基于保障能源安全等現(xiàn)實之需，發(fā)展煤基能源具有重大戰(zhàn)略意義，且被視為石油化工的有效補充，甚至有望取而代之。近年來，煤基能源產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的同時也因經(jīng)濟性差、二氧化碳排放大、水耗高等突出問題飽受詬病。“十四五”將至，煤基能源如何找到適合自身發(fā)展的環(huán)境，同時滿足國家需要和市場需求，成為業(yè)內(nèi)關注的焦點。
“從研究能力、催化劑、放大技術、大廠運營經(jīng)驗等方面來看，我國現(xiàn)代煤化工的發(fā)展已處于世界領先水平。但同時，也要看到產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢受阻的現(xiàn)狀。以目前最有亮點的煤制烯烴為例，一個年產(chǎn)60萬噸的項目投資就要近2000億元。算下來，整個產(chǎn)業(yè)已投入十幾萬億元，2019年煤化工總利潤為25.7億元，還不到投入的千分之幾。”近日舉行的“中國能源化工30人論壇”上，中國工程院院士金涌用一組數(shù)字對比，直指產(chǎn)業(yè)“致命弱點”。
基于保障能源安全等現(xiàn)實之需，發(fā)展煤基能源具有重大戰(zhàn)略意義，且被視為石油化工的有效補充，甚至有望取而代之。但據(jù)金涌介紹，在項目投資方面，煤基與石油基的比例仍達到8.75:1，前者經(jīng)濟性亟待提升。如何找到適合自身發(fā)展的環(huán)境，同時滿足國家需要和市場需求，成為“十四五”時期業(yè)內(nèi)關注的焦點。
從“戰(zhàn)略儲備”到“戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)”仍有距離
多位專家表示，石油價格再低，我國對外依存高的局面也不會發(fā)生根本性轉(zhuǎn)變。我國的能源結構與供需關系，決定了煤基能源的戰(zhàn)略性地位。
“在現(xiàn)代能源體系的框架下進行能源轉(zhuǎn)型和結構優(yōu)化，首要任務和立足點就是實現(xiàn)傳統(tǒng)能源，尤其是煤的清潔高效可持續(xù)開發(fā)利用。”中國工程院院士謝克昌表示，“煤替油”包括對石油制燃料、石油制化學品的替代，各種產(chǎn)品產(chǎn)值已達到萬億元。“遺憾的是，這個戰(zhàn)略定位一直搖擺不定，沒有真正確定下來。”
中國科學院院士、中國科學技術大學校長包信和稱，制備化學品離不開碳資源，因我國對化學品的需求量非常大，每年消耗在化工、材料領域的碳資源以億噸計算。“很長一段時間內(nèi)，依靠化石能源獲取碳資源的途徑不會改變。從已探明開采量來看，我國石油、天然氣大概可采12年、30年，煤炭還可以采50年以上。在一定期間內(nèi)，尤其是動蕩的國際大環(huán)境下，真正靠得住的主體能源還是煤。因此，煤的清潔高效利用應確定為國家戰(zhàn)略。”
“戰(zhàn)略儲備”何時發(fā)揮作用?金涌表示，正確判斷什么時間需要用煤代替石油，也是現(xiàn)代煤化工真正從戰(zhàn)略儲備變?yōu)閼?zhàn)略產(chǎn)業(yè)的關鍵點。若時間過早，企業(yè)無利可談，且消耗大量資源。
“至少現(xiàn)階段，用煤制油、煤制氣代替石油和天然氣是不切實際的。煤制油產(chǎn)品大部分是柴油，但我國煉化產(chǎn)能已經(jīng)過剩，高密度煤油、石蠟等特種產(chǎn)品具備優(yōu)勢，市場容量卻有限。煤制氣發(fā)展同樣受限，以大唐克旗項目為例，售價從每立方米2.75元降至1.75元再到1元。就連唯一亮點煤制烯烴也已出現(xiàn)利潤下滑，需要向精細化、高端化、深加工的方向找尋出路。”金涌認為，煤基能源從戰(zhàn)略儲備轉(zhuǎn)為戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)仍有距離，“目前定位是儲備技術，而不是替代技術、主流技術”。
以量取勝不占優(yōu) 缺乏低價、獨特產(chǎn)品
煤基能源從戰(zhàn)略儲備成為戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的距離何在?記者了解到，內(nèi)外部環(huán)境、產(chǎn)業(yè)自身限制等因素均有影響。
