沒辦法跟電機(jī)競爭的。世界的共識是加快純電動車的發(fā)展，將來汽車的方向是電動車，以補(bǔ)充汽油的不足。”金涌說。因此，他認(rèn)為，煤制油項目不能盲目放量。

　　需注意的現(xiàn)實問題

　　“國外很少做煤化工，我國10年之內(nèi)已經(jīng)成了煤化工的技術(shù)高地。現(xiàn)在，全套煤化工技術(shù)，用煤生產(chǎn)三烯三苯，技術(shù)上都不成問題。”金涌說，“我們只有煤，發(fā)展煤化工，和國外的石油化工、天然氣化工競爭，最終滿足我國對石化產(chǎn)品的需求，這是一個機(jī)會。”

　　實際上，新型煤化工重要的幾個方向，國內(nèi)均已有項目獲得成功。

　　煤制油方向，神華集團(tuán)年產(chǎn)108萬噸直接液化裝置已經(jīng)開車成功。神華集團(tuán)、伊泰集團(tuán)、潞安集團(tuán)的3套間接液化裝置已開車成功。

　　煤制天然氣方向，大唐集團(tuán)在赤峰的項目和慶華集團(tuán)在伊犁的項目都已經(jīng)開車了。

　　煤制烯烴方向，神華集團(tuán)包頭項目、寧煤項目，大唐集團(tuán)多倫項目，中石化濮陽項目，早已試車成功，其中神華集團(tuán)包頭項目和寧煤項目實現(xiàn)了盈利。

　　甲醇制芳烴方向，清華大學(xué)和華電集團(tuán)合作的首套裝置今年已試車成功。

　　今年，國家發(fā)改委相繼批復(fù)了多個煤制天然氣、煤制烯烴項目。全國多個煤炭產(chǎn)地，尤其是西部富煤地區(qū)，發(fā)展煤化工的勢頭不減。

　　顧宗勤建議，除了經(jīng)濟(jì)風(fēng)險，發(fā)展新型煤化工一定要注意幾個問題，一是外部條件，二是節(jié)能減排，三是煤氣化技術(shù)選擇。

　　外部條件主要包括煤資源、運(yùn)輸條件和水資源。煤資源包括煤炭的數(shù)量、煤質(zhì)和價格。“很多煤化工項目都倒在煤上，為什么?設(shè)計時煤質(zhì)非常好，但生產(chǎn)時煤質(zhì)就比較差。”顧宗勤說，除此之外，煤化工項目的煤源最好是本地的，是一個煤田的，假如來自多個煤田也應(yīng)該是煤質(zhì)相近的。不提倡用外地煤，加上運(yùn)輸成本，發(fā)展煤化工就不劃算了。

　　有的地方雖然有煤炭資源，但是煤價太高的話，也不適宜發(fā)展煤化工。“煤價為每噸500元以上的，不要干煤化工。”顧宗勤說。山東兗礦集團(tuán)原董事長王信也曾表示，兗礦集團(tuán)的實踐證明，在東部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)不適合搞煤化工。

　　水資源，包括水資源的數(shù)量、水質(zhì)和水價。顧宗勤說：“不要跟農(nóng)業(yè)、居民爭水，建個化工廠，爭不過農(nóng)業(yè)，爭不過居民，這是實打?qū)嵉摹．?dāng)?shù)匾幸欢ㄈ萘康募{污條件，要有蒸發(fā)塘。另外，要關(guān)注與當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)掛鉤的問題。”

　　在運(yùn)輸方面，顧宗勤建議盡量依靠鐵路，不能依靠汽車。如果煤化工廠建在西部，產(chǎn)品要盡量做成固體的，市場都在東南，液體的運(yùn)不出來。神華集團(tuán)包頭項目生產(chǎn)的是聚乙烯、聚丙烯，都是固體。煤制天然氣盡量靠天然氣管道，自建管道的成本代價是巨大的。此外，沒有環(huán)境容量的地方不要發(fā)展煤化工，煤化工肯定要排放的。

　　“選擇煤氣化技術(shù)，一定要考慮清楚，不同的爐各有特色，選錯了爐，就跟家里蓋房子一樣朝向蓋錯了，永遠(yuǎn)改不過來。”顧宗勤說，“哥兒幾個上煤化工項目，總得相互看看自己的優(yōu)勢在哪里，如果項目在工藝上沒有優(yōu)勢，上了也是白搭。”

　　另外，社會效益也是一個不容忽視的因素。現(xiàn)在政府批復(fù)一個項目，看重的社會效益，不僅包括對環(huán)境的影響，還包括對社會的貢獻(xiàn)、就業(yè)、稅收、帶動地方經(jīng)濟(jì)等方面。