9月13日,習近平總書記在榆林考察國家能源集團榆林化工有限公司時深刻指出,煤炭是我國的主體能源,要按照綠色低碳的發(fā)展方向,對標實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標任務,立足國情、控制總量、兜住底線,有序減量替代,推進煤炭消費轉(zhuǎn)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,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。習近平總書記的講話高屋建瓴、內(nèi)涵豐富,站在國家能源安全和現(xiàn)代化建設的高度,深刻揭示了我國煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)律,指出了我國煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向,對指導我國煤化工產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展具有深遠意義。
保障國家能源安全 必須發(fā)揮煤炭的主體能源作用
富煤缺油少氣是我國能源資源稟賦的突出特點,目前煤炭占一次能源消費的比例在57%左右,而石油和天然氣對外依存度則分別達到了73%和43%。
在我國,油氣除用于燃料外,還用作化工原料生產(chǎn)基礎(chǔ)化工產(chǎn)品。2020年我國原油加工量6.7億噸,其中成品油產(chǎn)量3.3億噸,超過40%的原油用于生產(chǎn)石化化工產(chǎn)品。
近年來我國煤化工技術(shù)實現(xiàn)重大突破,現(xiàn)代煤化工示范項目取得重大進展,煤炭能夠替代原油生產(chǎn)成品油、天然氣以及“三烯”“三苯”等化工原料,可實現(xiàn)煤炭經(jīng)深加工對原油的替代,成為世界化工原料多元化進程中的重要組成部分。
發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)已成為發(fā)揮我國能源資源稟賦特點,推進煤炭消費轉(zhuǎn)型升級,保障國家能源資源安全,支撐國家現(xiàn)代化的重要途徑和手段。
科技創(chuàng)新和綠色低碳成為煤化工產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展兩大動力
“十三五”以來,我國煤化工產(chǎn)業(yè)積極應對全球油價大幅波動、經(jīng)濟增速放緩、新冠肺炎疫情沖擊等不利影響,主動參與應對全球氣候變化、實現(xiàn)“雙碳”目標的統(tǒng)一行動,在科技創(chuàng)新、低碳環(huán)保、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型等方面均取得了長足進步。特別是以煤制油、煤制天然氣、煤制烯烴、煤制乙二醇為主的現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)達到世界領(lǐng)先水平,產(chǎn)業(yè)化示范取得了重要階段性成果。
一是技術(shù)創(chuàng)新實現(xiàn)多點突破,取得一批世界級科技成果。
在煤氣化領(lǐng)域,多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)、航天粉煤加壓氣化技術(shù)等先進煤氣化技術(shù)進入大型化、長周期運行階段。在煤制油領(lǐng)域,開發(fā)了超清潔汽、柴油以及軍用柴油、高密度航空煤油、火箭煤油等特種油品先進制造技術(shù),開展了煤直接液化油品的戰(zhàn)機試飛和火箭發(fā)動機試驗;研制出煤瀝青制備中間相瀝青以及中間相瀝青連續(xù)聚合技術(shù),建成首套百噸級中間相瀝青連續(xù)聚合裝置;高溫流化床費托合成關(guān)鍵技術(shù)完成了10萬噸/年中試。在煤制天然氣領(lǐng)域,煤制天然氣甲烷化技術(shù)具備了工業(yè)化條件。在煤制烯烴、芳烴領(lǐng)域,新一代甲醇制烯烴技術(shù)在甲醇轉(zhuǎn)化率、乙烯丙烯選擇性、噸烯烴甲醇單耗等方面優(yōu)勢明顯,合成氣直接制低碳烯烴技術(shù)是具有里程碑意義的創(chuàng)新突破。此外,低階煤分級分質(zhì)利用技術(shù)創(chuàng)新也取得積極進展,為有效推動煤炭分質(zhì)清潔高效利用提供了重要支撐。
二是綠色低碳發(fā)展成為共識,節(jié)能減排水平顯著提升。
