我國煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及面臨問題

和 魯

（新疆化工設(shè)計研究院有限責(zé)任公司，新疆烏魯木齊 830006）

我國煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及面臨問題

和 魯

（新疆化工設(shè)計研究院有限責(zé)任公司，新疆烏魯木齊 830006）

在大量文獻(xiàn)資料調(diào)研基礎(chǔ)上，從我國煤化工發(fā)展重要性、產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及目前產(chǎn)業(yè)發(fā)展遇到的問題進(jìn)行了綜述，對煤化工發(fā)展趨勢給出了幾點建議。從我國資源結(jié)構(gòu)、能源安全、技術(shù)成熟度、環(huán)境保護(hù)、水資源及碳排放等方面分析，期望探索出一條中國煤化工可持續(xù)發(fā)展的道路。

煤化工，發(fā)展現(xiàn)狀，面臨問題，建議

0 引 言

根據(jù)《全國煤炭資源潛力評價》及《2011年礦產(chǎn)資源通報》，截止到2011年底，我國探獲煤炭資源量2萬億t，已查明煤炭資源儲量約14800億t，其中焦煤約3 000億t。從煤炭資源分布來看，中部、西部和東部分別為75%、13%及12%。煤炭與水呈逆向分布，煤炭資源豐富的西部及北部水資源嚴(yán)重短缺，制約著我國煤化工產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。而且，我國近90%煤炭資源地生態(tài)環(huán)境惡劣，環(huán)境容量有限，過度開發(fā)煤炭資源必將導(dǎo)致其生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重。

我國煤種齊全，以褐煤和低質(zhì)煙煤為主，缺乏焦煤及無煙煤。從煤炭特征來看，低灰及中灰煤占65%，中高級高灰占1.8%；高熱值煤占91.8%，低熱值及中低熱值煤約占2.3%；低硫煤、中硫煤、中高硫煤及特高硫煤比例約為56.07%、32.96%、8.77%及3.2%。從使用功能來說，高揮發(fā)分、低灰分、高含氫的煤適合煤制油，例如內(nèi)蒙古勝利褐煤，山東兗州氣煤；低水分、低灰、低硫、灰熔點高的煤適合煤制天然氣，例如新疆長焰煤、不粘煤、弱粘煤，內(nèi)蒙古褐煤；高揮發(fā)分、低水分、低灰、低硫、灰熔點高、熱穩(wěn)定性能好的煤適合煤制甲醇和烯烴，例如新疆長焰煤、不粘煤、弱粘煤，內(nèi)蒙古、云南褐煤，陜西低階煤。選擇合適煤種，建設(shè)高效現(xiàn)代煤化工裝置這也是我們一直需要解決的問題。

“十二五”期間，我國現(xiàn)代煤化工技術(shù)發(fā)展迅猛、大量煤化工項目上馬，在帶動地方經(jīng)濟同時，也出現(xiàn)了一系列資源、環(huán)境及氣候等問題。本文，通過對我國第十二個五年發(fā)展期間煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r調(diào)研，從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、戰(zhàn)略發(fā)展、資源綜合利用及環(huán)境保護(hù)等方面，指出了制約其發(fā)展因素，并提出了幾點建議。

1 中國煤化工發(fā)展的重要性

經(jīng)過70多年的發(fā)展，我國煤化工已形成以煤焦化、電石、煤制甲醇及合成氨為主的傳統(tǒng)煤化工，以煤制天然氣、煤制油、煤制乙二醇、煤制烯烴及煤制芳烴為主的現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)。

傳統(tǒng)煤化工是我國煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，對我國建設(shè)發(fā)展舉足輕重，產(chǎn)能居世界第一。焦炭是冶金工業(yè)重要原料，電石75%以上用來生產(chǎn)PVC，甲醇是重要的基礎(chǔ)有機原料，合成氨直接關(guān)系到我國農(nóng)業(yè)發(fā)展。

現(xiàn)代煤化工是我國煤化工產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略升級重點，以石油代替產(chǎn)品為主要發(fā)展方向。“十二五”期間，發(fā)展起來了一批以煤制油、煤制天然氣、煤制烯烴等為代表的現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)。據(jù)預(yù)測，2020年，我國石油對外依存度將達(dá)到70%，2030年將超過75%。中國富煤少油的現(xiàn)實，奠定了現(xiàn)代煤化工迅猛發(fā)展的基礎(chǔ)。隨著我國經(jīng)濟快速發(fā)展，石油及天然氣供需矛盾日益突出，且過渡依賴進(jìn)口，必將影響我國經(jīng)濟發(fā)展安全危機，煤化工在國民經(jīng)濟地位將進(jìn)一步加強。從戰(zhàn)略能源安全考慮，煤制油及煤制天然氣有其發(fā)展的現(xiàn)實需求，為國家提供可靠的戰(zhàn)略保障。

