2021年9月，習近平總書(shū)記在陜西榆林考察時(shí)強調，煤炭作為我國主體能源，要按照綠色低碳的發(fā)展方向，對標實(shí)現“碳達峰、碳中和”目標任務(wù)，立足國情、控制總量、兜住底線(xiàn)，有序減量替代，推進(jìn)煤炭消費轉型升級。煤化工產(chǎn)業(yè)潛力巨大、大有前途，要提高煤炭作為化工原料的綜合利用效能，促進(jìn)煤化工產(chǎn)業(yè)高端化、多元化、低碳化發(fā)展，把加強科技創(chuàng )新作為最緊迫任務(wù)，加快關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，積極發(fā)展煤基特種燃料、煤基生物可降解材料等。

2021年10月底，《中共中央國務(wù)院關(guān)于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見(jiàn)》和《2030年前碳達峰行動(dòng)方案》相繼公布，讓“減碳”工作有章可循。

隨著(zhù)“雙碳”路徑逐漸明晰，煤化工產(chǎn)業(yè)作為煤炭行業(yè)一直以來(lái)的重要發(fā)展方向，再次被提上議程。

從燃料到原料

我國能源賦存特點(diǎn)是相對富煤、貧油、少氣，煤炭占化石能源可采儲量的90%以上。國家能源局數據顯示，2020年我國非化石能源占一次能源消費比重達15.9%?！?030年前碳達峰行動(dòng)方案》指出，到2030年，非化石能源消費比重達到25%左右。

從長(cháng)期來(lái)看，化石能源在未來(lái)一段時(shí)期內仍為我國主體能源。如何更好發(fā)揮煤炭的穩定器和壓艙石作用？推動(dòng)煤炭作為原料的化工產(chǎn)業(yè)的規?；l(fā)展，已在煤炭行業(yè)基本形成共識。

煤化工是指以煤為原料生產(chǎn)各種燃油、燃氣和化工產(chǎn)品的工藝過(guò)程，一般包括煤炭轉化和后續加工兩個(gè)環(huán)節。煤炭轉化是指煤炭經(jīng)過(guò)化學(xué)反應過(guò)程得到氣態(tài)、液態(tài)或其他固態(tài)產(chǎn)物的過(guò)程，包括煤炭氣化、煤炭直接液化、煤炭高溫煉焦、低階煤中低溫熱解等工藝過(guò)程。后續加工主要指以煤制氣中的H2、CO、CO2、SO2等氣體組分為原料進(jìn)行化工合成，以及對煤炭轉化液態(tài)產(chǎn)物進(jìn)行深加工的工藝過(guò)程。

《中外能源》曾刊發(fā)《能源史話(huà)：煤化工發(fā)展史》一文，文中指出，全球煤化工開(kāi)始于18世紀后半葉，19世紀形成了完整的煤化工體系。進(jìn)入20世紀，許多以農林產(chǎn)品為原料的有機化學(xué)品多改為以煤為原料生產(chǎn)，煤化工成為化學(xué)工業(yè)的重要組成部分。

第二次世界大戰以后，石油化工發(fā)展迅速，很多化學(xué)品的生產(chǎn)又從以煤為原料轉移到以石油、天然氣為原料，從而削弱了煤化工在化學(xué)工業(yè)中的地位。進(jìn)入21世紀后，隨著(zhù)全球石油市場(chǎng)的動(dòng)蕩和石油價(jià)格的攀升，煤化工作為儲量巨大并且可能替代石油的資源重新受到越來(lái)越多的重視。

《煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告2006》指出，在我國，早在上個(gè)世紀40年代就建成了南京、大連2個(gè)煤化工生產(chǎn)基地。進(jìn)入上個(gè)世紀80年代，我國又開(kāi)始建設大型煤化工基地。

我國發(fā)展現代煤化工，既有中國特色，也是發(fā)揮煤炭資源優(yōu)勢的另辟蹊徑之舉。一方面，可以緩解因富煤缺油缺氣給我國能源安全帶來(lái)的挑戰，有利于保障國家能源安全；另一方面，與傳統直接燃燒利用方式相比，煤化工可以減少粉塵、SO2、NOx等大氣污染物的排放，提高煤炭轉化效率和產(chǎn)品經(jīng)濟價(jià)值。