煤化工企業(yè)普遍認識到綠色低碳是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的生命線,主動采用新的節(jié)能減排技術(shù),加強企業(yè)用能和排放管理,煤化工產(chǎn)品的單位能耗和污染物排放強度顯著下降。正在運行的百萬噸級煤間接液化項目單位產(chǎn)品綜合能耗、煤耗和水耗分別下降到約2噸標煤/噸、3.5噸標煤/噸和5.7噸標煤/噸;煤制天然氣項目能源轉(zhuǎn)化效率在55%左右,單位產(chǎn)品煤耗1.84噸標煤/千標準立方米、水耗5.77噸/千標準立方米,產(chǎn)品質(zhì)量、消耗指標均接近或優(yōu)于國家控制指標;煤制烯烴項目噸乙烯和丙烯綜合能耗降至2.4噸標煤以下,甲醇單耗降至2.8噸左右;煤制乙二醇裝置噸蒸汽耗可達到6噸以下。與燃燒發(fā)電相比,煤化工排放的二氧化碳濃度高、易回收、成本低,其中70%可實現(xiàn)回收,用于碳捕集、利用與封存(CCUS)以及其他工業(yè)領(lǐng)域。
三是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化,產(chǎn)業(yè)集中度大幅提升。
“十三五”以來,我國煤化工在優(yōu)化布局上培育了寧東能源化工基地、鄂爾多斯能源化工基地、榆林國家級能源化工基地等多個現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)集聚區(qū),重點發(fā)展煤制油、煤制氣、煤制甲醇、煤制烯烴、煤制乙二醇等煤化工及下游精細化工產(chǎn)業(yè),基本形成品類齊全的現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)集群。2020年,我國煤制油、煤制天然氣、煤(甲醇)制烯烴、煤制乙二醇年產(chǎn)能分別達到823萬噸、51.05億立方米、1672萬噸、597萬噸。其中,煤(甲醇)制烯烴產(chǎn)能占全國聚烯烴產(chǎn)能的31.8%,煤制乙二醇產(chǎn)能占全國乙二醇總產(chǎn)能36.9%。煤制化學品已成為我國石油化工產(chǎn)業(yè)的重要組成部分,為我國石化原料多元化發(fā)展提供了重要支撐。
提高煤炭資源的綜合利用效能 必須要加快關(guān)鍵核心技術(shù)的持續(xù)突破
當前,世界正處于百年未有之大變局中,國際環(huán)境更趨復雜嚴峻,全球疫情持續(xù)演變,不穩(wěn)定性不確定性明顯增強,影響能源安全的因素更多、國際競爭更加激烈,生態(tài)環(huán)保特別是碳達峰、碳中和對煤炭產(chǎn)業(yè)的約束越來越緊,要求越來越高。我國已建和在建煤化工項目主要集中在中西部煤炭資源豐富的地區(qū),這對于減少煤炭物流成本、緩解運煤通道壓力、拉動當?shù)亟?jīng)濟增長和轉(zhuǎn)型升級等方面具有顯著效果,但是這些地區(qū)普遍面臨遠離產(chǎn)品終端市場、水資源短缺、環(huán)境資源承載力不足、缺乏納污水體等問題。同時,受能耗“雙控”目標限制,目前現(xiàn)代煤化工項目難以獲得相應的增量指標。
產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理,基礎(chǔ)產(chǎn)品占比過高,同質(zhì)化現(xiàn)象嚴重,是長期制約煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要問題之一。煤制油品產(chǎn)品類型基本一致,同質(zhì)化產(chǎn)品供應激增,加劇了煤制油項目的生存壓力。煤制烯烴產(chǎn)品以中低端為主,乙烯丙烯產(chǎn)品集中在一些少數(shù)通用料或中低端專用料牌號上,高端專用料牌號基本空白。煤制乙二醇的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一,已建成的項目通常以乙二醇為絕對主產(chǎn)品,下游用于聚酯的高端應用比例還不高。如果現(xiàn)代煤化工項目不從高端化、差異化上解決同質(zhì)化問題,勢必會造成產(chǎn)能過剩、無序競爭的被動局面。
造成煤化工發(fā)展面臨的這些問題,主要原因在于科技創(chuàng)新仍未跟上產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要。許多關(guān)鍵工藝技術(shù)尚未取得突破,煤化工產(chǎn)業(yè)鏈過短,高端產(chǎn)品比率較低,是當前煤化工發(fā)展的一個突出矛盾。雖然目前煤化工新技術(shù)研發(fā)活躍,但是大多處于實驗室或中試階段,仍需進行工業(yè)化示范驗證。特別是亟待開發(fā)二氧化碳資源化利用技術(shù),減少溫室氣體排放對環(huán)境影響。強化煤化工科技創(chuàng)新,突破制約綠色低碳發(fā)展的關(guān)鍵核心技術(shù),提高煤炭資源的綜合利用效能,推進產(chǎn)品的高端化多元化低碳化,是“十四五”時期煤化工產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的當務之急。
