傳統化石能源清潔化利用的現狀及展望

殷伊琳（天津渤海化工集團有限責任公司，天津300040）

傳統化石能源清潔化利用的現狀及展望

殷伊琳
（天津渤海化工集團有限責任公司，天津300040）

我國長期以來“高碳型”的能源結構迫使我們必須實行能源結構的低碳化改良。傳統化石能源的清潔化是清潔能源的最主要發展方向。本文介紹了煤基能源、油基能源、氣基能源的清潔化技術，并提出了加快傳統化石能源清潔化利用的幾點建議。

化石能源；高碳型；清潔能源；市場機制

以化石能源為主的世界能源結構，帶來的化石能源枯竭和環境污染問題，已經使能源問題上升為一個國家能否安全、全面、協調、可持續發展的重大戰略問題。我國作為能源需求巨大的大型發展中國家，如何協調新能源與傳統化石能源之間的關系，成為當前中國能源行業最為關注的問題。

1我國目前的能源結構及存在問題

我國目前的能源結構中，化石能源與非化石能源之比大體上是9:1[1]，太陽能、風能、核能、生物質能、地熱能、海洋能等“新能源”只占8%左右。在化石能源中，煤炭、石油、天然氣的比例大體上是80: 17:3的關系，煤炭是大頭。我國是一個典型的“煤基能源”大國，為全球第二，煤炭比例高達69%[1]，南非77%為全球第一。目前中國的能源消費已經位居世界第二，煤炭消費主要是火電，電力裝機中火電裝機5.54億kW，占77.7%。而在低碳類電力裝機中，水電裝機1.48億kW，占20.4%；核電裝機906.8萬kW，占1.3%；風電及其他新能源600多萬kW，僅占0.8%[1]。

我國“高碳型”的能源結構基本上是在改革開放30年進程中成型的，比較現代化的煤炭工業、石油天然氣工業的完整體系主要是20世紀80年代中后期及90年代剛剛建成的，設計壽命一般都在30～ 50年，大慶油田甚至要延續100年，到2015年僅僅運行了一多半的生命周期，巨量的投資被固化在其中，整個體系的運轉才剛剛成熟，短期內停產也是不現實的。如果急速改變目前的能源結構，還將引發一系列的社會問題，諸如對消費結構、就業結構等的破壞性沖擊，控制不好就會影響社會穩定。因此，在這一結構被長期鎖定的情況下，唯一的出路就是實行能源結構的低碳化改良。

2化石能源的清潔化是清潔能源的最主要發展方向

作為清潔的和可再生的能源，“新能源”是我國低碳發展的希望，但在連續30年9%增速的高速增長中，太陽能、風能、核能、生物質能、地熱能、海洋能等“新能源”的整體貢獻度不到2%。清潔能源不等同于“新能源”，清潔能源還包括可以被清潔化的“不潔能源”，即傳統的化石能源。

2.1清潔化的“煤基能源”

煤炭的能源鏈條主要包括煤炭本身、燃煤發電、煤炭能源轉化等幾個環節，這些在國民經濟中占有極大的份額，市場容量極大。煤炭本身的生產、物流、消費過程存在著巨大的清潔化空間；煤炭的能源轉化同樣擁有十分巨大的清潔化空間，僅僅煤化工一個鏈條就有做不完的市場；煤電的清潔化可能是最有市場潛力的清潔能源方向，可以容納消化很多的技術、設備、投資。

煤基清潔轉化技術主要包括煤制油（直接液化、煤基費托合成、煤基甲醇轉制汽油）、煤制天然氣、煤制烯烴、煤制乙二醇、大型煤制醇醚等。目前，國內已投入示范運行的煤制油總規模達到188 萬t油當量/a、煤制烯烴115萬t/a、煤制乙二醇20萬 t/a；大型氣流床煤氣化、漿態床費托合成、煤加氫液化、甲醇制烯烴等技術達到國際領先或先進水平。

在煤制清潔燃氣關鍵核心技術有合成氣完全甲烷化催化劑制備、甲烷化反應器等關鍵技術和成套工藝；煤低溫催化氣化、煤加氫氣化兩種制天然氣新工藝關鍵技術及氣化爐等核心裝備；煤炭地下氣化過程穩定控制技術和地下水環境監控技術，煤地下氣化大型成套技術工藝包，大規模合成氣凈化技術等。

2.2清潔化的“油基能源”

原油(重油)、輕油(汽柴油)的生產、集輸、消費過程的清潔化市場空間同樣十分巨大。近年來，市場對油基能源清潔化的關注主要集中在后端，對于汽車尾氣的排放治理更加注意。事實上，除了汽車尾氣，向汽柴油的前端發展清潔作業，能夠從源頭減輕大氣污染。

