李壽生:努力開創我國煤化工產業高端化多元化低碳化發展的新局面

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  9月13日,習近平總書記在榆林考察國家能源集團榆林化工有限公司時深刻指出,煤炭是我國的主體能源,要按照綠色低碳的發展方向,對標實現碳達峰、碳中和目標任務,立足國情、控制總量、兜住底線,有序減量替代,推進煤炭消費轉型升級。煤化工產業潛力巨大、大有前途,要提高煤炭作為化工原料的綜合利用效能,促進煤化工產業高端化、多元化、低碳化發展,把加強科技創新作為最緊迫任務,加快關鍵核心技術攻關,積極發展煤基特種燃料、煤基生物可降解材料等。習近平總書記的講話高屋建瓴、內涵豐富,站在國家能源安全和現代化建設的高度,深刻揭示了我國煤化工產業的發展規律,指出了我國煤化工產業的發展方向,對指導我國煤化工產業高質量發展具有深遠意義。

  保障國家能源安全必須發揮煤炭的主體能源作用

  富煤缺油少氣是我國能源資源稟賦的突出特點,目前煤炭占一次能源消費的比例在57%左右,而石油和天然氣對外依存度則分別達到了73%和43%。

  在我國,油氣除用于燃料外,還用作化工原料生產基礎化工產品。2020年我國原油加工量6.7億噸,其中成品油產量3.3億噸,超過40%的原油用于生產石化化工產品。

  近年來我國煤化工技術實現重大突破,現代煤化工示范項目取得重大進展,煤炭能夠替代原油生產成品油、天然氣以及“三烯”“三苯”等化工原料,可實現煤炭經深加工對原油的替代,成為世界化工原料多元化進程中的重要組成部分。

  發展煤化工產業已成為發揮我國能源資源稟賦特點,推進煤炭消費轉型升級,保障國家能源資源安全,支撐國家現代化的重要途徑和手段。

  科技創新和綠色低碳成為煤化工產業可持續發展兩大動力

  “十三五”以來,我國煤化工產業積極應對全球油價大幅波動、經濟增速放緩、新冠肺炎疫情沖擊等不利影響,主動參與應對全球氣候變化、實現“雙碳”目標的統一行動,在科技創新、低碳環保、結構轉型等方面均取得了長足進步。特別是以煤制油、煤制天然氣、煤制烯烴、煤制乙二醇為主的現代煤化工產業達到世界領先水平,產業化示范取得了重要階段性成果。

  一是技術創新實現多點突破,取得一批世界級科技成果。

  在煤氣化領域,多噴嘴對置式水煤漿氣化技術、航天粉煤加壓氣化技術等先進煤氣化技術進入大型化、長周期運行階段。在煤制油領域,開發了超清潔汽、柴油以及軍用柴油、高密度航空煤油、火箭煤油等特種油品先進制造技術,開展了煤直接液化油品的戰機試飛和火箭發動機試驗;研制出煤瀝青制備中間相瀝青以及中間相瀝青連續聚合技術,建成首套百噸級中間相瀝青連續聚合裝置;高溫流化床費托合成關鍵技術完成了10萬噸/年中試。在煤制天然氣領域,煤制天然氣甲烷化技術具備了工業化條件。在煤制烯烴、芳烴領域,新一代甲醇制烯烴技術在甲醇轉化率、乙烯丙烯選擇性、噸烯烴甲醇單耗等方面優勢明顯,合成氣直接制低碳烯烴技術是具有里程碑意義的創新突破。此外,低階煤分級分質利用技術創新也取得積極進展,為有效推動煤炭分質清潔高效利用提供了重要支撐。

