我國煤化工“十二五”低碳化發展戰略研究

熊志建，蔣云峰，鄧蜀平，侯相林，趙曉紅

（中國科學院 山西煤炭化學研究所，山西 太原 030001）

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我國煤化工“十二五”低碳化發展戰略研究

熊志建，蔣云峰，鄧蜀平，侯相林，趙曉紅

（中國科學院 山西煤炭化學研究所，山西 太原 030001）

我國煤化工產業歷史悠久。當前正值傳統煤化工產業向新型煤化工產業轉變的關鍵時期。利用SWOT分析工具對我國煤化工產業發展的優勢、劣勢以及機會與威脅進行分析，在此基礎上，研究我國“十二五”煤化工產業低碳化發展戰略路線圖。提出實施這一戰略的三大保障：技術、人才、機制。

我國煤化工“十一五”產業發展總體概況

我國煤化工產業最早萌芽于 20世 紀 40年代。新中國成立后，相繼建成了吉林、蘭州、太原三大煤化工基地。到了六七十年代，隨著各地建成一批以煤為原料的中小型氮肥廠，標志著我國以化肥工業為主的煤化工產業初步形成。70年代以后，由于我國石油化工的崛起而導致煤化工發展一度受到冷落。進入本世紀后，國際原油價格的不斷高漲和我國石油對外依存度的不斷提高，再次對我國的能源安全和石化產業的穩健發展造成了不利影響。伴隨著此輪國際油價的高位盤整，再加上我國富煤貧油少氣的能源態勢，自2002年以來，我國掀起新一輪煤化工產業發展與投資熱潮。

我國煤化工產業中既有傳統的焦炭、電石、化肥、甲醇項目，也有目前正在進行產業示范的煤制油、煤制烯烴、煤制二甲醚、煤制甲烷氣、煤制乙二醇等五類新型煤化工項目。可以說，當前正是我國煤化工產業由傳統煤化工產業向新型煤化工產業轉變的關鍵時期。

截止2009年末，我國主要煤化工產業主導產品的產能及產量如表1所示：

其中，1～4項為傳統煤化工產業，其數據截止2009年12月月末，來源于國家相關統計部門。5～ 9項為正在進行的新型煤化工項目，選取原則為已經獲得國家發展改革委員會核準的項目，其他各地規劃的項目暫未考慮。5-2項中煤制油（間接）的產能為3個示范廠的規模。分別為內蒙古伊泰集團16萬t/a、山西潞安集團16萬t /a以及神華集團18萬t /a。6項中神華包頭產能60萬t /a、 神華寧煤產能52萬t /a，大唐多倫產能46萬t /a。7項中煤制天然氣產能為16億Nm3、大唐阜新40億Nm3、大唐內蒙古克什克騰40億Nm3。新型煤化工項目除煤制二甲醚之外，多數處于產業示范或中試階段，故沒有計算開工率。化肥產能和產量統計口徑不一致，故也未計算開工率。

表1 我國煤化工產業主導產品產量、產能一覽表

從表1可以明顯看出，“十一五”期間，我國煤化工產業整體發展很快。特別是傳統煤化工產業的產能急劇增加。與之對應的是，國內的傳統煤化工產品呈明顯的供需兩旺。但是，自2008年下半年以來，受美國次貸危機、國際金融危機的影響，這些傳統煤化工產業的主導產品普遍出現了產能過剩、開工率不足、產品價格下滑幅度過大以及遭遇國外同類產品低價傾銷等困境。新型煤化工產業雖然規劃項目較多，但因受制于產業本身技術成熟度以及高投資強度等因素，目前還處在產業示范階段，尚無這方面的問題出現。但新型煤化工產業已經有過熱傾向的發展態勢。如何發展新型煤化工產業，應在綜合統籌考慮環境容量、原煤保障、水資源支撐、交通運輸承載、技術成熟、投資來源可靠、外部其他綜合配套條件良好以及碳捕獲與收集方面等因素后再行決策。“十二五”期間，我國煤化工產業的重心將會集中在發展新型煤化工產業方面。

