滿足國民經濟發展需求 發展新型煤化工要注意的幾個問題

　　我國不僅石油短缺，主要的石油化工產品也嚴重短缺。國外很少做煤化工，我國10年之內已經成了煤化工的技術高地。發展煤化工，和國外的石油化工、天然氣化工競爭，最終滿足我國對石化產品的需求，這是一個機會。除了經濟風險，發展新型煤化工一定要注意幾個問題，一是外部條件，二是節能減排，三是煤氣化技術選擇。

　　煤化工的利弊之爭一直存在。

　　一方面，中國需要煤化工彌補石油石化產品的不足;另一方面，逢煤必化、一擁而上的勢頭，確實存在資源和資金浪費的隱憂。另外，煤化工耗水問題和對環境的影響，也讓人們對很多項目的可行性進行質疑。

　　真正從事煤化工研究的專家似乎并不太熱衷上述爭論，更關注的是什么樣的煤化工項目能行得通。

　　處在競爭和互動關系中

　　“我們應該有更廣的視野，做煤化工，要知道有很強的競爭對手。”在10月舉行的中國煤炭清潔高效轉化發展高峰論壇上，中國工程院院士、清華大學教授金涌如是說。

　　金涌說的對手，指的是傳統的石油化工和新興的天然氣化工。含碳能源主要用于三方面：工業與民用燃料、運輸液體燃料、石化原料。

　　“石油是主要的化工原料，天然氣、煤炭、生物質能都可以作為化工原料，替代一部分石油。我們做煤化工，必須知道鄰近這些能源的狀態，和我們之間是怎樣一個競爭和互動關系。”金涌說。

　　金涌表示，煤炭、石油、天然氣逐漸三分天下。目前，世界石油產量基本穩定，但是好的油，像大慶產的高品質油已經越來越少了，主要煉劣質油。世界石油化工行業產值年增長率約為20%，在石化行業中，石油還是主力，但是煉油的人已經有危機感。

　　有危機感的一個重要原因是，以乙烷為原料的乙烯比以石腦油為原料的乙烯更有競爭力。美國、中東地區發現了很多乙烷，乙烷脫氫后可以得到乙烯，成本較低。美國和中東地區以乙烷為原料的乙烯所占的比率已經很高了，而中國、日本、韓國生產乙烯的原料主要還是石腦油。

　　“天然氣化工是非常有前途的，主要是投資少、附加值高、污染少，可惜中國天然氣非常缺乏。”金涌說，天然氣的介入使化工產品成本大大降低，美國頁巖氣的大量產出對美國經濟發展起了很大的作用。

　　“做煤化工，要考慮與石油化工競爭的問題。煤化工是代替石油化工的，按理講，煤化工企業生產的產品，都可以以石油或天然氣為原料生產。”石油和化學工業規劃院院長顧宗勤說，“在石油價格低迷時，煤化工的優越性體現不出來。現在，國際油價為每桶100美元左右，今后石油價格走勢如何，難以預測。所以，新上或擴建煤化工項目時，要做好這方面的準備，要計算石油價格達到多少時，煤化工項目可以維持。”

　　顧宗勤認為，國際油價為每桶70美元至80美元時，煤化工項目可以維持。金涌的判斷與此基本相似，國際油價高于每桶70美元、煤價為每噸五六百塊錢時，煤化工項目能賺錢。

　　中國發展煤化工的空間

　　“2012年，我國石油化學行業進口額為4600億美元，出口額為1700億美元，貿易逆差為2900億美元，是所有工業行業中貿易逆差最大的。”顧宗勤說，石油石化行業巨大的貿易逆差，主要來自石油、天然氣和石化產品的進口。

　　2012年，我國石油產量為2.07億噸，進口量為2.71億噸，對外依存度為56.4%，石油進口額達到2200億美元。顧宗勤預測，到2020年，我國石油消費量將達到5億噸，對外依存度超過60%。

　　乙烯是石化行業最重要的基礎產品，乙烯產量經常用來衡量一個國家的化工行業發展水平。有了乙烯，可以生產很多其他的化工產品，而且附加值很高。

　　據顧宗勤介紹，2012年，我國乙烯產量為1514萬噸，表觀消費量為1656萬噸，當量消費量為3190萬噸，當量自給率為47.5%。當量消費量，是指乙烯下游產品全部折算成乙烯的量。

