我国新型煤化工发展的机遇与挑战

我国新型煤化工发展的机遇与挑战

新煤矿指的是先进的现代化工技术，如油、天然气、煤制二甲醚、碳氢化合物和乙二醇，将传统的煤炭转化技术与煤炭焦化厂、电石、煤制环氨等进行了区分。近年来,随着国际油价不断攀升和应对全球气候变化压力的不断增大,美国、印度、韩国以及非洲部分国家启动了一些新型煤化工商业化项目,部分项目已进入实施阶段。我国面临发展新型煤化工的市场需要,也面临资源、技术等多方面的挑战,从而有必要针对生态环境、资源供应、技术保障、装备配套等进行分析、研究。1新煤矿的发展1.1能源安全问题成为制约国内能源格局的根本问题随着城镇化和工业化的加速推进,我国石油消费快速增长,进口量也随之快速增长,对外依存度由2000年的27%飙升到目前的57%,预计2030年有可能超过80%,以石油安全为核心的能源安全问题日益成为制约经济社会发展的瓶颈。在加强国内石油生产和节约的同时,必须采取有效的石油替代措施,大力发展煤基替代、生物质替代、天然气替代和电力替代。我国有丰富的煤炭资源,发展煤制油和煤化工等新型煤化工、实现煤基替代具有很大的发展潜力,应予高度重视。1.2有助于提高煤炭的再利用和环保我国煤炭消费分类占比是:发电用煤51%,钢铁行业消费16%,建材行业11%,化工用煤约5%,其他行业及居民生活消费17%。与直接燃烧的传统利用方式相比,新型煤化工有利于减少二氧化硫、氮氧化物、粉尘、有害重金属等污染物的排放,大幅提高煤炭转化效率和产品附加值,更符合煤炭绿色、高效、低碳的利用方向。发展新型煤化工也有利于带动传统煤化工结构调整和优化,低效落后的煤炭利用方式将逐渐淘汰,清洁高效转化的比例将进一步提高。1.3政策进一步完善,结构进一步完善。在做我国主要产煤地区地处中西部、东北等经济相对落后地区,随着国家西部大开发战略以及支持新疆、内蒙等省区发展一系列政策的深入实施,经济转型和结构调整的力度逐步加大,延伸和丰富煤化工产业链的要求迫切。但是,这些地区除能源与资源产业外,发展其它产业的比较优势不强,需要发展一定规模的现代新型煤化工带动地区经济发展。1.4优化产业结构,提升产业竞争力随着新型煤化技术创新力度的加大和示范工程建设的加快,新型煤化工技术进步将不断加快,其工艺流程和方案设计将更加合理,技术经济指标将不断优化,资源环境方面的不利影响将逐步降低,产业竞争力将日益增强,为我国从煤炭大国向煤炭强国奠定了坚实的技术和产业基础。特别是新型煤化工技术的发展,也将带动煤气化技术及生物质能综合利用技术的进步,催生了煤炭气化、煤气净化等新型通用技术,带动了二氧化碳捕获利用、特种装备制造技术的发展。2煤制天然气的提出、建设取得了一个良好的发展起点我国煤化工发展历史较长,传统煤化工产业规模较大,2010年煤制合成氨、甲醇、电石等产品产量分别为4963万t、1574万t、1462万t,均居世界首位。“十一五”期间,在石油需求快速攀升而产量增长缓慢、油价高企的背景下,以石油替代产品为主要方向的新型煤化工快速发展,建成1套百万吨级煤直接液化装置、3套16万吨级煤间接液化装置、3套大型煤制烯烃装置、1套20万t/a煤制乙二醇装置、一批采用先进气化技术的大型煤制甲醇和甲醇制二甲醚装置,开工建设了4个16亿~40亿m3/a的煤制天然气项目。经过“十一五”的努力,我国煤炭液化、煤制烯烃、煤制乙二醇、煤制天然气等工程取得了阶段性成果,新型煤化工产业有了一个良好的发展开端,并培养了一批具备较强的新型煤化工的企业和科研团队,为新型煤化工产业发展奠定了坚实的人才基础。同时,我国新型煤化工发展也面临着以下挑战和困难。2.1知识和装备水平偏低,节能减排压力较我国传统煤化工产业长期粗放发展引发的矛盾比较突出。主要表现为传统煤化工产能严重过剩,原料路线不尽合理,初级产品多、深加工产品少,整体技术和装备水平偏低,资源和能源消耗大,环境污染严重,节能减排压力很大。目前,我国甲醇产能过剩50%左右,电石产能过剩30%左右,合成氨产能过剩20%左右。传统煤化工企业小、布局分散,产业集中度低,整体竞争力弱,面临淘汰落后产能、调整产业结构的严峻局面。2.2煤炭、电力、石化等新的重点投资领域新型煤化工是高技术、高投资、高风险、高回报的战略性新兴产业,在高油价下具有一定的经济优势,成为近年来煤炭、电力、石化等企业新的重点投资领域。新型煤化工项目投资大,对地方经济拉动作用大,所以有部分煤炭生产地不顾本地煤炭资源、水资源、生态环境、技术能力等方面的约束,纷纷规划和开工建设了一批煤化工项目,加剧了局部地区煤炭供需矛盾,也加大了节能减排压力。2.3新型煤化工企业实际用电我国煤炭资源主要分布在水资源相对匮乏和生态比较脆弱的西部地区,有些地区已经没有多余的供水空间。