我國煤化工“十二五”產業發展 S WOT分析

我國在發展煤化工產業方面具有以下幾個方面的優勢：

煤炭及伴生資源優勢

我國獨特的“富煤、貧油、少氣”的能源國情決定了我國在發展煤化工產業方面具有明顯的煤炭資源優勢。截至2007年年底，全國煤炭保有探明資源儲量為11800億t，其中基礎儲量3260億t。煤炭儲量主要分布在華北和西北地區，內蒙古、山西、新疆、陜西和貴州五省（區）保有探明資源儲量為9561億t，占全國總量的81%。此外，我國也有占世界總量第三位的煤層氣資源，可采資源量約10萬億m3，累計探明地質儲量1023億m3。全國95%的煤層氣資源分布在晉陜蒙、新疆、冀豫皖和云貴川渝等四個含氣區，其中晉陜蒙含氣區煤層氣資源量最大，占全國煤層氣總資源量的50%左右。山西煤層氣儲量占全國總儲量的1/3。良好的煤炭及伴生資源條件為我國發展煤化工產業奠定了堅實的基礎。

產業門類齊全

我國具有良好的煤化工產業基礎。經過多年的發展，已基本形成了焦化、化肥、甲醇、乙炔化工、合成材料、無機鹽、橡膠加工、精細化工等以傳統煤化工為主的煤化工產業體系。2009年，全國化工行業總產值3.93萬億元，同比增長9.7%。

新型煤化工技術研發與創新成效顯著

我國重點煤化工企業的重點產品在產量、技術和裝備方面處于國內領先地位，為我國煤化工產業的規模化發展提供了技術支撐與保障。考慮我國能源安全需求和煤炭、化工產業現狀，結合當前多變的國際能源形勢，我國在煤化工產業技術方面致力于探索以提高效率、節約能源、減少環境代價為特征的新型技術研發，從而為我國煤炭高效潔凈利用提供核心技術與解決方案。近年來，煤化工產業立足自身，不斷創新，在諸多關鍵單元技術方面均取得了重大突破，開發出一批處于世界領先水平的技術。典型技術如：清華大學的甲醇制丙烯（FMTP）的萬噸級工業化試驗取得成功；世界第一套20萬t/a煤制乙二醇工業裝置投產試車；世界第一套60萬t/a煤制烯烴（DMTO）已進入工程中交，預計今年下半年投產。這些具有自主知識產權的核心技術的研發與創新，將極大地推動我國煤化工產業向縱深、健康、可持續的方向發展。

產業呈區域集群化模式發展

依托相關的資源、區位和技術研發等優勢，我國煤化工產業正逐步形成區域性集中聯片發展的特色煤化工集群。目前，基本上形成了特色鮮明的黃河中下游、蒙東、黑東、蘇魯豫皖、中原、云貴和新疆七大主導煤化工產業區。區域煤化工產業集群的形成，有利于統一配置公用設施，集中處理“三廢”，推進資源的循環利用和清潔生產。全國的煤化工產業核心競爭能力明顯增強。

同樣，我國在發展煤化工產業方面也有以下幾個方面的先天不足：

水資源不足以及與煤炭資源時空不匹配

煤化工產業是耗水量很大的產業。表2為我國新型煤化工產業中幾種典型的煤化工產品的單位產品耗水量。表2中數據根據筆者多年工作積累，并參考相關內部資料編輯而成，僅作學術探討。按照國家相關產業發展的宏觀政策要求，大規模發展煤化工產業，用水總量至少在2000～3000萬m3左右。如此大的用水量極有可能打破項目所在地脆弱的水資源平衡，同時對當地的生態環境產生不可逆的傷害。我國是一個缺水嚴重的國家。雖然我國淡水資源總量為2 8000億m3，名列世界第4位。但是，我國的人均水資源量卻只有2300m3，是全球人均水資源最貧乏的國家之一。除了水資源的不足外，我國水資源還存在著十分嚴重的分布不均勻性。水資源分布的趨勢是東南多西北少，相差十分懸殊。而我國未來煤化工產業發展的重心卻主要集中在西北地區。這種煤炭資源與水資源先天不匹配的狀況勢必會對我國煤化工產業的發展產生一定程度的不利影響。

產業整體結構不合理

我國煤化工產業結構不盡合理，突出表現在傳統煤化工產業比例過高，而新型煤化工產業比例明顯偏低；同時，整個產業的產業鏈條延伸不夠充分，呈現初級產品多而后續精細化產品少等特點。我國煤化工產業整體國際化水平低，產業鏈短，產品附加值低，所生產的產品絕大多數都以國內市場為主的基礎原料型產品，缺乏國際市場需求的緊俏產品，產業外向度較低，抵御市場風險能力弱。一旦遭遇國際同類低價產品傾銷，應對能力明顯不足。

