创新驱动 升级示范努力开创现代煤化工发展的新局面

文/李寿生

创新驱动 升级示范努力开创现代煤化工发展的新局面

文/李寿生

当前，全球经济正在艰难的复苏之中，经济发展面临着诸多不确定因素。全球能源供应需求格局波动变化，油气供给日趋宽松，油气价格长期低迷。现代煤化工发展呈现出一派迷惘、等待、复杂的新形势。在世界经济和中国经济这一新的形势下，如何认识现代煤化工发展的前景，如何选择现代煤化工发展的战略，如何制定现代煤化工发展的措施，是行业内外极为关注和高度重视的一大战略课题。在这种形势下，我们共同研究“十三五”现代煤化工发展的战略问题，更是具有着十分重要的现实意义。

一、现代煤化工是我国石油和化学工业“十二五”发展的最大亮点之一

“十一五”以来，特别是在“十二五”时期，我国现代煤化工创新发展取得了一系列重大突破，攻克了大型先进煤气化、合成气变换合成新技术、大型煤制甲醇、煤直接制油、煤间接制油、煤制烯烃、煤制乙二醇、低阶煤分质利用等一大批技术难题，开发了一大批大型先进装备，煤制油、煤制烯烃、煤制乙二醇等一批现代煤化工示范工程顺利实施，我国现代煤化工技术创新和产业化均走在了世界前列，现代煤化工已经成为我国石油和化学工业“十二五”发展的最大亮点之一。从总体上看，我国现代煤化工产业发展主要呈现以下几个特点：

一是产业发展步入规模化轨道。截至2015年底，我国煤制油产能达到278万吨，产量132万吨；煤（甲醇）制烯烃产能达到792万吨，产量648万吨；煤制乙二醇产能达到212万吨，产量102万吨；煤制天然气产能达到31亿立方米，产量16亿立方米。截至“十二五”末，我国已建成20套煤（甲醇）制烯烃、4套煤制油、3套煤制天然气和12套煤制乙二醇示范及产业化推广项目。

二是现代煤化工示范取得重大成效。“十二五”期间，煤制烯烃、煤制油、煤制天然气、煤制乙二醇等示范工程通过技术创新、优化工艺和提高管理水平等措施解决了一大批产业化、工程化和大型装备制造等难题，总体实现了长周期稳定运行。比如，神华包头煤制烯烃项目已连续稳定运行5年，年均负荷率达到90%以上；伊泰16万吨/年煤间接液化项目已连续稳定运行6年，装置负荷一直保持在90-110%水平。中煤榆林煤制烯烃项目2015年装置开工率达到115%，实现高负荷稳定运行，在低油价形势下仍取得较高盈利。

三是关键技术装备自主化水平显著提高。煤气化技术是煤化工发展的龙头，先进煤气化技术水平是衡量煤化工发展的一个重要标志。近年来，我国先后开发了“多喷嘴对置式水煤浆气化”、“航天粉煤加压气化”、“清华水冷壁水煤浆气化”等一批先进煤气化技术。比如，我国自主开发的多喷嘴对置式水煤浆气化技术，经过多年的优化发展和工业化应用，技术成熟、运行稳定，已在国内外46家企业用户推广128台气化炉。单炉最大设计能力达到3250吨/天，已经有57台气化炉投产运行，最大单炉运行规模3000吨级/天。这些技术的大规模推广，为我国企业在煤气化领域节省了大量的技术转让费。神华集团研发的“神华煤直接液化工艺和催化剂”技术、中科院山西煤炭化学研究所与企业合作开发的“新一代高温浆态床F-T合成煤炭间接液化工艺和催化剂”技术、中科院大连化物所等单位开发的“甲醇制取低碳烯烃（DMTO）工艺技术”以及我国企业和科研单位开发出多种“煤制乙二醇工艺技术”均已实现工业化，并应用到示范工程中。煤焦油加氢技术也开发出多种技术流派，如固定床加氢精制和加氢改质工艺、延迟焦化-加氢裂化工艺、悬浮床加氢裂化工艺和沸腾床加氢工艺。总之，具有自主知识产权的现代煤化工关键技术和装备自主化水平显著提升，总体达到国际先进水平，部分达到国际领先水平。

四是现代煤化工园区化建设取得重大进展。我国现代煤化工项目主要集中在内蒙古、陕西、宁夏、山西、新疆等省区，产业发展的园区化、基地化格局初步形成。目前，已经具有规模的现代煤化工基地主要有内蒙古鄂尔多斯煤化工基地、宁夏宁东能源化工基地、陕西榆横煤化工基地以及新疆的准东、伊犁、吐哈、和丰等煤化工基地。大多数现代煤化工基地都包含了煤炭开采、现代煤化工等上下游关联产业，也有与石化、电力等产业实现多联产。现代煤化工园区化、基地化发展的优势进一步显现，产业集聚优势、管理高效优势、排放综合治理优势得到了充分发挥。