新型煤化工项目普遍耗水高,三废排放量大。在较低技术水平条件下过快发展煤化工,将进一步破坏一些地区脆弱的水资源平衡和生态环境平衡,有可能对当地社会稳定和经济发展造成负面影响。2.4核心技术未得到充分应用大型新型煤化工项目技术复杂,资金投入大,工程建设和生产运行难度较大。一些核心技术初次商业化,工艺流程和技术集成尚需优化,全流程设备选择还需定型,在项目建设和运行管理上没有现成的经验可借鉴,许多工程问题需要通过进一步实践予以解决,项目经济性也需要长周期运行的验证。2.5制定相应规范和输送、使用标准和规范部分新型煤化工产品质量和物化性质与传统石化产品有所区别,需要制定相应的输送、使用标准和规范。目前,醇醚燃料缺乏国家标准及配套法律、法规,在生产、销售和应用方面存在较大的安全隐患,需要加强引导和规范。3加快现代煤化工发展模式发展新型煤化工,应坚持与传统煤化工结构调整相结合,坚持提高效益与节能减排相结合,坚持单项技术发展与系统优化集成相结合,统筹规划,优化布局,以重大示范项目建设为突破口,以新疆、内蒙、陕西、宁夏、山西等五个富煤地区为重点,加快先进技术研发和产业化,建设五大现代新型煤化工基地,推动我国传统煤化工产业升级和结构调整,促进煤炭利用和消费方式革命,探索符合我国国情的新型绿色、低碳、高效煤化工发展道路,实现绿色发展、循环发展和低碳发展。3.1煤气化联动合利用效率或能源转化效率切实扭转煤化工项目生产单一产品的单纯煤化工发展模式,着力发展煤-电-化-热一体化,提高资源综合利用效率和能源转化效率,将煤炭液化、煤制天然气、煤制烯烃、煤制乙二醇等大型煤化工装置与整体煤气化联合循环(IGCC)或超超临界发电系统有机集成,实现煤化工与电力、热力联产和负荷的双向调节。探索煤化工产品、副产物的综合利用,如煤渣制氧化铝、二氧化碳制绿藻、合成油产品综合利用等。3.2大型化知识产权煤液化技术在神华鄂尔多斯108万t/a煤直接液化装置和伊泰、潞安、神华三个16万t/a间接液化示范项目的基础上,进一步总结和改进技术,加快实施我国具有自主知识产权煤液化技术的大型化。近期要重点解决大型费-托合成浆态床反应器设计与制造、副产醇类催化氧化处理、合成尾气甲烷转化利用、费-托合成反应热回收利用、费-托合成油精细后加工、新型费-托合成催化剂开发应用与生产以及百万吨级煤间接液化工艺包设计、工程化设计等关键技术问题,集中国内外优秀工程力量进行系统集成优化,进一步降低间接液化装置的单位产品投资、水耗和煤耗,实现百万吨级以上大型装置安全稳定长周期运行。3.3煤制天然气项目加快推进大唐克旗40亿m3/a、大唐阜新40亿m3/a、内蒙古汇能16亿m3/a和新疆广汇40亿m3/a四个煤制天然气项目建设,尽快实现安全高效稳定运行。加强煤制天然气技术升级,逐步实现甲烷化关键技术国产化,开发高效污水处理和回用技术,不断提高技术水平、转化效率和工艺装置规模,探索煤气化技术组合用于煤制天然气和化工产品。3.4提升技术,完善工艺包认真总结分析神华包头60万t/a煤制烯烃项目、神华宁煤50万t/a煤制烯烃项目和大唐多伦46万t/a煤制烯烃项目运行经验,不断提升国内自主开发的甲醇制烯烃技术,积极推广应用大连化学物理研究所甲醇制烯烃二代技术(DMTOⅡ)、中石化甲醇制烯烃技术(SMTO)和流化床甲醇制丙烯技术(FMTP),努力形成具有自主知识产权的大型化甲醇制烯烃完整工艺包,提高大型甲醇制烯烃装置运行稳定性和经济性。探索煤制烯烃与整体煤气化联合循环(IGCC)的耦合技术,提高能源效率。3.5煤制乙二醇型化技术积极开发和示范不同工艺路线的煤制乙二醇大型化技术,实现煤制乙二醇生产大型化,解决合成水处理与回用问题,提高乙二醇精馏效率和产品质量,不断提高乙二醇生产的技术经济性。4支持措施和政策建议4.1加强项目审批管理,严格审批程序必须从战略和全局的高度,加快制定国家发展新型煤化工规划及产业政策,进一步加强项目审批管理,严格审批程序,促进新型煤化工产业有序、健康、科学发展。对于不符合产业政策等规定的新型煤化工项目,国家相关管理部门应不批准用地,不得发放贷款,不得通过资本市场融资。4.2加大新型煤化工科技创新力度充分发挥已形成的各类新型煤化工技术研发平台的作用,组织企业和研究机构推动新型煤化工领域的科技创新,形成“基础科研、研发平台、重大装备、示范工程”四位一体的科技创新体系。发挥政府引导作用,加大公共财政投入,积极开发世界先进技术,并加快示范、推广和应用。4.3金融政策支持要研究制定符合新型煤化工特点的土地、环保、财税和金融等方面的优惠政策,支持国家批准建设的新型煤化工发展。要在确保生活用水、农业用水和生态用水的前提下,保障符合国家规定的新煤化工项目