近幾年，國內(nèi)醋酸產(chǎn)能過剩、成本持續(xù)倒掛。甲醇燃料則因相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)缺失、毒性以及對油路系統(tǒng)非金屬件的腐蝕等問題推廣受阻。這讓不少科研院所和投資者開始關(guān)注煤制乙醇。因為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)條件，發(fā)展煤制乙醇既能消耗大量醋酸，緩解醋酸產(chǎn)能過剩的矛盾，還能通過推廣乙醇汽油替代部分石油，減少國內(nèi)石油對外依存度和汽車尾氣排放。甚至有專家曾預(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。那么，煤制乙醇果真能夠成為第六條現(xiàn)代煤化工路徑嗎？
    技術(shù)突破 項目驟增
    4月28日，采用中科院大連化物所技術(shù)建設(shè)的江蘇索普（集團）有限公司3萬噸/年醋酸加氫制乙醇工業(yè)示范裝置一次投料成功,并實現(xiàn)平穩(wěn)運行。據(jù)大化所研究員丁云杰介紹，索普公司示范裝置運行結(jié)果顯示：在基本相同的物耗和能耗條件下，大化所開發(fā)的醋酸加氫制乙醇技術(shù)能夠生產(chǎn)純度99.6%以上的無水乙醇。這一指標(biāo)比美國塞拉尼斯公司醋酸加氫技術(shù)提高近5個百分點，表明大化所技術(shù)已經(jīng)處于國際領(lǐng)先水平。
    這是大化所時隔1個月時間向外公布的又一項先進的煤制乙醇技術(shù)。今年3月上旬，大化所副所長、中國工程院院士劉中民對外透露，采用大化所開發(fā)的煤經(jīng)合成氣制甲醇、甲醇制二甲醚、二甲醚羰基化反應(yīng)制乙酸甲酯、乙酸甲酯加氫生產(chǎn)無水乙醇技術(shù)的陜西延長石油集團10萬噸/年煤制乙醇工業(yè)化裝置，將于10月建成投產(chǎn)，采用該技術(shù)的20萬噸/年和30萬噸/年工藝包正在編制中。
    丁云杰透露，由于看好煤制乙醇發(fā)展前景，大化所同時開展了合成氣經(jīng)碳二含氧化合物加氫制乙醇、合成氣經(jīng)醋酸加氫制乙醇、烯烴/醋酸經(jīng)醋酸酯加氫制乙醇以及甲醇/合成氣羰基化加氫生產(chǎn)乙醇4條煤制乙醇技術(shù)工藝研究，并全部取得重大技術(shù)突破。其中，合成氣經(jīng)碳二含氧化合物加氫制乙醇技術(shù)即將于年內(nèi)完成千噸級工業(yè)中試；合成氣經(jīng)醋酸加氫制乙醇、烯烴/醋酸經(jīng)醋酸酯加氫制乙醇兩項技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)了工業(yè)化應(yīng)用；甲醇/合成氣羰基化加氫生產(chǎn)乙醇技術(shù)正在建設(shè)工業(yè)化示范裝置。
    而據(jù)筆者了解，國內(nèi)其他企業(yè)或科研院所的煤制乙醇技術(shù)研究同樣取得了突破性進展。
    2011年，上海戊正工程技術(shù)有限公司開發(fā)出醋酸酯催化加氫制乙醇技術(shù)，并建成60噸/年中試裝置，其醋酸酯的轉(zhuǎn)化率大于96%，乙醇的選擇性在98%以上；2012年7月17日，西南化工研究設(shè)計院自主開發(fā)的醋酸酯化加氫制乙醇技術(shù)通過了四川省科技廳組織的專家鑒定，結(jié)論是所開發(fā)的專用催化劑活性高、穩(wěn)定性好、選擇性高，轉(zhuǎn)化率高達97%，對乙醇的選擇性達到了98%以上；2012年8月上旬，采用江蘇丹化集團有限責(zé)任公司自主開發(fā)的醋酸酯加氫制乙醇技術(shù)建設(shè)的600噸/年中試裝置，穩(wěn)定運行1000小時，醋酸酯的轉(zhuǎn)化率穩(wěn)定在98%左右，乙醇選擇性達到99%，目前該公司已經(jīng)完成了10萬噸/年和20萬噸/年工藝包編制；2013年中期，上海浦景化工技術(shù)股份有限公司開發(fā)并建設(shè)的600噸/年合成氣經(jīng)醋酸加氫生產(chǎn)乙醇中試裝置通過考核驗收，2015年底完成了10萬噸/年和20萬噸/年工藝包編制；2015年1月，由中石化上海工程有限公司聯(lián)合北京化工研究院、四川維尼綸廠共同承擔(dān)的醋酸加氫制乙醇單管試驗研究及工藝包研究科技開發(fā)項目通過中石化科技部組織的專家審查，目前已經(jīng)完成10萬噸/年醋酸加氫制乙醇工藝包的開發(fā)和編制。
    伴隨著關(guān)鍵技術(shù)的突破和工藝路徑的豐富，國內(nèi)煤制乙醇項目建設(shè)悄然升溫，規(guī)劃項目不斷增加。
    2010年9月，河南煤業(yè)化工集團與中科院生物局、新西蘭朗澤公司簽署協(xié)議，計劃利用煤炭氣化生物發(fā)酵法生產(chǎn)乙醇燃料及其他化工產(chǎn)品；2011年1月，全球化工巨頭塞拉尼斯公司對外宣布，擬分別投資3億美元，在中國南京化工園區(qū)和珠海高欄港經(jīng)濟區(qū)各建一套40萬噸/年合成氣經(jīng)醋酸加氫制工業(yè)乙醇廠；2011年6月，塞拉尼斯公司又宣布，打算斥資1.8億美元，改進位于南京化工園區(qū)現(xiàn)有的煤化工一體化裝置，增加約20萬噸/年工業(yè)乙醇產(chǎn)能；2011年3月，寶鋼集團、新西蘭朗澤公司和中科院合作的300噸/年尾氣制乙醇示范工程在上海開工建設(shè)；2012年4月16日，采用西南化工研究院醋酸酯化加氫生產(chǎn)乙醇技術(shù)建設(shè)的20萬噸/年煤制乙醇工業(yè)化示范裝置在河南順達科技有限公司正式開建；2014年3月13日，遼寧葫蘆島市與富德控股集團、生命人壽保險股份有限公司和吉林康乃爾集團擬斥資640億元，一期建設(shè)360萬噸/年煤制燃料乙醇和甲醇儲備轉(