二、新常态下我国现代煤化工发展面临的挑战和机遇

现代煤化工在大规模、高速度发展的同时，我们也清醒地看到，现代煤化工的可持续发展仍然面临着技术、资源和环境等多方面挑战。主要表现在：

一是技术和装备的制约。现代煤化工产业是技术密集型产业，其发展是以技术为先导的。在和石油化工的竞争中，现代煤化工仍然面临着不少关键技术和装备制造的挑战，如煤炭分质利用技术、新型催化技术、高附加值产品差异化开发技术、废气废水环保处理技术、关键泵阀等。当前，已建成和正在规划建设的现代煤化工项目，大多集中在煤制甲醇、煤制烯烃、煤制乙二醇等产品上。如果不尽快用高端化、差异化技术解决这一产品同质化问题，很快也会出现“产能过剩”和“恶性竞争”的被动局面。此外，大型现代煤化工项目技术复杂，资金投入很大，工程建设和生产运行难度也很大，一些核心技术初次商业化，其工艺流程和技术集成尚待进一步优化，全流程设备选择也没有定型，许多工程问题还需要在示范项目实践中进一步完善解决。

二是资源和环境的制约。现代煤化工是耗水量很大的产业，而我国水资源和煤炭资源呈逆向分布，西部富煤地区煤炭开采量占全国三分之二以上，水资源只占全国的三分之一。由于煤化工项目多分布于水资源缺乏的西部地区，过量消耗水资源尤其是地下水资源，将导致水体径流量减少、河道和地下水位下降。如果不能很好地解决水资源的制约问题，将会对生活用水、农业和生态用水造成严重影响。在“三废”排放方面，现代煤化工项目固体废弃物和SO2等废气处置相对容易，高浓度含盐废水和CO2排放是污染治理的两大难点。许多示范工程项目不断加大废水处理技术攻关、加强环保设施建设，但至今为止，高浓度含盐废水治理的技术问题还没有从根本上加以解决。CO2排放的治理问题，也是现代煤化工发展的一大难题。目前，处理CO2排放比较有效的方式是向地下注入、封存，中石油、延长石油、神华集团已经开展CO2捕集、驱油、埋存等工程试验，但要从根本上解决还有一段很长的路。

随着我国工业化、城镇化的深入推进，能源资源消耗持续增加，大气污染、水污染防治压力将继续加大。政府已经修订出台了更加严格的环境保护法规，实施了“大气十条”、“水十条”等环境保护行动计划，今后政府对生态环境的要求和标准将越来越严格，2015年7月7日，《国家能源局发布的关于规范煤制燃料示范工作的指导意见（第二次征求意见稿）》中明确提出示范项目执行能源、化工领域现行最严格的环保标准或更高环保要求，同时将加强示范项目监督管理。2015年12月，《现代煤化工建设项目环境准入条件》开始试行，对新建、改建和扩建中的现代煤化工生产建设项目，从规划布局、项目选址、污染防治和环境影响四方面制定了准入条件。此外，我国碳税征收已是大势所趋，这将对煤炭深加工产业产生重大的影响。

三是技术标准和产业支撑体系滞后的制约。“十二五”期间，在现代煤化工快速发展的同时，技术标准等产业支撑体系建设滞后的矛盾也凸显出来。尽管在现代煤化工的发展进程中，也制订了一些单位产品消耗定额和节水标准，但由于五大示范项目尚处于示范阶段，过早制定的标准未能反映出当前最新的技术发展水平。此外，目前，煤化工项目设计及选材大都没有标准可依，超大规格管道、阀门、设备等标准规范缺失，至今还未得到完善。目前许多企业都是参照其他行业标准，边摸索、边设计、边施工，这就使煤化工项目因设计、选材不合理造成一些安全隐患。技术标准的配套跟进，是现代煤化工发展必须要解决好的一项重点任务。另外，现代煤化工属于技术、人才密集型产业，需要大量各类高级管理人才、专业技术人才和熟练的操作工人，随着煤炭由单纯能源利用向能源化工利用的方式转变，现代煤化工人才紧缺的矛盾更加突出。

