李黎君

助推低碳經(jīng)濟(jì) 開啟“綠”色通道
——煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景看好

李黎君

2009年2月底，石化行業(yè)振興規(guī)劃中提出，煤化工產(chǎn)業(yè)要控制總量，淘汰落后產(chǎn)能。2010年是我國煤化工產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期，煤化工產(chǎn)業(yè)如何適應(yīng)低碳經(jīng)濟(jì)的需求？在低碳經(jīng)濟(jì)時(shí)代應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展哪些產(chǎn)品？如何實(shí)現(xiàn)煤炭這種高碳能源的低碳利用？應(yīng)推廣哪些適用于新型煤化工的低碳技術(shù)？為此，本刊走訪了中國科學(xué)院山西煤化研究所。

由“黑”變“綠 ” 清潔發(fā)展技術(shù)是關(guān)鍵

低碳經(jīng)濟(jì)指的是以低能耗、低污染、低排放為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)模式。低碳經(jīng)濟(jì)絕對不是一個(gè)簡單的提法，而是發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)的必然選擇。而煤炭能源化工產(chǎn)業(yè)將在中國能源的可持續(xù)利用和低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展中扮演重要的角色，煤化工根據(jù)生產(chǎn)工藝與產(chǎn)品的不同主要分為煤焦化、煤電石、煤氣化和煤液化四條產(chǎn)品鏈。其中，煤焦化、煤電石、煤氣化中的合成氨等屬于傳統(tǒng)煤化工，煤氣化制醇醚燃料、煤液化、煤氣化制烯烴可歸于現(xiàn)代煤化工領(lǐng)域。近日有關(guān)專家指出，科學(xué)發(fā)展煤化工不僅有利于低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，而且低碳經(jīng)濟(jì)的實(shí)現(xiàn)，最終還要依賴于煤化工技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

眾所周知，山西是能源大省，煤炭作為支柱產(chǎn)業(yè)，發(fā)揮著極其重要的作用。同樣煤炭資源的高效、環(huán)保、良好利用也非常重要，在發(fā)展煤炭以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)方面不僅要重視生產(chǎn)，而且要重視利用。以煤為原料的煤化工產(chǎn)業(yè)，在傳統(tǒng)的生產(chǎn)過程中同樣要排放二氧化碳，這顯然屬于高碳生產(chǎn)，因此，許多人認(rèn)為不符合低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展潮流。甚至有人懷疑說，發(fā)展煤化工與發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)相悖。不過國家化工行業(yè)生產(chǎn)力促進(jìn)中心總工程師方德巍、江蘇煤化工程研究設(shè)計(jì)院院長馮孝庭等專家指出，傳統(tǒng)煤化工能耗高、污染重，二氧化碳排放多，確實(shí)有悖于發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)。但以清潔煤氣化技術(shù)為龍頭的新型煤化工產(chǎn)業(yè)，能源利用率高、資源利用充分，二氧化碳等溫室氣體排放量少，與發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)是相通的。也正是因?yàn)槿绱?，在低碳?jīng)濟(jì)背景下的今天才更需要提倡和發(fā)展煤化工，走環(huán)保綠色發(fā)展的道路?，F(xiàn)代煤化工是資金和技術(shù)高度集中的產(chǎn)業(yè)，且受煤炭資源、水資源、環(huán)保法規(guī)等諸多因素制約。如何提高資源利用率、降低能耗和污染排放、擴(kuò)大規(guī)模效應(yīng)、提高產(chǎn)品附加值、讓黑色生產(chǎn)轉(zhuǎn)化為綠色經(jīng)濟(jì)，成為了業(yè)界廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)。

