3月17日,中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所和陜西延長石油集團在北京召開“全球首套煤基乙醇工業(yè)示范項目投產(chǎn)成功”媒體見面會。
據(jù)悉,全球首套煤基乙醇工業(yè)化項目——延長石油集團10萬噸/年合成氣制乙醇工業(yè)示范項目于1月11日打通全流程,生產(chǎn)出合格的無水乙醇,目前該工業(yè)示范裝置已平穩(wěn)運行兩個月,標(biāo)志著全球首套煤經(jīng)二甲醚羰基化制乙醇工業(yè)示范項目一次投產(chǎn)成功。同時,以示范項目為基礎(chǔ),可為百萬噸級大型工業(yè)化乙醇裝置設(shè)計提供設(shè)計依據(jù)及建設(shè)和運行經(jīng)驗。目前,延長石油集團已經(jīng)完成了50萬噸工業(yè)化裝置的可行性研究,并啟動了工藝包的設(shè)計開發(fā)工作。
曾有專家甚至預(yù)測:煤制乙醇有望成為繼煤制烯烴、煤制天然氣、煤制油、煤制乙二醇和煤制芳烴之后,又一個投資熱點和最具前景的煤化工發(fā)展方向。但是對于煤基乙醇未來的前景,業(yè)內(nèi)看法分歧不小。以下是《中國煤化工》雜志曾刊登的陳繼軍署名文章《煤制乙醇能否成為“第六條”》對于該問題的具體分析。
前景如何各方激辯
但與煤制乙醇技術(shù)研究百花齊放的熱鬧景象相比,業(yè)內(nèi)對于煤制乙醇的前景看法分歧較大。
包括劉中民、丁云杰、中科合成油技術(shù)有限公司技術(shù)顧問唐宏青、上海浦景化工有限公司市場部經(jīng)理姜鐵斌等業(yè)內(nèi)人士對煤制乙醇的前景持樂觀態(tài)度。
劉中民告訴記者,乙醇俗名酒精,是世界公認(rèn)的優(yōu)良汽油添加劑,還可部分代替或經(jīng)催化脫水生產(chǎn)乙烯,容易被社會接受。全世界每年乙醇產(chǎn)量約1億噸,而我國只有200萬噸,且基本采用糧食或甘蔗等生物發(fā)酵方法制取,存在與民爭糧、與農(nóng)爭地且成本居高不下等弊端。煤制乙醇則不然。由于中國煤炭資源相對豐富,經(jīng)過幾年努力,我國又掌握了多項煤制乙醇技術(shù),生產(chǎn)成本顯著低于糧食路線制取乙醇,具有較強的競爭力和廣闊發(fā)展前景。
“煤制乙醇的前景,客觀的講并不遜于甲醇制低碳烯烴。”在劉中民看來,相比甲醇,乙醇后序深加工路線更加豐富、衍生品的附加值更高。乙醇不僅能夠生產(chǎn)乙烯、乙苯,還可生產(chǎn)醚、酮、酯及其他醇類等眾多大宗化學(xué)品和精細化工產(chǎn)品,還能通過脫水制乙烯。另外,乙醇還是重要的有機溶劑,可廣泛用于醫(yī)藥、涂料、衛(wèi)生用品、化妝品、油脂等各個領(lǐng)域。作為基本化工原料,乙醇可用來生產(chǎn)乙醛、乙醚、氯乙醇、氯乙烷、醋酸、丁二烯、丙烯酸酯、乙硫醚、乙胺等;并衍生出染料、香料、合成橡膠、洗滌劑、農(nóng)藥等產(chǎn)品的許多中間體,制品多達300種以上。
丁云杰也表示,乙醇不僅是重要的溶劑和化工原料,還是理想的高辛烷值無污染的車用燃料及添加劑。研究表明:使用E10乙醇汽油,可使汽車尾氣中的一氧化碳排放量減少30%、烴類排放量減少40%,同時顯著減少二氧化碳和氮氧化物的排放。