中國煤炭工業(yè)協(xié)會(huì )數據顯示，依托14個(gè)大型煤炭生產(chǎn)基地，如今我國初步建成了內蒙古鄂爾多斯、陜西榆林、寧夏寧東、新疆準東4個(gè)現代煤化工產(chǎn)業(yè)示范區，產(chǎn)業(yè)集聚加快、園區化格局初步形成。

截至2020年年底，我國現代煤化工四大類(lèi)典型產(chǎn)品產(chǎn)能、產(chǎn)量均達到歷史較高水平。煤制油10套裝置產(chǎn)能931萬(wàn)噸/年，煤制天然氣4套裝置產(chǎn)能51.05億立方米/年，煤經(jīng)甲醇制烯烴32套裝置產(chǎn)能1582萬(wàn)噸/年（其中煤制烯烴產(chǎn)能1062萬(wàn)噸/年），煤制乙二醇24套裝置產(chǎn)能488萬(wàn)噸/年。煤制乙醇、煤制芳烴、二氧化碳加氫制甲醇技術(shù)也在突破，示范裝置陸續在建，現代煤化工產(chǎn)能初具規模、產(chǎn)量穩步提升。

“十四五”規劃綱要提出，穩妥推進(jìn)內蒙古鄂爾多斯、陜西榆林、山西晉北、新疆準東、新疆哈密等7個(gè)煤制油氣戰略基地建設，建立產(chǎn)能和技術(shù)儲備。

直面困境與挑戰

公開(kāi)數據顯示，2020年全國煤化工行業(yè)共消費煤炭（包括焦炭）9.3億噸、碳排放量5.5億噸，其中能源活動(dòng)及工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的直接排放占88%，電力間接排放占12%。

國家發(fā)改委、工信部、生態(tài)環(huán)境部與水利部于2021年8月印發(fā)的《關(guān)于“十四五”推進(jìn)沿黃重點(diǎn)地區工業(yè)項目入園及嚴控高污染、高耗水、高耗能項目的通知》指出，對現有已備案但尚未開(kāi)工的擬建高污染、高耗水、高耗能項目一律重新進(jìn)行評估，確有必要建設且符合相關(guān)行業(yè)要求的方可繼續推進(jìn)?！笆奈濉睍r(shí)期，沿黃重點(diǎn)地區新建“三高”項目一律按通知要求執行。公開(kāi)資料顯示，我國現有100%的煤制油、85%的煤制烯烴、50%的甲醇制烯烴項目均位于黃河流域。

由此可見(jiàn)，現代煤化工產(chǎn)業(yè)因為自身的特點(diǎn)，面臨眾多挑戰。中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì )會(huì )長(cháng)李壽生表示，這些挑戰具體表現在以下四個(gè)方面。

一是二氧化碳排放的挑戰。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)品二氧化碳的排放量分別約為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現代煤化工企業(yè)的運營(yíng)成本，部分產(chǎn)品將失去競爭力。

二是水資源短缺的挑戰。我國煤炭資源與水資源逆向分布特點(diǎn)十分突出，西部省份的煤炭資源占全國的90.1%，特別是黃河中上游的山西省、陜西省、內蒙古自治區、寧夏回族自治區四地的煤炭資源占有量為全國的67%，但水資源僅占全國的3.85%?，F代煤化工項目用水主要依賴(lài)黃河。近年來(lái)，黃河來(lái)水減少，而現代煤化工項目用水量不斷增加，因此今后較長(cháng)一個(gè)時(shí)期，煤化工項目面臨的水資源供需矛盾依然突出。

三是終端產(chǎn)品同質(zhì)化的挑戰。隨著(zhù)工藝技術(shù)的日趨成熟，現代煤化工項目建設速度不斷加快、數量不斷增加，但建設方案雷同，布局分散，未形成集群效應。煤制終端產(chǎn)品同質(zhì)化問(wèn)題突出，同業(yè)競爭激烈，導致煤制終端產(chǎn)品的價(jià)格持續走低。