  二是綠色低碳發展成為共識,節能減排水平顯著提升。

  煤化工企業普遍認識到綠色低碳是實現可持續發展的生命線,主動采用新的節能減排技術,加強企業用能和排放管理,煤化工產品的單位能耗和污染物排放強度顯著下降。正在運行的百萬噸級煤間接液化項目單位產品綜合能耗、煤耗和水耗分別下降到約2噸標煤/噸、3.5噸標煤/噸和5.7噸標煤/噸;煤制天然氣項目能源轉化效率在55%左右,單位產品煤耗1.84噸標煤/千標準立方米、水耗5.77噸/千標準立方米,產品質量、消耗指標均接近或優于國家控制指標;煤制烯烴項目噸乙烯和丙烯綜合能耗降至2.4噸標煤以下,甲醇單耗降至2.8噸左右;煤制乙二醇裝置噸蒸汽耗可達到6噸以下。與燃燒發電相比,煤化工排放的二氧化碳濃度高、易回收、成本低,其中70%可實現回收,用于碳捕集、利用與封存(CCUS)以及其他工業領域。

  三是產業結構不斷優化,產業集中度大幅提升。

  “十三五”以來,我國煤化工在優化布局上培育了寧東能源化工基地、鄂爾多斯能源化工基地、榆林國家級能源化工基地等多個現代煤化工產業集聚區,重點發展煤制油、煤制氣、煤制甲醇、煤制烯烴、煤制乙二醇等煤化工及下游精細化工產業,基本形成品類齊全的現代煤化工產業集群。2020年,我國煤制油、煤制天然氣、煤(甲醇)制烯烴、煤制乙二醇年產能分別達到823萬噸、51.05億立方米、1672萬噸、597萬噸。其中,煤(甲醇)制烯烴產能占全國聚烯烴產能的31.8%,煤制乙二醇產能占全國乙二醇總產能36.9%。煤制化學品已成為我國石油化工產業的重要組成部分,為我國石化原料多元化發展提供了重要支撐。

  提高煤炭資源的綜合利用效能必須要加快關鍵核心技術的持續突破

  當前,世界正處于百年未有之大變局中,國際環境更趨復雜嚴峻,全球疫情持續演變,不穩定性不確定性明顯增強,影響能源安全的因素更多、國際競爭更加激烈,生態環保特別是碳達峰、碳中和對煤炭產業的約束越來越緊,要求越來越高。我國已建和在建煤化工項目主要集中在中西部煤炭資源豐富的地區,這對于減少煤炭物流成本、緩解運煤通道壓力、拉動當地經濟增長和轉型升級等方面具有顯著效果,但是這些地區普遍面臨遠離產品終端市場、水資源短缺、環境資源承載力不足、缺乏納污水體等問題。同時,受能耗“雙控”目標限制,目前現代煤化工項目難以獲得相應的增量指標。

  產業結構不合理,基礎產品占比過高,同質化現象嚴重,是長期制約煤化工產業發展的重要問題之一。煤制油品產品類型基本一致,同質化產品供應激增,加劇了煤制油項目的生存壓力。煤制烯烴產品以中低端為主,乙烯丙烯產品集中在一些少數通用料或中低端專用料牌號上,高端專用料牌號基本空白。煤制乙二醇的產品結構單一,已建成的項目通常以乙二醇為絕對主產品,下游用于聚酯的高端應用比例還不高。如果現代煤化工項目不從高端化、差異化上解決同質化問題,勢必會造成產能過剩、無序競爭的被動局面。

  造成煤化工發展面臨的這些問題,主要原因在于科技創新仍未跟上產業發展的需要。許多關鍵工藝技術尚未取得突破,煤化工產業鏈過短,高端產品比率較低,是當前煤化工發展的一個突出矛盾。雖然目前煤化工新技術研發活躍,但是大多處于實驗室或中試階段,仍需進行工業化示范驗證。特別是亟待開發二氧化碳資源化利用技術,減少溫室氣體排放對環境影響。強化煤化工科技創新,突破制約綠色低碳發展的關鍵核心技術,提高煤炭資源的綜合利用效能,推進產品的高端化多元化低碳化,是“十四五”時期煤化工產業實現高質量發展的當務之急。