zhuǎn)運基地等項目，二期建設(shè)120萬噸/年煤制對二甲苯或烯烴及相關(guān)下游產(chǎn)品生產(chǎn)項目；2015年1月，采用大化所合成氣經(jīng)甲醇—二甲醚—乙酸甲酯—加氫生產(chǎn)無水乙醇技術(shù)建設(shè)的延長石油集團10萬噸/年煤制乙醇工業(yè)化示范裝置開工建設(shè)；2015年5月，中宏環(huán)保新能源有限公司與內(nèi)蒙古烏海市政府簽訂投資合作協(xié)議，雙方擬投資103億元，建設(shè)100萬噸/年煤制工業(yè)乙醇、30萬噸/年環(huán)氧丙烷項目；2015年8月，概算投資16億元的唐山中溶科技有限公司30萬噸/年煤制乙醇項目開工建設(shè)，該項目建設(shè)10萬噸/年乙醇生產(chǎn)線，二期建設(shè)規(guī)模為20萬噸/年焦?fàn)t氣制乙醇；2015年4季度，北京首鋼朗澤新能源科技有限公司4.5萬噸/年工業(yè)煤氣制燃料乙醇項目正式啟動。
筆者粗略統(tǒng)計，截至2015年底，國內(nèi)規(guī)劃建設(shè)的煤基乙醇項目達15個，乙醇總規(guī)模達670萬噸/年。根據(jù)項目進度，預(yù)計2017年底前，國內(nèi)煤基乙醇產(chǎn)能將達100萬噸/年。
前景如何 各方激辯
樂觀派  
    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。
    前景不遜于MTO
    劉中民告訴筆者，乙醇是世界公認的優(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。中國煤炭資源相對豐富，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，具有較強的競爭力和廣闊發(fā)展前景。
    “煤制乙醇的前景，客觀地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。另外，乙醇是重要的有機溶劑，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。
    成本優(yōu)勢明顯
    “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。”丁云杰認為，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)成本約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、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)的醋酸加氫法乙醇完全成本僅3900～4000元/噸，比最先進的生物乙醇工藝低1000多元。
    銷售不成問題
    “乙醇的銷售更不成問題。”姜鐵斌表示，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)域每年200萬噸及其他領(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。若合成氣一步法制乙醇取得突破并實現(xiàn)工業(yè)化，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)乙烯就有顯著競爭力。
    謹慎派
    在中國石油和化學(xué)工業(yè)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。
    工業(yè)化時機不成熟
    祝昉表示，煤制乙醇目前工業(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大央企壟斷，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。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。
    面臨電動車競爭
    李大鵬認為，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宰。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？
    能源利用效率低
    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)保科技有限公司副總經(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。
    上馬項目 因地制宜
    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)醋酸加氫制乙醇作為過渡性技術(shù)謹慎地采用，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，再迅速介入，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)獲得了燃料乙醇生產(chǎn)資質(zhì)，將所產(chǎn)乙醇順利銷售給中石化和中石油，那么，企業(yè)將獲得較好回報。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、清華大學(xué)教授金涌指出，要繼續(xù)加大合成氣一步法制乙醇技術(shù)的研究，爭取早日突破并實現(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。
    李大鵬建議，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。