四是環(huán)境治理的挑戰。當前，我國實(shí)行嚴格的水資源管理、節能減排、環(huán)境監管政策，對能源消費將實(shí)行總量和強度雙控。部分地區嚴格限制新增化工產(chǎn)能，煤炭指標嚴格受限，不管是燃料煤還是原料煤，只要用煤，都面臨著(zhù)減煤壓煤的風(fēng)險。同時(shí)，部分地區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。

隨著(zhù)“雙碳”目標的提出，現代煤化工產(chǎn)業(yè)將面臨更大的減排壓力，能源領(lǐng)域將迎來(lái)根本性調整，現代煤化工加快綠色轉型已成當務(wù)之急。

國家氣候變化專(zhuān)家委員會(huì )委員潘家華在公開(kāi)采訪(fǎng)中表示，實(shí)現“碳達峰、碳中和”目標，并不是不能發(fā)展化石能源項目，但究竟有哪些項目可以繼續發(fā)展，還需要謹慎評估。技術(shù)潛力越是有限，將來(lái)被淘汰的可能性越大。結合減碳要求，技術(shù)先進(jìn)性和可更新性，以及項目是否符合政策要求和趨勢，使其處于不被強制淘汰之列，也是新建煤化工項目需要參考的重要標準。

轉型升級探新路

 

國家能源集團鄂爾多斯煤直接液化生產(chǎn)線(xiàn)

困境和挑戰正在倒逼行業(yè)、企業(yè)轉型升級?，F代煤化工產(chǎn)業(yè)亟待重新布局，再按過(guò)去的“老路子”很難生存下去。

近年來(lái)，煤炭企業(yè)在探尋化工板塊多元化、高端化、低碳化的發(fā)展方向上，進(jìn)行了不少有益嘗試，取得了一些初步成效?！半p碳”目標下，煤炭企業(yè)如何迎接政策、技術(shù)、市場(chǎng)環(huán)境等諸多挑戰，更好發(fā)揮制度優(yōu)勢、政策動(dòng)力和技術(shù)潛力，探索推動(dòng)煤化工產(chǎn)業(yè)實(shí)現高質(zhì)量發(fā)展的“新路子”？已有不少企業(yè)嘗試性給出答案，而科技、低碳、清潔，正是其中的關(guān)鍵詞。

“科技創(chuàng )新是煤化工企業(yè)的唯一出路，我們從國際先進(jìn)、消化革新、轉型升級、替代進(jìn)口四個(gè)方面努力，加強自主創(chuàng )新，實(shí)現科技創(chuàng )效?！标?yáng)煤化工集團總工程師劉會(huì )敏說(shuō)。

陽(yáng)煤化工集團陽(yáng)煤化工機械公司僅依托晉華爐這一拳頭產(chǎn)品，累計新增銷(xiāo)售額50億元，簽訂氣化爐合同74臺/套，在30多家企業(yè)成功實(shí)現商業(yè)化應用。

在陽(yáng)煤化工集團，基于清潔轉化的現代煤化工發(fā)展如火如荼，高附加值產(chǎn)品帶來(lái)了肉眼可見(jiàn)的高回報。

“傳統煤化工生產(chǎn)一噸尿素的利潤只有500元。我們現在發(fā)展現代煤化工，生產(chǎn)一噸BDO原料的成本是1.1萬(wàn)元，而每噸BDO原料的售價(jià)是3.1萬(wàn)元，利潤率高達182%?！标?yáng)煤化工集團國泰新華公司董事長(cháng)梁明國在采訪(fǎng)中表示。

在陜西煤業(yè)化工集團，13家煤化工科研及設計單位聯(lián)合，建立起了國家能源煤炭分質(zhì)清潔轉化重點(diǎn)實(shí)驗室，開(kāi)展了大量的核心關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)化試驗示范，形成了一系列國際領(lǐng)先的產(chǎn)業(yè)技術(shù)成果。三項粒塊煤清潔高效熱解技術(shù)、兩項煤焦油加氫技術(shù)以及兩項煤制乙、丙烯技術(shù)已實(shí)現大規模產(chǎn)業(yè)化運行；兩項粉煤快速熱解高油收率技術(shù)和一項氣化熱解一體化技術(shù)已完成萬(wàn)噸級工業(yè)化試驗，120萬(wàn)噸/年粉煤快速熱解工業(yè)化示范裝置即將建成投運；50萬(wàn)噸/年煤焦油制環(huán)烷基特種油品工業(yè)化示范裝置已實(shí)現滿(mǎn)負荷穩定運行，年產(chǎn)50萬(wàn)噸煤焦油制特種油品聯(lián)產(chǎn)芳烴工業(yè)化示范裝置即將建成投運……