煤化工產業整體裝備水平偏低，不能滿足未來產業發展所需

多年來，我國煤化工產業整體生產規模小，產品生產成本高，行業競爭力弱。導致這一現象出現的重要原因就是產業總體裝備水平的落后。未來幾年，我國在繼續做好改造和提升傳統煤化工產業的同時，也要加快在新型煤化工產業領域的發展速度。我國較為低下的煤化工產業裝備水平將不能滿足產業所需。如何提高煤化工產業的裝備制造水平，將是未來我國發展煤化工產業不得不重點考慮的問題之一。

表2 我國新型煤化工產業主導產品單位產品耗水一覽表

生態環境保護壓力大，節能減排形勢嚴峻，產業實施低碳經濟戰略難度大

發展煤化工產業要求的環境容量和環境余量較高。我國煤化工產業中傳統煤化工產業比例較大，且各地發展水平不均衡，直接造成我國在發展煤化工產業中面臨的生態建設和環境保護的壓力明顯增大。個別區域甚至被國家環保部處以區域限批的嚴厲處罰。

由于整個產業整體采用先進技術的比例不高，而且新型煤化工產業比重明顯偏低，產業原料消耗水平較高，產業整體碳排放水平也非常高，這些直接造成我國煤化工產業面臨的節能減排壓力較大。同時，也在一定程度上間接的導致我國發展低碳經濟的難度較大。

以上主要是從我國煤化工產業發展的自身角度而言。如果從其面臨的外部發展環境來看，“十二五”期間我國煤化工產業仍舊是機會與風險并存。

我國“十二五”期間煤化工產業主要發展機會

如前所述，“十二五”期間我國煤化工產業發展的重點主要集中在新型煤化工產業方面。發展新型煤化工產業，可以有效地實現煤炭資源的綜合化利用，充分發揮我國煤炭資源豐富的優勢，實現非石油、天然氣路線替代傳統石油、天然氣產品，從而有力保障我國能源供應安全。因此，新型煤化工產業的市場前景將非常廣闊。

五大新型煤化工項目中，煤制油、煤制烯烴項目的順利實施可以很好地發揮非石油路線替代石油及生產相關產品的獨特作用；煤制乙二醇項目則可以很好地解決我國長期以來大量進口國際乙二醇，在產品價格和供應保障受制于人的不利局面；煤制天然氣項目的推進既可以作為我國天然氣日益增長需求的有益補充氣源，又可以為我國煤炭資源富集而交通運輸不便的地區提供一條切實可行的煤轉化之路。當然，新型煤化工項目能否真正有所建樹，關鍵在于技術的成熟與否以及相應產品的成本是否具有較強的競爭力。

我國“十二五”期間煤化工產業主要風險：

盡管存在著廣闊的發展前景，我國“十二五”期間煤化工產業仍不可避免的面臨著一些風險。例如，國家宏觀產業政策調整而帶來的政策風險，國務院在 2009年9月份以國發（2009）38號文的形式批轉了國家發展改革員會委等十個部門聯合起草的《關于抑制部分行業產能過剩和重復建設引導產業健康發展若干意見的通知》，在這份文件中，再次明確重申了五大類新型煤化工產業“今后三年原則上不再安排新的新型煤化工試點項目”。

因國際油價波動、國內市場煤價上漲等帶來的項目的經濟性風險。以煤制油項目為例，據測算，對于煤制油項目而言，當煤價在150元/t時，國際油價處于25～28美元/桶時，可以實現盈利；當煤價在300元/t時，國際油價處于50美元/桶左右時，可以實現盈利；當煤價在400元/t時，國際油價處于60美元/桶左右時，可以實現盈利。一旦國內煤價價格保持整體上漲高位運行，而國際油價又相對保持低位，則此類項目的經濟性處于不可接受的財務水平。