　　除乙烯外，我國其他石化行業基礎產品同樣短缺。2012年，我國丙烯產量為1500萬噸，自給率為63%;PX(二甲苯)產量為715萬噸，自給率為56%;以PX為原料的PTA(1，4—苯二甲酸)自給率為79%;乙二醇產量為374萬噸，自給率為27.5%。

　　“前幾年，PX項目純粹被妖魔化，其實技術上沒問題。現在，PX、PTA二者加起來每年產量為1000多萬噸，非常缺乏。”顧宗勤說。

　　這就意味著，我國不僅石油短缺，主要的石油化工產品也嚴重短缺。

　　近年來，我國天然氣產量和消費量年均增長10%以上，供需矛盾突出。

　　2012年，我國天然氣產量為1077億立方米，進口量為428億立方米，出口量為30億立方米(主要是滿足香港的需求)，表觀消費量為1475億立方米，天然氣進口額為161.8億美元。

　　日前，國家發改委連發文件，要求有序推進“煤改氣”，正是因為天然氣供需矛盾突出。

　　不同地區的天然氣價格差異很大，因為運輸不便利、成本高。“在工業油氣田附近，天然氣價格較低。管道輸送到末端，價格就很高了，做工業原料就不劃算了，只好做民用燃料。液化天然氣要求溫度很低，成本很高。所以，天然氣化工只在原產地比較劃算。”金涌說。

　　這等于基本堵死了大量進口天然氣發展化工的路。

　　“在這種特殊的條件下，中國要發展煤化工了。”金涌說，“要知道煤不是碳，是碳氫化合物，碳氫比是1︰0.8，1個碳原子還有0.8個氫原子，沒有必要連氫帶碳一塊兒燒掉。”

　　從更廣的視野選擇煤化工

　　在發展新型煤化工的路徑選擇上，要時刻考慮到能源大環境。除了煤炭和煤化工產品的價格變化，以及煤炭和石油、天然氣之間的比價變動因素外，還要從煤炭的特性、煤化工技術的特性以及不同能源間轉化的效率等方面考慮，做有獨特競爭優勢的煤化工項目。

　　新型煤化工是以甲醇為平臺來運作的。甲醇可以摻燒制甲醇汽油，可以作為氫源制氫，可以制乙烯、丙烯，也可以只制丙烯，還可以制芳烴。

　　清華大學在做一個工業示范項目，以甲醇為原料，不產乙烯，只產丙烯。“有什么好處呢?丙烯用天然氣生產比較難，因為3個碳分子的丙烷比較少，用天然氣制丙烯，競爭力比較低。”金涌說，“丙烯不需要深冷分離，低溫的深冷分離技術是需要進口的，而且能耗比較大。丙烯只需要用氮氣就能冷卻精制。”

　　最近，被提到較多的是芳烴。目前，97%的芳烴是石腦油裂解得到的。由于石腦油制乙烯的成本比較高，大家覺得石腦油裂解技術會慢慢萎縮，芳烴產量會被連帶著慢慢萎縮。

　　中國芳烴的年消費量為1400萬噸，對外依存度為44%，因此芳烴要增加新的來源。清華大學跟華電集團合作，在榆林建了年產1萬噸的裝置，今年已經試車成功。華電集團準備投資200多億元，在榆林建設一套年產百萬噸的煤制芳烴裝置。

　　在中國，往往有煤的地方沒有水，這制約了煤化工的發展。根據這個特性，清華大學在新疆石河子正打造一個節水的煤化工示范項目，走的是炔烴路線。

　　據了解，在石油被大量利用之前，所有化工都是從炔開始的。炔可以一次到位，比較節水。但是，以前制乙炔采用的是電石法，這個方法能耗大，會產生大量的廢渣、廢氣、廢水，所以慢慢不被看好了。

　　金涌表示，現在準備用等離子法制乙炔，不用石灰石，直接用煤粉，既避免了污染又節約了水。

　　“從效率來看，直接做燃料用的話，煤炭轉化成醇和醚燃料是首選。2噸多煤就可以制1噸二甲醚。而生成1噸柴油的煤耗要4噸多。二甲醚的熱值雖然比柴油低30%，但是1噸二甲醚和1噸柴油放在車里，走的里程數是一樣的。”金涌解釋道，因為柴油是不含氧的燃料，汽缸噴進油后要吸進大量的空氣才能完全燃燒，這樣就吸進了大量氮氣，氮氣從低溫加熱到排出去完全是白做功的。而二甲醚是含氧燃料，吸進的空氣很少就可以完全燃燒，所以氮氣走過場的能量不需要。在高原地區、高寒地區，非常適宜用二甲醚燃料。

