新形势下现代煤化工面临的问题及发展方向
2021-01-21陈承伟
陈承伟
摘要:我国“富煤、缺油、少气”的化石资源禀赋为现代煤化工发展创造了有利的原料资源条件。基于此,本文论述了现代煤化工面临的挑战及发展 前景。
关键词:煤化工;意义;挑战;对策;发展前景
煤化工产业在我国能源的可持续发展中占据着重要地位,并且是我国 未來能源发展的重要方向,这将大量减轻燃煤造成的环境污染,降低我国 对进口石油的依赖程度,所以煤化工产业在我国面临着新的市场需求和发 展机遇。煤化工产业的发展战略是煤化工产业未来发展的最重要组成部分,如何规划煤化工产业发展战略目标,提高煤化工产业生产效率和决策水平,对煤化工产业优化资源配置,提高竞争力具有重要意义。
一、煤化工的起源
煤化工起源于 18 世纪工业革命之后冶金工业的炼焦。1792 年苏格兰的 W·默多克用铁甑干馏烟煤,并将所得焦炉煤气用于照明。1850~1860 年,法国等部分欧洲国家相继建立了炼焦厂,炼焦化学品的回收开始引起重视。19 世纪 70 年代,德国建成了有化学品回收装置的焦炉,从煤焦油中提取 了大量的芳烃,作为医药、农药、染料等工业原料,自此传统煤化工开始 得到较快发展。第一次世界大战期间,作为火炸药原料的氨、苯及甲苯需 求巨大,促进了炼焦副产化学品的回收和利用。
二、发展现代煤化工的意义
1、优化煤炭消费结构、保护生态环境。与直接燃烧的传统利用方式相 比,现代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。发展现代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。
2、推进现代煤化技术创新、建设煤炭强国。随着现代煤化技术创新力 度的加大和示范工程建设的加快,现代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。特别是现代煤化工技术的发展,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 气净化等现代通用技术,带动了二氧化碳捕获利用、特种装备制造技术的 发展。
三、现代煤化工发展面临的诸多挑战
1、水资源瓶颈制约问题。煤化工是一个大量消耗水资源的产业,而部 分煤化工项目布局在水资源相对匮乏、环境相对脆弱的地区。工艺蒸汽参 加化学反应、循环冷却水蒸发或“跑、冒、滴、漏”损失需要的系统补充 水、除盐水补充水及生活用新鲜水,同时还会产生大量废水,对环境产生 巨大威胁。若节水措施不到位,如开式循环冷却水系统节水技术、空冷技 术、闭式冷凝液回收技术、水的梯级利用及重复利用技术等措施未实施好,单位水耗和废水排放量就降不下来,从而影响煤化工项目整体布局。
2、环境排放约束问题。现代煤化工紧邻煤炭坑口布局,所在地区工业 基础薄弱,生态脆弱,环保总量指标匮乏。目前环保处理技术仍存在亟待 解决的瓶颈问题.比如高浓盐水和有机废水处理处置;大宗固体废物综合 利用;大量的二氧化碳排放;杂盐无害化处理等。类似环保问题还有待于 探索和完善。
3、产品同质化问题。现代煤化工产业起步较晚、研发时间不长,加上 投入资源有限,核心装备技术还不能完全掌握,导致煤化工的中间产品雷 同现象较严重。产业链延伸不够,低附加值产品较多,产业竞争力不强。
4、低价油气冲击经济性问题。在高油气价格前提下,现代煤化工的竞 争力毋庸置疑。但到低油气价阶段,如油价在每桶 50 美元以下时,煤化工 成本优势遇到了极大的挑战。煤制油、煤制气运行项目普遍亏损,煤制烯 烃项目受新建特大型炼化一体化项目的冲击,盈利空间进一步收窄。
四、现代煤化工发展对策