“由于合成氣一步法生產(chǎn)乙醇技術(shù)尚未完全突破,在現(xiàn)有的煤制乙醇技術(shù)路徑中,煤經(jīng)合成氣-甲醇生產(chǎn)乙醇的技術(shù)路徑前景最好。”丁云杰進一步解釋說,首先,與國內(nèi)外普遍采用的發(fā)酵法乙醇工藝相比,煤制乙醇成本優(yōu)勢明顯。國內(nèi)糧食乙醇法最好的消耗水平是3.2噸玉米生產(chǎn)1噸乙醇,且每生產(chǎn)1噸乙醇還會排放12~15噸廢水,經(jīng)濟性差,環(huán)保問題突出。其次,在當(dāng)前煤價下,煤經(jīng)合成氣制醋酸、酯酸加氫制乙醇技術(shù)的生產(chǎn)成約4200元/噸,烯烴/醋酸經(jīng)加成酯化生產(chǎn)醋酸酯再加氫生成乙醇的成本約4000元/噸,而以甲醇/合成氣為原料經(jīng)羰基化(尤其是多相羰基化)及其加氫生產(chǎn)乙醇技術(shù)估算成本3500~4000元/噸。無疑,后者成本最低、競爭力最強。還有,甲醇/合成氣工藝可充分利用現(xiàn)有煤制甲醇裝置,投資省、見效快。即便外購甲醇,也會因為國內(nèi)甲醇產(chǎn)能嚴(yán)重過剩(2015年我國甲醇產(chǎn)能6976萬噸,產(chǎn)量約4000萬噸,產(chǎn)能過剩30%)、價格低廉而從中受益。若借此制得低成本乙醇,再經(jīng)脫水生產(chǎn)乙烯,其綜合效益將好于投資較大的甲醇制烯烴。
姜鐵斌更看好合成氣經(jīng)醋酸加氫制乙醇的前景。他說,合成氣直接制乙醇距離工業(yè)化還很遙遠,而合成氣制甲醇,甲醇與一氧化碳羰基合成醋酸后再酯化,然后加氫制乙醇工藝存在流程長、設(shè)備多、投資大等不足,唯獨合成氣經(jīng)醋酸加氫制乙醇不僅流程短、投資低、催化劑選擇性高,且已經(jīng)得到塞拉尼斯公司在南京的27.5萬噸/年工業(yè)化裝置運行1年多的驗證,技術(shù)成熟可靠,成本優(yōu)勢明顯,投資風(fēng)險可控。以20萬噸/年乙醇項目為例。外購醋酸加氫制乙醇項目投資僅需1.8億元,同樣規(guī)模的醋酸酯化后加氫項目則需投資3.2億~3.5億元。若與生物法相比,醋酸加氫法的成本優(yōu)勢更加明顯。當(dāng)煤價400元/噸時,模型推導(dǎo)的醋酸加氫法噸乙醇完全成本僅3900~4000元,比最先進的生物乙醇工藝低1000多元。
“乙醇的銷售更不成問題。”姜鐵斌表示。
姜鐵斌說,中國乙醇年產(chǎn)量僅200多萬噸,而車用乙醇燃料年需求量達260萬噸,白酒行業(yè)年需乙醇200萬噸,加上工業(yè)領(lǐng)域200萬噸/年及其他領(lǐng)域的需求,國內(nèi)乙醇年需求總量超過700萬噸,供需缺口達500萬噸。這為低成本煤制乙醇的推廣應(yīng)用開創(chuàng)了巨大的市場空間。尤其合成氣一步法制乙醇取得突破并實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用后,煤制乙醇再脫水制乙烯的成本會更低。屆時,只要乙烯價格維持在8000元/噸左右,煤制乙醇再生產(chǎn)乙烯就有顯著的競爭力。
唐宏青更看好乙醇燃料的前景。他說,乙醇不僅辛烷值高,且燃燒清潔充分,環(huán)保效果明顯。
以E10乙醇汽油為例,可減少汽車顆粒物排放36%、降低苯排放25%。根據(jù)《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》,到2020年,中國燃料乙醇年利用量將達到1000萬噸。這意味著,今后5年,國內(nèi)乙醇產(chǎn)量年均需增加200萬噸。由于糧食乙醇發(fā)展受限,而煤制乙醇具有原料來源廣泛、生產(chǎn)成本低等優(yōu)勢。車用乙醇燃料的推廣應(yīng)用和需求量的增加,必將給煤制乙醇帶來廣闊的空間,相關(guān)企業(yè)將因此受益。