其他的風險。這些項目的技術成熟化程度能否滿足產業需求的風險；大規模發展新型煤化工產業可能引發的資源、環境與生態風險等。

我國“十二五”期間煤化工產業發展的SWOT分析

煤炭及伴生資源的優勢：產業門類齊全；新型煤化工技術研發與創新成效顯著；產業呈區域集群化模式發展；水資源不足以及與煤炭資源時空不匹配；產業整體結構不合理。煤炭及伴生資源的劣勢：煤化工產業整體裝備水平偏低，不能滿足未來產業發展所需；生態環境保護壓力大，節能減排形勢嚴峻；產業實施低碳經濟戰略難度大。

煤炭及伴生資源的機會：可以有效實現煤炭資源的綜合化利用；充分發揮我國煤炭資源豐富的優勢，實現非石油、天然氣路線替代傳統石油、天然氣產品；保障我國能源供應安全；新型煤化工產業的市場前景將非常廣闊。煤炭及伴生資源的風險：國家宏觀產業政策調整而帶來的政策風險；因國際油價波動、國內市場煤價上漲等帶來的項目的經濟性風險；項目的技術成熟化程度能否滿足產業需求的風險；大規模發展新型煤化工產業可能引發的資源、環境與生態風險等。

我國煤化工“十二五”產業低碳化發展戰略

我國煤化工產業在“十二五”期間實施低碳化發展的可能性

根據前面分析，統籌考慮我國煤化工產業在“十二五”期間發展戰略安排，結合當前國際應對氣候變化形勢，我國在發展新型煤化工產業必須堅持走低碳經濟的發展道路。低碳經濟是以低能耗、低污染、低排放為基礎的一種新型的經濟模式，其實質是不斷提高能源利用效率，核心是能源技術和減排技術的創新、產業結構和發展制度的創新、生活方式和發展價值觀念的創新。新型煤化工產業因為采取了先進的氣化技術及CO2脫除技術，所產生的CO2不僅純度高，而且CO2集中，捕獲成本低，這為后續的CO2利用提供了經濟上的可能性。進而可以實現整個產業的低碳化發展。

圖1 我國煤化工產業 “十二五”期間低碳化發展戰略路線圖

我國煤化工產業 “十二五”期間低碳化發展戰略路線圖

根據我國煤炭資源國情，同時考慮國家對煤化工產業發展用煤的煤種的相關規定（GBT23251-2009煤化工用煤技術導則），研究提出低碳化發展戰略路線圖見圖1 。

技術保障：加強煤化工產業關鍵單元技術及系統集成技術創新，從技術層面上保障產業低碳化戰略的實施與運營。考慮我國煤化工用煤煤種和煤質較差的特點，考慮大量劣質煤及低階煤的大規模化利用問題，近期需要解決的主要單元技術有大規模高效清潔劣質煤流化床氣化技術、低階煤加氫（定向）熱解及提質加工技術、IGCC及超超臨界發電技術、燃料及化學品高效合成（煤制油、煤制烯烴、煤制天然氣等）技術以及焦爐煤氣、煤層氣、合成氣轉化合成人工天然氣的四氣合一技術等。中遠期則要從系統集成的整體上完成多聯產技術、系統高效節能技術、 CO2捕集、封存以及高效利用的CCSU技術以及系統的整體污染物防治及控制技術等。充分利用煤炭資源的組成與結構特征，建立高效率、低消耗、低排放并實現高價值轉化的煤炭綜合利用技術路線。

人才保障：要注重引進國內外煤炭清潔高效低碳轉化利用領域的優秀人才。同時，也要注重現有人才的穩定和提升。特別是對青年人才的培養。在人才培養的過程中不斷加強研發團隊的建設。逐步建立起我國煤炭清潔高效低碳化利用領域的技術人才支撐體系，真正為這一戰略實施提供堅實的人才保障。

機制保障：考慮發揮政府在煤化工產業低碳化發展戰略的宏觀引導，以戰略涉及的具體技術或項目為依托，圍繞國家煤化工產業的“十二五”發展規劃，聯合國內多家大型企業、金融機構、風險投資公司、工程公司、裝備制造企業、高等院校以及科研院所，組建新的可以引領和示范我國煤化工產業低碳化戰略聯盟，通過如此資源整合，達到強強聯手，強弱互補，從而為戰略的順利實施提供堅實的基礎和后盾支持。

熊志建 (1979-),男 ,副研究員 ,碩士。主要從事煤化工、能源領域方面的戰略研究及工程咨詢工作,現為注冊咨詢工程師(投資)、全國投資建設項目管理師、注冊安全工程師。電話：(0351)4065237-802,13934620174。