原油中硫化物分布在重質部分，大部分都進入二次加工的工藝裝置中，從煉化角度看來，非活性硫化物比活性硫化物更難脫除，原油的大部分硫化物存在于高沸點餾分中，這是原油加工過程面臨的主要問題。

由于國內油品的低硫特點以及寬松的油品標準，國內油基能源生產的特點是[2]：催化裂化工藝投資少，使用率較高；加氫裂化工藝投資大，加氫精制工藝使用率較低。美國、日本、西歐等國的加氫能力分別占蒸餾能力的82%，93%和75%，而國內加氫能力僅占蒸餾能力的38%。加氫重組不僅實現了高辛烷值汽油，還生產廉價氫氣。生產清潔化、高值化油品的重要手段主要應該依靠催化重整、異構化、疊合、烷基化等技術。近年來，沿海煉油廠針對高硫原油合理的選擇加工路線，如茂名石化公司[3]采用大慶原油加氫工藝加工高硫原油達到國際先進水平，鎮海煉油化工股份有限公司使用焦化路線加工進口原油，積累豐富的經驗。

2.3清潔化的“氣基能源”

“氣基能源”本身就是一種清潔能源，在化石能源中，天然氣是最干凈的能源，我國儲量巨大，應用前景廣闊。但目前我國煤炭消費量仍占總能源消費量的70%左右[1]，且煤炭消費量呈逐年快速上升趨勢。煤炭的使用是影響我國環境空氣質量的主要因素。煤炭的開采、加工、運輸、使用等過程都會帶來大氣污染物排放，造成污染。研究表明[4]：影響我國環境空氣質量的首要污染物PM2.5中，除了一線城市，大多數城市燃煤對環境空氣中PM2.5的直接貢獻達到20%左右，同時，二次硫酸鹽和二次硝酸鹽等的貢獻達到30%左右。

伴隨國內天然氣供給格局逐漸形成“常規天然氣開采+多路進口氣源+非常規天然氣開采”的三位一體結構，才能使天然氣供給安全性可以獲得保障，天然氣總用量增速維持在30%以上的勢頭能夠得到延續[5]。首先要增加天然氣供給量，才能真正解決供需矛盾，需加大天然氣資源勘探開發力度。其次，要加快天然氣管道網絡和配套儲氣設施建設。要在現有基礎上進一步加強天然氣管道建設，促成全國統一的、相互有機聯系的真正的天然氣管網，才能靈活機動地進行資源調配，同時有效增強應急能力。再次，我國必須堅定不移地繼續深化天然氣價格形成機制改革。

3加快傳統化石能源清潔化利用的建議

加快傳統化石能源清潔化利用，加大非常規油氣勘探開發將成為未來一段時間內我國能源戰略的重要任務。

一是大力開展化石能源清潔化利用。加快研發現代煤制油化工技術，科學合理地規劃產業布局。引導煤制油化工向規模化、大型化、一體化、基地化有序發展。進一步促進潔凈煤產業發展。繼續實施“上大壓小”，全面開展燃煤機組的脫硫脫硝脫塵改造等工作。進一步提高天然氣供應數量和質量，增加常規天然氣產量，積極推動煤制天然氣、煤層氣等非常規天然氣生產。

二是引進先進技術，加強國際合作。我國在能源清潔化利用技術領域仍存在較多難點，需要加強國際合作，向國外企業學習借鑒，吸取寶貴經驗。應該鼓勵外商以合作的方式，進行石油天然氣勘探開發，開展頁巖氣、煤層氣等非常規油氣資源勘探開發，鼓勵跨國能源公司在國內設立研發中心，

三是改革能源體制[6]，形成有效競爭的市場機制。在市場準入方面，應不斷淡化企業身份限制，調動多元資本資源，共同構建安全、穩定、經濟、清潔的現代能源產業體系。有序開放開采權，積極開發天然氣、煤層氣、頁巖氣。以更有效實現資源的開發利用為衡量標準和最終目的，吸收國資、民資、外資等多元資金和資源參與。

［1］姚飛,趙中華,俞珠峰.中國清潔能源現狀分析[J].集團經濟研究2007（1）.

［2］陳興華.淺議我國可再生能源產業投資制度及其完善[J].環境保護.2006(09).

［3］廖家祺.含硫原油加工的流程比較—茂名石油化工公司加工進口含硫原油改擴建工程總流程方案比較[J].煉油設計.2000 （08）.

［4］馮銀廠.高效清潔地利用煤炭資源是關鍵［V］.中國環境報，2014.

［5］張正敏,李寶山,祁和生.清潔能源促進政策的應用分析指南.草案[EB/OL]. jdluqx.bokee.com/inc/ 2005-11-30.

［6］馮飛,石耀東.加快能源管理體制改革建立現代監管制度[R].北京中國可持續能源項目第八次高級政策顧問委員會會議2005.

10.3969/j.issn.1008-1267.2016.02.001

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