虽然现代煤化工发展遇到了现实严峻的挑战，但从长远发展前景和我国国情实际看，我们更应看到现代煤化工发展的基础和优势，看到潜力和前景。

第一，“缺油、少气、煤炭资源相对丰富”的资源禀赋决定了我国以煤为主体的能源结构。在未来一段时期内，化石能源依然是支撑世界经济发展的主要动力，煤炭、石油、天然气等化石能源消费仍将长期占据世界能源供应主导地位。2015年，我国原油净进口量达到3.4亿吨，为世界第二大原油进口国，对外依存度超过60%；天然气净进口590亿立方米，对外依存度达到32.7%。预计到2020年，我国石油和天然气对外依存度将分别增至67%左右和40%以上，对国家能源安全带来挑战。根据相关机构预测和我国中长期能源发展战略，到2020年、2030年、2050年，煤炭在我国一次能源结构中的比重还将保持在62%、55%、50%左右，长期来看，煤炭仍将是保障我国能源安全最重要的基石。现代煤化工产业能够部分替代我国石油和天然气的消费，促进石化行业原料多元化，为国家能源安全提供战略支撑。因此，发展现代煤化工是符合我国资源禀赋条件的现实选择，也是中国对世界石化行业原料多元化的重大贡献。

第二，是落实国家能源消费革命战略，促进煤炭清洁高效利用和煤炭产业转型升级的重大举措。在2014年6月召开的中央财经领导小组第6次会议上，习近平总书记强调，为保障国家能源安全，必须推动能源生产和消费革命；在能源供给方面，要“立足国内多元供应保安全，大力推进煤炭清洁高效利用”。目前，我国煤炭消费约占能源消费总量的2/3 ，煤炭消费中直接燃烧的比重达3/4，煤炭直接燃烧污染物排放强度高、治理困难，已经成为部分地区生态环境恶化的主要因素。为此，迫切需要创新煤炭利用方式，加快煤化工产业创新发展步伐。现代煤化工可以将组成复杂且“不清洁”的原料转化为优质、清洁的产品，实现煤炭向清洁化转化，开辟煤炭分质高效利用的新途径。

第三，能够有效拉动区域经济发展，带动煤炭、石化、装备等相关领域产业优化升级。稳增长、调结构是中国进入经济发展新常态、进行发展方式转型的主要任务，也将是“十三五”期间的重点任务。现代煤化工产业具有资源、技术、资金、人才密集等特点，工业增加值是煤炭直接销售的4-15倍。“十二五”期间，我国现代煤化工产业实现总投资超过3500亿元，直接创造5万个以上的就业岗位，间接创造几十万个就业岗位，为农村和小城镇创造了大量的就业机会，推动了装备制造、基础设施配套建设和相关服务业的发展，促进了产业结构转型，带动了资源地区将资源优势转化为产业经济优势，成为拉动了区域社会经济发展的一个新的领域。

第四，能够成为清洁油品、天然气及石化基础原料巨大需求的有益补充。我国有着清洁油品、天然气及石化基础原料的巨大需求，现代煤化工可以成为这一巨大市场的有益补充。未来我国成品油市场仍有较大增长空间，为提高环境质量，油品质量升级刻不容缓，需要煤制油提供清洁优质油品，丰富成品油的多元化原料供应、缓解原油供需矛盾。天然气市场仍存缺口，需要进口管道天然气和LNG，发展煤制天然气可作为其有效补充。乙烯、丙烯当量消费仍存在较大缺口，国内聚乙烯、聚丙烯需求增长绝对值依然较大；芳烃，尤其是对二甲苯，市场供应严重不足；乙二醇市场缺口可能会进一步扩大。现代煤化工发展不仅可为石化原料多元化发展提供重要支撑，而且还可以为终端市场提供优质的短缺产品。

三、“十三五”我国现代煤化工发展的战略目标和措施

“十三五”是我国石油和化学工业由大国向强国跨越的重要时期。十八届五中全会通过的《关于制定国民经济和社会发展第十三个五年规划的建议》，为“十三五”时期我国石油和化学工业发展指明了方向，也为我国现代煤化工发展提出了要求。中国石油和化学工业从“跟跑型”战略向“领跑型”战略转变，必然要求现代煤化工在认真总结“十二五”发展经验的基础上，走出一条突破与转型发展的新路子。我们所讲的“突破”，就是现代煤化工要依靠技术创新，向高端技术突破。要突破一些世界性难题，抢占一批领先于世界的技术制高点，开创一片中国煤化工独领风骚的市场新高地。我们所讲的“转型”，就是现代煤化工发展方式要从要素规模型发展转向质量效益型发展，要依靠技术创新驱动，走出一条资源消耗少，技术含量高，质量效益好，绿色可持续发展的新路子。我们要用技术突破与发展方式转型，创造中国现代煤化工领先于世界的新高地、新水平和新优势。