2 中國煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 煤炭液化

2008年，內(nèi)蒙古鄂爾多斯建成世界上首套百萬噸級煤液化工業(yè)裝置，該項目經(jīng)多次整改，2011年達(dá)到85%的設(shè)計負(fù)荷。“十一五”期間，我國分別建成了神華集團(tuán)2套、伊泰集團(tuán)1套及潞安集團(tuán)1套煤液化示范裝置。“十二五”期間，大型煤化工示范項目有序推進(jìn)，潞安集團(tuán)540萬t／a煤間接液化項目已獲得路條，正在進(jìn)行前期工作；神華寧煤400萬t／a煤制油項目及兗礦集團(tuán)100萬t／a煤制油項目已通過總體設(shè)計審查；伊泰集團(tuán)及貴州渝富也正在進(jìn)行煤制油項目申報工作。目前，已建成158萬t／a規(guī)模，在建及擬建規(guī)模共計1840萬t／a。

2.2 煤制天然氣

“十一五”期間，我國開工建設(shè)了大唐克旗40億m3（標(biāo)）／a（一期20億m3（標(biāo)）／a）、大唐集團(tuán)40億m3（標(biāo)）／a、匯能集團(tuán)16億m3（標(biāo)）／a及慶華集團(tuán)55億m3（標(biāo)）／a共計4個煤制天然氣項目。“十二五”期間，我國在新疆、內(nèi)蒙古等地布局了總規(guī)模約400億m3（標(biāo)）／a的煤制天然氣項目。

煤制天然氣項目具有一定優(yōu)越性，與煤液化、煤制烯烴相比能源轉(zhuǎn)化率最高，水耗最低，單位能源投資最低，工業(yè)化程度最高。但是，我國甲烷化技術(shù)與國際水平還有一定差距，需要盡快國產(chǎn)甲烷化技術(shù)及其催化劑。而且，煤制天然氣產(chǎn)業(yè)還存在天然氣調(diào)峰難、管線投資大等問題。

2.3 煤制烯烴

烯烴是我國經(jīng)濟發(fā)展最重要基礎(chǔ)原料之一，具有重要戰(zhàn)略地位。我國乙烯、丙烯的對外依存度分別為40%和35.2%，煤制烯烴是可以彌補我國烯烴缺口的重要手段之一。“十一五”期間，我國煤制烯烴技術(shù)得到了重大突破，成功建設(shè)三套大型工業(yè)化裝置。

目前，已投產(chǎn)的煤制烯烴規(guī)模約236萬t／a，在建及前期規(guī)模達(dá)877萬t／a，所采用技術(shù)基本上都來自國內(nèi)自主知識產(chǎn)權(quán)的大連物化所、洛陽石化或中國石化。但是，煤制烯烴資源消耗及污染物排放高，需要重視節(jié)能減排技術(shù)開發(fā)，提高其能源轉(zhuǎn)化率。

2.4 煤制乙二醇

近年來，國內(nèi)研發(fā)出了多項乙二醇生產(chǎn)技術(shù)，主要有中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所、大連理工、華東理工技術(shù)、中石化技術(shù)及五環(huán)科技等技術(shù)，不同技術(shù)也取得了階段性成果。2009年，我國建成了首套煤制乙二醇示范項目，即通遼金煤項目，經(jīng)技術(shù)改造后，2012年產(chǎn)品達(dá)到國際先進(jìn)水平，優(yōu)等品產(chǎn)出穩(wěn)定在90%以上。永金化工利用以上技術(shù)，建成投產(chǎn)了5套20萬t／a煤制乙二醇裝置。2012年，我國多個煤制乙二醇工業(yè)化和中試裝置取得成功，但是國產(chǎn)加氫催化劑還需要長周期穩(wěn)定運行來檢驗。“十二五”期間，我國擬建及在建煤制乙二醇項目超過20個，總產(chǎn)能超過500萬t／a。煤制乙二醇已成為我國煤化工發(fā)展新生軍，但是相對石油伴生氣及化工尾氣制乙二醇而言，并沒有經(jīng)濟優(yōu)勢。