“‘雙碳’目標涉及諸多方面的變革，將倒逼我們更好發(fā)揮制度優(yōu)勢、政策動(dòng)力和技術(shù)潛力?！痹?021上半年經(jīng)濟分析會(huì )上，陜西煤業(yè)化工集團黨委書(shū)記、董事長(cháng)楊照乾表示。

在中安聯(lián)合煤化公司，近年來(lái)累計投入的環(huán)保建設資金超過(guò)30億元，“花園式”的化工工廠(chǎng)甚至引來(lái)白鷺作客。去年全年，中安聯(lián)合煤化公司先后邀請人大代表、媒體記者、院校師生以及周邊居民代表等500多人，走進(jìn)生產(chǎn)現場(chǎng)，親身感受中安聯(lián)合煤化公司在環(huán)保治理、煤炭清潔高效利用、綠色企業(yè)建設等方面的真實(shí)情況。

“我們是做煤化工的，知道煤化工當前存在的短板，它存在污染和耗能的問(wèn)題，但絕不能被妖魔化。而今，煤化工以高碳排放形式發(fā)展的窗口期已經(jīng)關(guān)閉，新布點(diǎn)和大規模布局的可能性非常小。對于已布局、已批復的項目，進(jìn)行能耗控制、節能減排、優(yōu)化存量、轉型升級是主要任務(wù)，同時(shí)應積極探索綠色低碳發(fā)展的新路徑?！眹夷茉醇瘓F化工公司黨委書(shū)記、董事長(cháng)閆國春在采訪(fǎng)中表示。

國家能源集團化工公司以煤化一體為基礎，利用煤炭結構特性，以煤基特種燃料、煤基生物可降解材料、煤基炭素新材料為主線(xiàn)，構建了煤基新材料、新燃料戰略性新興產(chǎn)業(yè)增長(cháng)極。該公司圍繞產(chǎn)業(yè)鏈、打造創(chuàng )新鏈、提高價(jià)值鏈，單位投資產(chǎn)值、萬(wàn)元產(chǎn)值能耗及碳排放強度、產(chǎn)品競爭力均達到全國行業(yè)領(lǐng)先水平。

把握未來(lái)發(fā)展趨勢

 

煤化工生產(chǎn)線(xiàn)上產(chǎn)出精甲醇

“現代煤化工是煤炭的最佳利用途徑，雖然國內煤化工產(chǎn)業(yè)起步晚，但起點(diǎn)高、技術(shù)先進(jìn)、裝備條件好，清潔化程度不亞于油氣化工企業(yè)，高碳排放有較大的深加工利用空間?！敝袊禾考庸だ脜f(xié)會(huì )理事長(cháng)張紹強表示，“可以通過(guò)與綠電耦合，把所有的碳排放全部轉化為產(chǎn)品，做到低碳或近零碳排放，實(shí)現‘廠(chǎng)內碳中和’，這也是未來(lái)煤化工發(fā)展的潛力?！?/p>

中國煤炭工業(yè)協(xié)會(huì )副會(huì )長(cháng)劉峰指出，未來(lái)煤化工發(fā)展需更加深刻把握高端化、多元化、低碳化的方向內涵。

高端化，即延伸產(chǎn)業(yè)鏈開(kāi)發(fā)高性能產(chǎn)品。加強航空航天煤基高性能燃料、艦艇用柴油、特殊環(huán)境燃料、一體化通用燃料等特種油品研發(fā)；加強聚乙醇酸等煤基可降解塑料產(chǎn)品技術(shù)攻關(guān)，掌握含氧單體共聚接枝和封端技術(shù)，接近通用塑料水平；以煤液化油渣瀝青和煤焦化瀝青為原料，開(kāi)發(fā)國防、航空航天用高模量碳纖維、超級電容器活性炭、高性能儲能電池負極等材料；攻關(guān)間接液化α烯烴分離加工技術(shù)、高端潤滑油、高端費托蠟制備技術(shù)，延伸煤制烯烴產(chǎn)業(yè)鏈。