但在中國石化聯(lián)合會信息與市場部副主任祝昉、延長石油集團煤化工首席專家李大鵬等人士看來,煤制乙醇的前景遠沒那么樂觀。
祝昉表示,雖然任何工藝路徑的存在都有其合理性,但就煤制乙醇而言,至少目前工業(yè)化時機尚不成熟。第一,歷史上乙醇生產(chǎn)方法有石油路線和生物路線,而煤制乙醇屬創(chuàng)新路徑。雖然有幾條路徑已經(jīng)完成了中試甚至建成小型工業(yè)化裝置,但大型工業(yè)化技術(shù)的可行性與項目的經(jīng)濟性還有待進一步驗證。況且煤制乙醇工藝存在投資大、工藝流程長、消耗大、綜合成本高等弊端。而被大家比較看好的合成氣一步法制乙醇路徑,又未取得實質(zhì)性突破,工業(yè)化遙遙無期。在這種情況下,盲目投資煤制乙醇,將面臨巨大的投資風(fēng)險。第二,當(dāng)前低油價下,煤制乙醇的成本優(yōu)勢已經(jīng)大打折扣,經(jīng)濟性面臨巨大考驗。第三,煤制乙醇的市場潛力令人擔(dān)憂。乙醇最具潛力的市場是車用燃料,但中國成品油市場仍被“三桶油”壟斷,乙醇燃料推廣將非常艱難。第四,目前乙醇燃料廠家基本靠國家補貼才能生存,不少想搞煤制乙醇的企業(yè),在可研報告階段也是將國家補貼計入其營收的。但一方面,國家目前只是針對生物乙醇燃料給予補貼并實施封閉運行,煤制乙醇燃料將來是否仍能享受政府補貼存在變數(shù),另一方面,煤制乙醇即便能夠獲得補貼,力度也會越來越小,項目的盈利能力存在較大變數(shù)。第五,與甲醇相比,乙醇的下游空間很小。甲醇制烯烴、甲醇制芳烴、M100甲醇燃料等,一旦形成規(guī)模,將形成無比巨大的市場需求。乙醇則不然。如前所述,用于車用燃料阻力很大。若用來生產(chǎn)乙烯,從原子經(jīng)濟性看很不劃算。更為關(guān)鍵的是,乙炔法制乙烯工藝的優(yōu)勢將日益顯現(xiàn),乙醇制乙烯將很難與其競爭。
延長石油集團煤化工首席專家李大鵬堅決反對投資建設(shè)獨立煤制乙醇項目。他認(rèn)為,全球石油供應(yīng)寬松價格低位運行將成為常態(tài),國內(nèi)煉油企業(yè)已經(jīng)成本倒掛。比如延長石油集團每生產(chǎn)1噸成品油就會虧損1000多元。為擺脫困境,包括延長石油集團在內(nèi)的眾多煉化公司正規(guī)劃搞成品油制芳烴項目。在這種情況下,基于乙醇燃料良好的市場預(yù)期上馬煤制乙醇項目的想法顯然是不可取的。另外,全球一半石油鉆井分布在美國。借助水平分段壓裂等先進技術(shù),美國約三分之一的油井成本僅30美元/桶,大部分發(fā)頁巖油井的成本不超過50美元/桶。在這種情況下,只要國際油價超過50美元/桶,就會有更多油井復(fù)產(chǎn)。加之伊朗等國仍在增產(chǎn),歐佩克其他成員國及俄羅斯等主要產(chǎn)油國又不愿減產(chǎn),導(dǎo)致國際石油中長期供大于求。在這種情況下,并無明顯經(jīng)濟優(yōu)勢的乙醇燃料將很難獲得推廣應(yīng)用。更為重要的是,隨著新能源汽車規(guī)模的擴大,尤其新型大容量電池的產(chǎn)生,電動車將成為未來機動車的主載。屆時,連石油巨頭們都在為其成品油銷售發(fā)愁,又如何會接受乙醇燃料呢?