以戰(zhàn)略儲備的代表——煤制油為例，國家能源集團總經(jīng)理助理張繼明表示，全球油氣供應整體呈寬松態(tài)勢，低油價將是常態(tài)。美國“頁巖氣革命”帶來豐富低價的乙烷、丙烷等輕烴資源，吸引全球石化巨頭紛紛投資建廠。同時，我國沿海大型石化項目密集建設，目前投產(chǎn)、在建及規(guī)劃中的22個大型煉化一體化項目，合計煉油產(chǎn)能為2.64億噸/年。若全部投產(chǎn)，石化產(chǎn)業(yè)將進入產(chǎn)能過剩時代。“在現(xiàn)有條件下，煤制油很難做到石油化工項目的規(guī)模。雖有特點，但也面臨難點。”
張繼明進一步稱，盡管規(guī)模相對較小，煤化工項目單位產(chǎn)能投資強度卻是石化項目的5-10倍。此外，煤化工項目產(chǎn)品結構單一，很難實現(xiàn)梯級化利用，一個項目通常只能生產(chǎn)1-2個主產(chǎn)品;基地化格局難以形成，類似石油煉化千萬噸級一體化基地，至少需要投資1000億元以上。“以量取勝不占優(yōu)，通過差異化尋找比較優(yōu)勢，目前又缺乏生產(chǎn)成本低或獨特的產(chǎn)品。”
包信和認為，除了經(jīng)濟性因素，二氧化碳排放、水耗及廢氣、廢渣等環(huán)境問題也要徹底解決。否則，整個產(chǎn)業(yè)很難走遠，國際認可度、社會接受度也將受限。
“煤的結構及反應過程，決定燃燒一定會產(chǎn)生二氧化碳，燃燒1噸煤不可避免排放3噸以上二氧化碳。但目前碳減排成本很高，一般企業(yè)難以承受。煤化工項目往往也是用水大戶，煤中雜質(zhì)燃燒產(chǎn)生的廢氣和固廢還對環(huán)境造成很大壓力。從原理上說，采用現(xiàn)代技術可實現(xiàn)廢水循環(huán)利用，及廢棄物的無害化處理和資源綜合利用，但這些費用逐年攀升。”包信和表示。
金涌也稱，除二氧化硫排放低于石油化工，煤基項目的水耗、二氧化碳排放，目前分別為油化項目的13倍、3.5倍。從資源環(huán)境的約束上看，安全環(huán)保投入仍將增長。
實現(xiàn)從“夠不夠”到“好不好”的轉(zhuǎn)變
“十三五”以來，煤制油、氣、烯烴、乙二醇等產(chǎn)品，保持了兩位數(shù)的年均增長率。與會專家一致認為，“十四五”時期，產(chǎn)業(yè)要實現(xiàn)從“夠不夠”到“好不好”的轉(zhuǎn)變。
謝克昌表示，煤基能源發(fā)展需對標清潔、低碳、安全、高效的現(xiàn)代能源體系。具體而言，積極發(fā)展污染防治技術，依托示范工程盡快實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化;立足大氣、水及土壤環(huán)境容量，科學布局煤基化工產(chǎn)業(yè);建立健全清潔生產(chǎn)標準與環(huán)保政策，完善清潔生產(chǎn)管理體系。超前部署碳捕集、封存技術的前沿性研發(fā)，拓展二氧化碳資源化利用途徑;與可再生能源互補融合，建設低碳煤基綜合能源產(chǎn)業(yè)基地;通過技術突破源頭減排和節(jié)能提效的瓶頸，弱化煤基能源的高碳性。政府應明確將煤基能源化工作為我國能源安全保障“壓艙石”的戰(zhàn)略意義與產(chǎn)業(yè)定位，有序推進升級示范，適度商業(yè)化和全面產(chǎn)業(yè)化。優(yōu)化產(chǎn)業(yè)格局，嚴格要求項目準入門檻，統(tǒng)籌地區(qū)資源、煤種煤質(zhì)、運輸條件與市場需求等因素，為資源高效利用與上下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造條件。
在此基礎上，生產(chǎn)石化路線不易得到的產(chǎn)品被視為出路之一。張繼明透露，依托資源地豐富的煤，國家能源集團將推進煤化一體基地化建設，打造“煤炭-化工-新材料”產(chǎn)業(yè)鏈，差異化發(fā)展煤基新型燃料和煤基新材料，由大宗油品向高端新材料和合成材料轉(zhuǎn)型?，F(xiàn)已將煤基生物可降解材料作為新方向，既可解決終端產(chǎn)品高端化、差異化的問題，還能實現(xiàn)塑料可回收、可降解、可循環(huán)的世界性難題。
中國煤炭工業(yè)協(xié)會副秘書長張宏提出，轉(zhuǎn)變煤炭由單一能源品種為多能源品種聚合體的理念，推動煤炭分級分質(zhì)利用是下一階段的重點。“例如在陜北地區(qū)，已探明含油量在10%以上的煤炭資源1500億噸左右，采用分質(zhì)利用技術，相當于獲得150億噸油、100億噸左右天然氣，及1000億噸潔凈煤資源。”
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