1、稳步推进技术改造。降低材料消耗已投入运营的项目,评估材料、 能源消耗,用水量和三废排放的装置分析(如示范项目的能量转换效率和 二氧化硫的排放强度,氮氧化物和二氧化碳),掌握示范项目运行的经验,总结、发现和分析存在的问题,探索运行优化和技术升级的可行性。在达到技术水平的前提下,规范企业经营参数,稳步推进技术升级,降低材料 消耗,为新项目开发腾出空间。探索不同的环境管理政策,对现有涉及现 代煤化工项目的工业园区进行调研,从资源环境承载力的角度分析项目开 发的可行性。对于产业基础薄弱、环境保护指标总量不足但环境容量较大 的地区,地方政府应制定差异化的环境保护管理政策,在要求最严格的环 境保护先进加工技术的前提下帮助项目落地。在国家层面,应根据不同的 环境容量制定不同的环境保护政策,促进不同地区的协调发展。
2、探索差别化的环保管理政策。对现有涉及现代煤化工项目的工业园 区进行排查,从资源环境承载力角度分析项目发展的可行性,针对工业基 础薄弱、环保总量指标匮乏,但环境容量大的地区。当地应给与差别化环 保管理政策,在要求项目采用最严格的环保先进处理技术的前提下,帮助 项目落地。从国家层面上,应根据环境容量不同,制定差别化的环保政策,带动各区域协调发展。
3、拓展下游产业链,提高市场竞争力。现代煤化工应加强后续产品链 延伸,针对国内市场对外依存度大的产品,加强资金投入,分析产能、产 量增加及其市场需求情况,尤其是受技术制约难以供给的产品要加大研发 力度,以高端化、差异化和高性能化、专用化为目标,增强其市场竞争力。
五、煤化工发展前景
现代煤化工作为新兴产业,尽管受到诸多影响因素在一定程度上严重 制约行业发展,但同样因我国富煤缺油特点和现代煤化工的清洁化产品优 势、一体化发展特色、技术集成优势而呈现出良好的发展前景。整体来看,行業发展前景广阔,关键在于机遇的准确把握。
1、能源结构决定煤化工发展优势。当前,我国经济仍然处于快速增长 阶段,对于石油资源和天然气资源的需求逐年增长,而在我国煤炭丰富、 油气匮乏的能源发展背景下,发展现代煤化工对调整我国的能源结构具有 重要战略意义。因此,我国的能源结构决定了,现代煤化工的发展前景喜 人。
2、国家能源安全形成煤化工发展优势。当前,我国面临着复杂多变的 全球经济、政治形势,在贫油、少气背景下,如何保障好我国的能源需求 安全成为一项战略任务。煤化工的发展有利于推动石油资源替代战略的实 施。尽管煤化工产品对石油化工产品的替代规模和种类有限,但伴随技术 的不断发展、丰富和成熟,煤化工已形成产品多样化优势,对保障我国的 能源安全、实现能源多样化,促进石油时代化学工业可持续发展意义重大。
3、現代煤化工的清洁发展优势符合时代主题。传统燃煤利用存在能源 利用率低、环境污染大的缺点。在当前经济发展模式下,清洁、环保已成 为美好生活向往需求的核心,而我国因“富煤、贫油、少气”,无法解除对 煤炭的依赖,因此如何提高原煤的清洁化利用成为经济发展需要解决的重 中之重。新型煤化工技术的碳资源转化率已达到 98%以上,同时能实现集 中处理灰渣、硫氮化物等,既符合大众对于美好生活的需求也符合我国节 能减排的国策,成为新时代的“宠儿”。据数据统计,燃煤产物已成为我国 大气污染的主要来源,占到我国二氧化硫排放的 85%、硝化物排放的 67%、 二氧化碳排放的 80%、烟尘排放的 70%。因此在这样的背景下,为现代煤 化工的发展和壮大提供了有利机遇。
4、现代煤化工发展符合世界能源发展趋势。全球能源发展趋势已进入 到能源和化工原料多元化发展的时代,随着现代煤化工技术发展的先进性 和成熟性,以及产品的多元化、高值化、清洁化,将煤炭作为原料生产多 种化学品和通过转化生成为洁净高效能源的技术将与石油天然气化工及能 源的技术路线形成协同发展并充满竞争的趋势。因此,未来煤化工发展领 域的技术竞将争空前激烈,市场规模也将形成空前态势。
参考文献:
[1]王明华.现代煤化工发展现状及问题分析[J].化工进展,2017,36(08):2882-2887.
[2]钱伯章.我国煤化工发展前景[J].现代化工,2015,40(01):33-38.