  努力開創煤化工產業高端化多元化低碳化發展的新局面

  “十四五”時期是我國石油和化學工業由大向強跨越的關鍵時期,煤化工行業要認真學習貫徹習近平總書記的指示精神,緊緊圍繞提高煤炭綜合利用效能,優化布局,延鏈補鏈強鏈,走出一條依靠科技進步和管理提升的高端化多元化低碳化發展的新路子。

  一是控制總量,優化產業布局。

  區分煤化工用的原料煤與供電、熱用的燃料煤,加強統計分析,摸清家底,在嚴控燃料煤消費量的前提下,合理制定煤化工原料煤的控煤方案,避免各地限煤“一刀切”運動式做法,既要確保大氣質量的改善,也要避免對企業造成“誤傷”。統籌考慮資源條件、環境容量、生態安全、交通運輸、產品市場等因素,科學合理布局示范項目。根據資源承載能力和環境容量安排發展速度,按照能源保障、運輸和加工能力安排資源開發規模和產業布局,推進大型化、園區化、基地化的可持續發展模式。

  二是優化結構,促進高端多元化發展。

  已建成的示范項目要實現“安穩長滿優”運行,重點圍繞生產高端、差異化、高附加值產品,提高能效、降低資源單耗,降低污染排放,加強節水和環保技術開發、裝備自主化等開展升級示范。重點發展煤制超清潔油品和特種油品,同時加快下游化工產品向精細化、高附加值方向發展,特別是加快煤基特種燃料和煤基生物可降解材料的發展。繼續開展甲烷化技術及催化劑開發,推進10億立方米/年工業化示范。開發差異化、高端化聚烯烴牌號,加強對碳四資源綜合利用。不斷提升乙二醇產品質量,降低資源消耗,聯產高附加值產品。穩步推進煤制芳烴工業化示范。

  三是延鏈耦合,推進綠色低碳發展。

  要努力打破目前各行業按技術和工藝相互隔離的發展模式,積極探索以資源綜合利用為紐帶的不同行業耦合發展的新模式,共生共聯,協同發展。要采取多聯產方式,實現煤電化上下游一體化建設和運營,大力推動現代煤化工與石油化工、化纖、鹽化工、冶金、電力、建材等產業融合發展,延伸產業鏈,壯大產業集群,助力煤炭清潔高效轉化。研發合成反應熱高效利用、低位能有效利用、密閉式循環冷卻、高含鹽濃縮水處置、多種廢氣污染物處置等節能節水和環保技術。對缺少納污水體或納污水體不能接受廢水排放的,嚴格落實水功能區域限制納污紅線管理的要求,做到工藝廢水全部回收利用;對有納污水體條件的,嚴格執行污水達標排放標準。組織攻克大規模、低能耗二氧化碳分離與捕集技術,安全高效二氧化碳輸送工程技術,低能耗、低成本、大規模二氧化碳利用技術,安全可靠的二氧化碳封存技術,積極開展以二氧化碳為原料制高附加值及大宗化學品研究,減少溫室氣體排放對環境影響。

  四是創新引領,提升可持續發展能力。

  開展產學研用協同攻關,進一步開發大型先進煤氣化技術;開發合成氣一步法制烯烴、制低碳醇醚、制對二甲苯,甲醇一步法制備對二甲苯,合成氣直接制高碳醇,煤直接提取高附加值醫藥中間體和精細化學品等短流程技術;開發煤制超清潔油品和特種油品,同時加快向下游化工產品延伸生產特種化學品;研發差異化、高端化聚烯烴牌號,加強對碳四資源綜合利用;不斷提升乙二醇產品質量,降低資源消耗,聯產高附加值產品;攻克粉煤熱解、氣液固分離工程難題,形成百萬噸級低階煤大型熱解多聯產清潔高效分級分質利用關鍵技術,用技術創新開創煤化工產業潛力巨大、大有前途的新未來。


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