努力開創(chuàng)煤化工產(chǎn)業(yè) 高端化多元化低碳化發(fā)展的新局面
“十四五”時期是我國石油和化學工業(yè)由大向強跨越的關(guān)鍵時期,煤化工行業(yè)要認真學習貫徹習近平總書記的指示精神,緊緊圍繞提高煤炭綜合利用效能,優(yōu)化布局,延鏈補鏈強鏈,走出一條依靠科技進步和管理提升的高端化多元化低碳化發(fā)展的新路子。
一是控制總量,優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局。
區(qū)分煤化工用的原料煤與供電、熱用的燃料煤,加強統(tǒng)計分析,摸清家底,在嚴控燃料煤消費量的前提下,合理制定煤化工原料煤的控煤方案,避免各地限煤“一刀切”運動式做法,既要確保大氣質(zhì)量的改善,也要避免對企業(yè)造成“誤傷”。統(tǒng)籌考慮資源條件、環(huán)境容量、生態(tài)安全、交通運輸、產(chǎn)品市場等因素,科學合理布局示范項目。根據(jù)資源承載能力和環(huán)境容量安排發(fā)展速度,按照能源保障、運輸和加工能力安排資源開發(fā)規(guī)模和產(chǎn)業(yè)布局,推進大型化、園區(qū)化、基地化的可持續(xù)發(fā)展模式。
二是優(yōu)化結(jié)構(gòu),促進高端多元化發(fā)展。
已建成的示范項目要實現(xiàn)“安穩(wěn)長滿優(yōu)”運行,重點圍繞生產(chǎn)高端、差異化、高附加值產(chǎn)品,提高能效、降低資源單耗,降低污染排放,加強節(jié)水和環(huán)保技術(shù)開發(fā)、裝備自主化等開展升級示范。重點發(fā)展煤制超清潔油品和特種油品,同時加快下游化工產(chǎn)品向精細化、高附加值方向發(fā)展,特別是加快煤基特種燃料和煤基生物可降解材料的發(fā)展。繼續(xù)開展甲烷化技術(shù)及催化劑開發(fā),推進10億立方米/年工業(yè)化示范。開發(fā)差異化、高端化聚烯烴牌號,加強對碳四資源綜合利用。不斷提升乙二醇產(chǎn)品質(zhì)量,降低資源消耗,聯(lián)產(chǎn)高附加值產(chǎn)品。穩(wěn)步推進煤制芳烴工業(yè)化示范。
三是延鏈耦合,推進綠色低碳發(fā)展。
要努力打破目前各行業(yè)按技術(shù)和工藝相互隔離的發(fā)展模式,積極探索以資源綜合利用為紐帶的不同行業(yè)耦合發(fā)展的新模式,共生共聯(lián),協(xié)同發(fā)展。要采取多聯(lián)產(chǎn)方式,實現(xiàn)煤電化上下游一體化建設和運營,大力推動現(xiàn)代煤化工與石油化工、化纖、鹽化工、冶金、電力、建材等產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展,延伸產(chǎn)業(yè)鏈,壯大產(chǎn)業(yè)集群,助力煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化。研發(fā)合成反應熱高效利用、低位能有效利用、密閉式循環(huán)冷卻、高含鹽濃縮水處置、多種廢氣污染物處置等節(jié)能節(jié)水和環(huán)保技術(shù)。對缺少納污水體或納污水體不能接受廢水排放的,嚴格落實水功能區(qū)域限制納污紅線管理的要求,做到工藝廢水全部回收利用;對有納污水體條件的,嚴格執(zhí)行污水達標排放標準。組織攻克大規(guī)模、低能耗二氧化碳分離與捕集技術(shù),安全高效二氧化碳輸送工程技術(shù),低能耗、低成本、大規(guī)模二氧化碳利用技術(shù),安全可靠的二氧化碳封存技術(shù),積極開展以二氧化碳為原料制高附加值及大宗化學品研究,減少溫室氣體排放對環(huán)境影響。
四是創(chuàng)新引領(lǐng),提升可持續(xù)發(fā)展能力。
開展產(chǎn)學研用協(xié)同攻關(guān),進一步開發(fā)大型先進煤氣化技術(shù);開發(fā)合成氣一步法制烯烴、制低碳醇醚、制對二甲苯,甲醇一步法制備對二甲苯,合成氣直接制高碳醇,煤直接提取高附加值醫(yī)藥中間體和精細化學品等短流程技術(shù);開發(fā)煤制超清潔油品和特種油品,同時加快向下游化工產(chǎn)品延伸生產(chǎn)特種化學品;研發(fā)差異化、高端化聚烯烴牌號,加強對碳四資源綜合利用;不斷提升乙二醇產(chǎn)品質(zhì)量,降低資源消耗,聯(lián)產(chǎn)高附加值產(chǎn)品;攻克粉煤熱解、氣液固分離工程難題,形成百萬噸級低階煤大型熱解多聯(lián)產(chǎn)清潔高效分級分質(zhì)利用關(guān)鍵技術(shù),用技術(shù)創(chuàng)新開創(chuàng)煤化工產(chǎn)業(yè)潛力巨大、大有前途的新未來。