2.5 煤制合成氨

目前我國合成氨企業(yè)約360家，總產(chǎn)能達(dá)6 800萬t／a，實際產(chǎn)量約5000t／a，產(chǎn)能及技術(shù)水平居世界首位。鑒于我國以煤為主能源結(jié)構(gòu)和天然氣價格不斷上漲，目前80%以上合成氨企業(yè)采用煤為原料，比重還在不斷增加，最終將會被全部代替。從煤制尿素成本構(gòu)成看，固定成本占30%，原料煤及動力煤成本占70%。在產(chǎn)能過剩的前提下，煤制合成氨的發(fā)展關(guān)鍵在于節(jié)能降耗新技術(shù)的研究。

2.6 煤制甲醇

10a來，我國甲醇行業(yè)發(fā)展迅速，產(chǎn)能已從2004年的700萬t／a擴張到2014年的5 700萬t／a，實際產(chǎn)能利用率不到60%，產(chǎn)能相對過剩。甲醇原料結(jié)構(gòu)中，煤炭、天然氣、焦?fàn)t氣分別為66%、19%、15%。天然氣甲醇總規(guī)模約1 000萬t／a，經(jīng)濟效益較差，實際上已經(jīng)閑置，屬于無效產(chǎn)能。扣除無效產(chǎn)能，實際產(chǎn)能利用率約80%，屬于較高水平。預(yù)計，今后甲醇市場重點應(yīng)該是烯烴及甲醇燃料，但是甲醇汽油的經(jīng)濟性、安全性還需要進(jìn)一步考證。

3 中國煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的問題

3.1 投資過熱，產(chǎn)能趨于過剩

“十一五”期間，我國現(xiàn)代煤化工示范工程的建設(shè)，基本奠定了其關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)。示范項目的成功，刺激了現(xiàn)代煤化工投資的熱情，同時部分企業(yè)以建設(shè)煤化工項目為由，圈占煤炭資源，使“十二五”期間煤化工產(chǎn)業(yè)得到了高度關(guān)注及發(fā)展。“十二五”期間，已上報國家發(fā)改委擬爭取煤制烯烴項目11項，總規(guī)模760萬t／a；煤制天然氣項目8項，總規(guī)模602億m3／a；煤制油4項，總規(guī)模980萬t／a。

投資過熱，企業(yè)盲目布局，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)已不合理，大多數(shù)大型煤化工項目布局在煤炭調(diào)入?yún)^(qū)的中東部，與我國就地加工轉(zhuǎn)化的產(chǎn)業(yè)政策相悖，同時也帶來了成本增加，能耗提高。而且，短期內(nèi)，我國現(xiàn)代煤化工已呈現(xiàn)產(chǎn)能過剩風(fēng)險，由于其投資巨大，受到市場波動、技術(shù)不成熟或者原油價格走低，都會導(dǎo)致巨大的投資風(fēng)險。

3.2 技術(shù)可靠性待考證，資源利用率低

現(xiàn)代煤化工關(guān)鍵技術(shù)的可靠性及經(jīng)濟性還有待考證，大多數(shù)關(guān)鍵技術(shù)還處于首次大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用，還存在一定風(fēng)險。示范工程在經(jīng)濟、技術(shù)上還需要進(jìn)一步優(yōu)化，需要長周期穩(wěn)定運行來加以考驗。目前，建成或者在建的項目，整體技術(shù)的裝備水平較低，部分關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)備均依靠進(jìn)口，國產(chǎn)技術(shù)還需要進(jìn)一步加強研發(fā)。

“十二五”期間，我國煤制天然氣能源轉(zhuǎn)化率要求大于60%，煤間接液化大于47%，煤制烯烴大于44%。從轉(zhuǎn)化率來看，整體水平偏低，大量能源物質(zhì)均浪費在生產(chǎn)轉(zhuǎn)化過程中。

3.3 水資源約束問題

水資源是我國煤化工發(fā)展的基礎(chǔ)，直接關(guān)系著國家能源安全，水資源必將成為煤化工發(fā)展瓶頸。我國水資源總量不豐富、分布不均勻且總體開發(fā)程度偏低。對于水資源承載力問題主要有兩點：首先，工業(yè)用水?dāng)D占生態(tài)用水，我國煤與水的逆向分布，導(dǎo)致了高耗水的煤化工行業(yè)供水不足；其次，大規(guī)模水權(quán)轉(zhuǎn)移導(dǎo)致次生生態(tài)環(huán)境影響，有些地方為最求工業(yè)發(fā)展，甚至提出采用農(nóng)業(yè)水權(quán)轉(zhuǎn)換的方式提高工業(yè)用水量，可能導(dǎo)致區(qū)域水位下降，引發(fā)嚴(yán)重生態(tài)問題。