这条“突破”与“转型”的新路子，我们可以用“升级示范、合理布局、技术高端、绿色可持续发展”来概括。

“升级示范”：我们认为“十三五”期间现代煤化工发展项目管理，仍然不宜放松宏观调控，在石油和化工行业产能严重过剩的形势下，现代煤化工的发展必须坚持“示范先行”，但“十三五”的示范同“十二五”的示范相比，管理要求更高、技术要求更先进，投资效益要求更好。

“十三五”的“示范”强调的是“升级示范”，这种升级主要强调的是技术升级，这种技术升级主要集中在五个方面：一是先进煤气化技术的升级。要求高阶煤高端利用、低阶煤合理利用，全面提高煤炭清洁、分质、高效利用水平；二是先进合成技术升级。煤气净化技术更先进，合成催化剂更加高效，合成技术在温度、压力、合成效率上更合理；三是关键核心装备技术升级。在大型煤气化、空分、净化、合成、分离装备及关键泵、阀等方面，努力实现自主化，为产业化发展提供装备支撑；四是终端产品差异化技术升级。打破目前终端产品趋同的现状，研发更多终端产品高端化、差异化的新技术；五是成本优势的升级。要使现代煤化工同石油化工的竞争中，创造出更多、更强、更大的经济成本优势。要通过这五个方面的升级示范，进一步巩固和提升我国现代煤化工相对和绝对的技术、经济及装备优势。

“合理布局”：布局是否合理直接关系着产业发展的大局，关系着项目发展的先天优势。“十三五”期间，在“示范”项目的布局上，一定要坚持“靠近原料、靠近市场、进入化工园区”的三个原则，一定要坚持“量力而行、量水而行、量环境承载能力而行”的布局要求，一定要坚持“规模大型化、集聚优势显著、产业链合理、产品差异化突出”的技术特色。要通过“十三五”合理布局的发展，使我国现代煤化工的发展在总量上得到合理控制，在布局上更加优化，在技术特色上更加突出，努力建设一批具有国际水平的大型化、综合性、更具环保优势和管理效率的现代煤化工园区和基地。

“技术高端”：“十三五”期间，现代煤化工发展必须要在高端技术上取得重大突破，使产业发展技术瓶颈得到有效解决，使产业竞争优势更加突出。“技术高端”就是要使“煤头”和“化尾”两大优势更加成熟。“煤头”优势就是要通过气化技术的突破和优化，使合成气下游的柔性加工工艺更加合理，更加多元，使合成气煤头同合成氨、天然气、氢气；同甲醇、烯烃、芳烃等形成多联产工艺，开拓出碳一化学更广阔的出路。“化尾”优势就是要通过技术创新，尽快改变目前终端产品结构雷同的困局，加快形成终端产品高端化、差异化的新局面。目前我国石化行业是一个贸易逆差的大行业，2015年，中国石油和化学工业进出口总额为5262.8亿美元，其中出口贸易额1820.5亿美元，进口贸易额3442.4亿美元，全行业贸易逆差达1621.9亿美元。我国进口量最大的是化工新材料和高端专用树脂。“十三五”期间，我们要通过煤制烯烃、煤制芳烃、煤制乙二醇等后加工系统的高端突破，力争在化工新材料、工程塑料和高性能纤维、高性能涂料等生产技术上取得高端突破，为改变我国石油化工贸易逆差方面做出新的贡献。

“绿色可持续发展”：绿色可持续发展是我国经济发展方式的重大变革，也是现代煤化工可持续发展的必然要求。当前，现代煤化工发展一个重大制约就是环保排放问题。能否彻底解决环保排放问题，直接关系着现代煤化工发展的前途和未来。“十三五”期间，现代煤化工绿色可持续发展必须认真抓好三项重点工作：一是在示范工程的基础上，尽快建立健全现代煤化工废水、废气、废固先进合理、齐全配套的排放标准，用先进合理的技术标准体系，努力提升现代煤化工项目的绿色发展水平；二是要下大功夫突破高盐废水和CO2排放利用的技术制约，用清洁可靠的技术从根本上解决当前制约现代煤化工发展的环保排放突出矛盾；三是要建立高效严格的环保监管体系，特别是通过化工园区和现代煤化工基地的集中在线监管体系，培养我国现代煤化工绿色可持续发展的标杆和典型。

我们通过“突破”与“转型”的新路子，在“十三五”期间使我国现代煤化工在控制总量、完善技术、减少排放的基础上，迈出稳健增长的新步子。预计到2020年，我国煤制油产能将达1200万吨/年，煤制天然气产能将达200亿立方米/年，煤制烯烃产能将达1600万吨/年，煤制芳烃产能将达100万吨/年，煤制乙二醇产能达600万吨/年。使现代煤化工在我国石油和化学工业产业结构中的比重进一步优化，贡献进一步加大。

（作者是中国石油和化学工业联合会会长）