多元化，即發(fā)揮煤化工差異化發(fā)展優(yōu)勢。實(shí)現產(chǎn)品多元化，研發(fā)煤制油、煤制化學(xué)品聯(lián)產(chǎn)耦合工藝和產(chǎn)品聯(lián)合加工技術(shù)；加工原料多元化，研發(fā)石腦油和甲醇共裂解技術(shù)，優(yōu)化石腦油裂解反應和甲醇制烯烴反應熱平衡，生產(chǎn)烯烴的同時(shí)聯(lián)產(chǎn)PX；探索煤化工與新能源、天然氣化工、生物化工、石油化工、冶金建材過(guò)程的耦合技術(shù)，提供能效物耗優(yōu)化解決方案。

低碳化，即打造零碳排放煤化工產(chǎn)業(yè)。研發(fā)新型高效催化劑與工藝和過(guò)程節能技術(shù)，實(shí)現煤化工過(guò)程源頭減碳；突破可再生能源制氫制氧與煤化工合成耦合技術(shù)，應用綠氫綠氧，減少煤化工工藝過(guò)程碳排放；應用可再生能源綠電，研發(fā)高效儲熱制蒸汽技術(shù)，利用綠電和低谷電價(jià)制蒸汽；開(kāi)展煤化工CCUS技術(shù)攻關(guān)，突破煤化工CO2低成本捕集、CO2化工和礦化利用，CO2驅油地質(zhì)封存技術(shù)，開(kāi)發(fā)CO2制芳烴、乙醇、乙二醇、烯烴、碳酸脂、DMF等化學(xué)品。

“煤炭清潔高效利用為我國能源轉型提供立足點(diǎn)?！眲⒎灞硎?，“一方面，轉型后的煤炭能源占比將以保障國家能源安全、經(jīng)濟增長(cháng)和能撬動(dòng)國際市場(chǎng)為依據，在一次能源結構中占比需要高于30%；另一方面，中國正成為世界煤炭行業(yè)主導者，需要秉承綠色低碳發(fā)展理念，發(fā)揮煤炭有機物含量多的屬性和特點(diǎn)，加快推進(jìn)煤炭由單一燃料向燃料和原料并重轉變，拓展作為原料的消費利用空間，成為世界潔凈煤利用的引領(lǐng)力量之一?！?/p>

“十四五”規劃綱要提出，增強能源持續穩定供應和風(fēng)險管控能力，實(shí)現煤炭供應安全兜底、油氣核心需求依靠自保、電力供應穩定可靠；做好煤制油氣戰略基地規劃布局和管控；加強煤炭?jì)淠芰ㄔO；建設清潔低碳、安全高效的能源體系；完善煤炭跨區域運輸通道和集疏運體系；推動(dòng)能源清潔低碳安全高效利用等，從國家能源安全、現代能源體系建設、綠色發(fā)展等多個(gè)方面，為煤炭行業(yè)、煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展畫(huà)出了藍圖，提供了機遇。

數字化發(fā)展“十四五”規劃綱要提出，以數字化轉型整體驅動(dòng)生產(chǎn)方式、生活方式和治理方式變革；構建基于5G的應用場(chǎng)景和產(chǎn)業(yè)生態(tài)，在智慧能源等重點(diǎn)領(lǐng)域開(kāi)展試點(diǎn)示范；推動(dòng)煤礦、油氣田、電廠(chǎng)等智能化升級等，指出了煤炭行業(yè)通過(guò)數字化轉型促進(jìn)碳減排的方向，助力煤炭生產(chǎn)環(huán)節節能，實(shí)現生產(chǎn)環(huán)節“脫碳”，追蹤并有效管理行業(yè)碳排放。未來(lái)，加強煤炭基礎理論研究和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，將成為實(shí)現煤炭行業(yè)、煤化工產(chǎn)業(yè)綠色低碳轉型的重要支撐。