中石化集團經(jīng)濟技術(shù)研究院副總工程師安福、北京三聚環(huán)?萍加邢薰靖笨偨(jīng)理付興國等專家也表示:在原油價格持續(xù)低位運行的的情況下,煤制乙醇不管是經(jīng)濟效益還是能源利用效率都是很差的。有些人之所以看好乙醇燃料,主要是想從國家補貼政策中獲益。但事實上,自2015年1月1日起,國家已經(jīng)取消了變性燃料乙醇定點生產(chǎn)企業(yè)的增值稅先征后返政策,并恢復(fù)了以糧食為原料生產(chǎn)用于調(diào)配車用乙醇汽油的變性燃料乙醇5%的消費稅,表明政策層面對糧食乙醇扶持力度正在減弱。至于部分業(yè)內(nèi)人士寄予希望的乙醇生產(chǎn)乙烯路線,其經(jīng)濟性更差。因為生產(chǎn)乙烯的原料除了石腦油、甲醇和乙烷外,還有甲烷及乙炔,若用乙醇生產(chǎn)乙烯,面臨的競爭會更加激烈,前途未卜。
因地制宜最是上策
那么,相關(guān)科研單位是否應(yīng)繼續(xù)煤制乙醇技術(shù)研發(fā)?企業(yè)是否要上馬煤制乙醇項目?相關(guān)專家建議:技術(shù)研發(fā)不可荒廢,上項目應(yīng)因地制宜。
石油和化學(xué)工業(yè)規(guī)劃院院長助理李志堅在接受記者采訪時指出,煤制乙醇是新的煤化工路線,是市場化創(chuàng)新的產(chǎn)物,對其原子經(jīng)濟性不宜過早評論,更不該對其經(jīng)濟性、能效等過早點評甚至否定。
陜西煤業(yè)化工集團公司副總工程師張小軍分析認(rèn)為,一方面,煤制乙醇剛剛起步,各項技術(shù)路徑都有待進一步優(yōu)化和完善。另一方面,雖然相比甲醇,乙醇毒性小,作為車用燃料民眾容易接受,但能否獲得大面積推廣應(yīng)用存在諸多不確定性。在這種情況下,企業(yè)應(yīng)將目前比較可靠且成本相對較低的合成氣經(jīng)醇醋酸加氫制乙醇作為過渡性技術(shù)謹(jǐn)慎地采用,以此培養(yǎng)人才和市場。一旦合成氣一步法生產(chǎn)乙醇技術(shù)取得突破并工業(yè)化后,再迅速介入,搶占先機,實現(xiàn)企業(yè)近期與長遠利益最大化。
延長石油集團碳氫中心石化所副所長黃傳峰表示,對于煤制乙醇而言,最合理的路徑是合成氣一步法直接制乙醇。但由于該工藝需使用貴金屬作催化劑,成本高,加之單程轉(zhuǎn)化率低、乙醇收率低,從混合醇中分離乙醇的難度大、能耗高,短期內(nèi)很難有實質(zhì)性突破。目前比較靠譜的只有醋酸加氫和醋酸甲酯加氫生產(chǎn)乙醇兩種工藝路徑。前者屬羰基反應(yīng),后者屬羥基反應(yīng)。但這兩種技術(shù)路徑是否合理?工業(yè)化裝置的能耗水平、低油價下的經(jīng)濟性到底如何?尚需驗證。因此,可以繼續(xù)深入試驗、技術(shù)攻關(guān)與優(yōu)化,做好工業(yè)化技術(shù)儲備,但不宜盲目投資上項目。
陜煤化集團常務(wù)副總經(jīng)理尤西蒂認(rèn)為,雖然單獨投資建設(shè)煤制乙醇裝置存在較大風(fēng)險,但不宜就此否定煤制乙醇項目的前景。擁有煤基醋酸一體化裝置的企業(yè)如果通過技術(shù)改造獲得廉價的氫氣,再與自產(chǎn)的醋酸反應(yīng)生產(chǎn)乙醇,無疑具有良好的成本優(yōu)勢和較大的利潤空間。如果企業(yè)經(jīng)過努力,獲得了燃料乙醇生產(chǎn)資質(zhì),成為國家定點燃料乙醇生產(chǎn)企業(yè),將所產(chǎn)乙醇順利銷售給中石化和中石油,那么,企業(yè)不僅可以化解自身醋酸的銷售壓力、減少成本倒掛引發(fā)的酸酸板塊的虧損,還將從燃料乙醇及中國汽車工業(yè)的發(fā)展中受益,獲得較好回報。另外,那些擁有獨立煤制甲醇裝置的企業(yè)也可嘗試采用甲醇/合成氣羰基化加氫技術(shù)生產(chǎn)乙醇,由于充分利用了現(xiàn)有裝置,投資省、見效快,相信也會取得較好收益。
中國工程院院士金涌在接受記者采訪時表示,要繼續(xù)加大最有前景的合成氣一步法制乙醇技術(shù)的研究,爭取關(guān)鍵技術(shù)早日突破并實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。屆時,煤制乙醇將真正具有投資價值。在此之前,建議周邊醋酸供應(yīng)充足的電石、焦化企業(yè)可以利用自身電石爐尾氣或焦?fàn)t煤氣制得的氫氣,與外購醋酸結(jié)合,因地制宜、量力而行地建設(shè)相匹配的醋酸加氫制乙醇裝置,以實現(xiàn)資源綜合利用和企業(yè)效益的提升。
并不看好煤制乙醇路線的李大鵬給出了建議:相關(guān)企業(yè)與其將資金投入前景渺茫的煤制乙醇項目,還不如投資電力領(lǐng)域,以分享新能源汽車普及及電力需求持續(xù)增長帶來的商機。