據(jù)預(yù)測，我國2020年和2030年煤化工用水量約30億m3和40億m3，根據(jù)《國務(wù)院關(guān)于實行最嚴(yán)格水資源管理制度的意見》推算2020年及2030年煤化工用水紅線僅為16億m3及17億m3，可見其供需矛盾及其尖銳。

3.4 環(huán)境污染問題

目前，煤化工項目建設(shè)地一般水資源匱乏，水環(huán)境容量有限，區(qū)域排污受限的問題也日益嚴(yán)重。“十二五”期間，一些落后的傳統(tǒng)工業(yè)也在同步建設(shè)，大量工業(yè)廢水排放占用有限的環(huán)境容量，地表水超標(biāo)嚴(yán)重，大型煤化工建設(shè)與水資源規(guī)劃矛盾越來越突出；煤化工廢水處理技術(shù)難度大，代價高且存在二次污染，難以達(dá)到污水零排放目的。

哥本哈根世界氣候大會上，中國給出了2020年單位GDP的CO2排放量比2005年下降40%～45%。根據(jù)7%經(jīng)濟增長速率推算，2015年、2020年中國CO2排放總量分別為90億t、140億t，對應(yīng)的煤化工排放量約2.97億t、4.62億t。實際上，2012年煤化工CO2排放量已超過3億t，2014年已接近4億t。由此可見，發(fā)展煤化工所面臨的CO2排放問題非常嚴(yán)重。

4 中國煤化工發(fā)展思考

1）優(yōu)先保障國家能源安全，在保證國家經(jīng)濟穩(wěn)步增長的同時，進(jìn)一步強化資源和環(huán)境約束力度，從戰(zhàn)略角度規(guī)范和發(fā)展現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)，重點發(fā)展煤制天然氣及煤制油項目，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，嚴(yán)格禁止盲目投資。

2）做好現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級工作，提高其經(jīng)濟性及能源效率，無論從工藝設(shè)備技術(shù)、節(jié)能節(jié)水、三廢處理等方面，目前都難以實現(xiàn)最優(yōu)化設(shè)計，需要進(jìn)一步提升；嚴(yán)格控制單位產(chǎn)品水耗、煤耗、能耗及碳排放等指標(biāo)，在吸收轉(zhuǎn)化國外先進(jìn)工藝技術(shù)的同時，積極開發(fā)國產(chǎn)化技術(shù)，大力降低裝置消耗及三廢排放量，克服煤化工“高能耗、高水耗、高排放”的弱點。

3）“以水定產(chǎn)”合理布局煤化工產(chǎn)業(yè)，在優(yōu)先保障生態(tài)、生活及農(nóng)業(yè)用水基礎(chǔ)上，合理分配工業(yè)用水資源；淘汰部分落后傳統(tǒng)煤化工產(chǎn)業(yè)，嚴(yán)格控制總用水量，推進(jìn)現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)鏈延伸，推進(jìn)煤炭深加工高端化發(fā)展，縮小煤化工與石油化工能效及環(huán)保差別，提供整體水資源利用效率。

4）優(yōu)化制度化及政策化措施，嚴(yán)禁先建設(shè)后報批，杜絕不滿足資源、環(huán)境等要求的盲目建設(shè)，建立生態(tài)補償機制，推行煤化工對清潔生產(chǎn)貢獻(xiàn)的獎勵措施，鼓勵及支撐民營企業(yè)參與到大型煤化工生產(chǎn)及技術(shù)開發(fā)中，通過市場化途徑控制煤化工環(huán)境污染。

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[12]國家統(tǒng)計局能源統(tǒng)計司.中國能源統(tǒng)計年鑒[M].北京：中國統(tǒng)計出版社，2013.

Development status and problems faced of China＇s coal chemical industry

He Lu
（Xinjiang Chemical Engineering Design＆Research Institute Co.，Ltd.，Urumqi Xinjiang 830006，China）

In this paper，on the basis of a large number of literatures，the importance of the coal chemical industry development in our country，the industry development status and problems of the current industry development experienced were reviewed，some suggestions have been provided for the development trend of coal chemical industry.From the resource structure，energy security，technical maturity，environment protection，water and carbon emissions analysis，expecting to explore a way of the sustainable development of coal chemical industry in China.

coal chemical industry，development status，problems faced，suggestions

TQ54

A

1003-6490（2015）03-040-04

2015－04－16

和魯（1971－），男，山東人，沈陽工業(yè)大學(xué)給排水專業(yè)畢業(yè)，高級工程師，主要從事化工設(shè)計技術(shù)與管理工作。