　　金涌認為，煤將來的主要用處是發電。“煤變成化工的塑料、橡膠、纖維是有利可圖的，做成燃料，特別是做成油，是不劃算的，從長遠看，更不劃算。”

　　采用費托合成工藝生產油品，即煤間接制油，1噸標準煤(熱值為29.3吉焦)可獲得266千克柴油，燃燒后得到11.87吉焦熱量。若將這些油品作為柴油車燃料，按目前柴油發動機能量轉化效率30%計算，可獲得3.56吉焦軸機械功。同理，1噸標準煤直接液化可獲得263千克柴油，最終只能轉換為3.3吉焦軸機械功。而如果用煤發電，再按電機效率70%推算，1噸標準煤可轉換為9.24吉焦軸機械功。

　　“從能源利用來看，汽油和柴油是沒辦法跟電機競爭的。世界的共識是加快純電動車的發展，將來汽車的方向是電動車，以補充汽油的不足。”金涌說。因此，他認為，煤制油項目不能盲目放量。

　　需注意的現實問題

　　“國外很少做煤化工，我國10年之內已經成了煤化工的技術高地。現在，全套煤化工技術，用煤生產三烯三苯，技術上都不成問題。”金涌說，“我們只有煤，發展煤化工，和國外的石油化工、天然氣化工競爭，最終滿足我國對石化產品的需求，這是一個機會。”

　　實際上，新型煤化工重要的幾個方向，國內均已有項目獲得成功。

　　煤制油方向，神華集團年產108萬噸直接液化裝置已經開車成功。神華集團、伊泰集團、潞安集團的3套間接液化裝置已開車成功。

　　煤制天然氣方向，大唐集團在赤峰的項目和慶華集團在伊犁的項目都已經開車了。

　　煤制烯烴方向，神華集團包頭項目、寧煤項目，大唐集團多倫項目，中石化濮陽項目，早已試車成功，其中神華集團包頭項目和寧煤項目實現了盈利。

　　甲醇制芳烴方向，清華大學和華電集團合作的首套裝置今年已試車成功。

　　今年，國家發改委相繼批復了多個煤制天然氣、煤制烯烴項目。全國多個煤炭產地，尤其是西部富煤地區，發展煤化工的勢頭不減。

　　顧宗勤建議，除了經濟風險，發展新型煤化工一定要注意幾個問題，一是外部條件，二是節能減排，三是煤氣化技術選擇。

　　外部條件主要包括煤資源、運輸條件和水資源。煤資源包括煤炭的數量、煤質和價格。“很多煤化工項目都倒在煤上，為什么?設計時煤質非常好，但生產時煤質就比較差。”顧宗勤說，除此之外，煤化工項目的煤源最好是本地的，是一個煤田的，假如來自多個煤田也應該是煤質相近的。不提倡用外地煤，加上運輸成本，發展煤化工就不劃算了。

　　有的地方雖然有煤炭資源，但是煤價太高的話，也不適宜發展煤化工。“煤價為每噸500元以上的，不要干煤化工。”顧宗勤說。山東兗礦集團原董事長王信也曾表示，兗礦集團的實踐證明，在東部經濟發達地區不適合搞煤化工。

　　水資源，包括水資源的數量、水質和水價。顧宗勤說：“不要跟農業、居民爭水，建個化工廠，爭不過農業，爭不過居民，這是實打實的。當地要有一定容量的納污條件，要有蒸發塘。另外，要關注與當地生態掛鉤的問題。”

　　在運輸方面，顧宗勤建議盡量依靠鐵路，不能依靠汽車。如果煤化工廠建在西部，產品要盡量做成固體的，市場都在東南，液體的運不出來。神華集團包頭項目生產的是聚乙烯、聚丙烯，都是固體。煤制天然氣盡量靠天然氣管道，自建管道的成本代價是巨大的。此外，沒有環境容量的地方不要發展煤化工，煤化工肯定要排放的。

　　“選擇煤氣化技術，一定要考慮清楚，不同的爐各有特色，選錯了爐，就跟家里蓋房子一樣朝向蓋錯了，永遠改不過來。”顧宗勤說，“哥兒幾個上煤化工項目，總得相互看看自己的優勢在哪里，如果項目在工藝上沒有優勢，上了也是白搭。”

　　另外，社會效益也是一個不容忽視的因素。現在政府批復一個項目，看重的社會效益，不僅包括對環境的影響，還包括對社會的貢獻、就業、稅收、帶動地方經濟等方面。