近期，本刊就低碳經(jīng)濟(jì)與煤化工發(fā)展的話題，在中國科學(xué)院山西煤化研究所進(jìn)行了走訪。中國科學(xué)院山西煤化研究所“十二五”發(fā)展規(guī)劃中明確堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展的資源統(tǒng)籌機(jī)制和以科研為核心的管理協(xié)調(diào)制度，對主要研究內(nèi)容進(jìn)行領(lǐng)域建設(shè)和平臺(tái)建設(shè)。在能源領(lǐng)域著重發(fā)展關(guān)鍵單元技術(shù)，形成煤轉(zhuǎn)化技術(shù)鏈，真正解決國家非石油能源路線的瓶頸問題，同時(shí)他們還涉入可再生能源領(lǐng)域；化工領(lǐng)域以循環(huán)經(jīng)濟(jì)、清潔生產(chǎn)等可持續(xù)發(fā)展理念為指導(dǎo)，重點(diǎn)進(jìn)行重要有機(jī)化學(xué)品的清潔生產(chǎn)、污染物控制與溫室氣體減排、再生資源的化學(xué)利用等研究和化工過程等計(jì)算與模擬；材料領(lǐng)域大力發(fā)展系列牌號(hào)的碳纖維和實(shí)驗(yàn)室研發(fā)和工程化技術(shù)。此外，在2009年，中國科學(xué)院山西煤化研究所在煤間接液化、粗苯加氫精制催化、順酐低壓加氫生產(chǎn)、甲醇制汽油及灰熔聚煤氣化技術(shù)等工藝技術(shù)取得重大突破。

如何才能提高資源利用率、降低能耗和污染排放、擴(kuò)大規(guī)模效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)從高碳到低碳的轉(zhuǎn)變呢？目前包括日本、美國等一些發(fā)達(dá)國家正在研究二氧化碳與氫反應(yīng)生產(chǎn)甲醇技術(shù)，目前已經(jīng)取得突破。而我國已經(jīng)在二氧化碳合成甲醇的非金屬催化劑領(lǐng)域方面取得重要進(jìn)展，如果這項(xiàng)技術(shù)能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用并與二氧化碳捕集與儲(chǔ)存技術(shù)結(jié)合起來，將會(huì)徹底改變?nèi)祟惸茉聪M(fèi)結(jié)構(gòu)與模式。屆時(shí)，我們可以通過收集、捕獲電廠、化工廠及地下深埋的二氧化碳，與海水電解獲得的氫氣發(fā)生反應(yīng)生產(chǎn)甲醇，從而把人類帶入“甲醇經(jīng)濟(jì)時(shí)代”，并徹底擺脫石油枯竭所帶來的威脅。可以說，煤化工行業(yè)在中國面臨著新的市場需求和發(fā)展機(jī)遇。

低碳經(jīng)濟(jì)促煤化工轉(zhuǎn)型升級(jí)

傳統(tǒng)的煤化工產(chǎn)業(yè)污染嚴(yán)重，在倡導(dǎo)低碳經(jīng)濟(jì)的時(shí)代，顯然要被淘汰，新型煤化工產(chǎn)業(yè)必須符合國家節(jié)能減排的要求，全面評價(jià)煤化工產(chǎn)品能源利用效率和二氧化碳排放對環(huán)境的影響，因此專家指出，就近期而言，我國可以適量進(jìn)口國外低價(jià)甲醇，減少國內(nèi)甲醇生產(chǎn)對煤炭和天然氣資源的消耗，相應(yīng)減少煤化工產(chǎn)業(yè)的能源消耗與二氧化碳排放。即使在低碳經(jīng)濟(jì)時(shí)代，煤化工也同樣可以煥發(fā)出新的生機(jī)與活力。就中遠(yuǎn)期而言，我國應(yīng)加大二氧化碳捕集、儲(chǔ)存和二氧化碳生產(chǎn)甲醇技術(shù)的研發(fā)力度，盡快獲得關(guān)鍵技術(shù)的突破并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。這項(xiàng)技術(shù)一旦獲得突破并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，就意味著“甲醇經(jīng)濟(jì)時(shí)代”的真正到來。那時(shí)的煤化工產(chǎn)業(yè)不僅可以完全消化自產(chǎn)的二氧化碳，還能從其他行業(yè)產(chǎn)生的尾氣獲取二氧化碳原料生產(chǎn)甲醇，從而大大推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)低碳經(jīng)濟(jì)的進(jìn)程。

據(jù)本刊了解，煤化工的主要產(chǎn)品——煤基醇醚燃料不僅是清潔燃料，而且是現(xiàn)階段應(yīng)對石油短缺、保證國家能源安全、減少汽車工業(yè)發(fā)展對環(huán)境影響最理想、最現(xiàn)實(shí)可行的過渡能源和替代燃料。通過現(xiàn)代煤化工技術(shù)生產(chǎn)的甲醇產(chǎn)品，最理想的用途應(yīng)該是車用燃料，因?yàn)榧状挤肿又杏泻豕倌軋F(tuán)，能夠促進(jìn)碳、氫組分充分燃燒，在提高能源效率的同時(shí)，可減少有害氣體和溫室氣體的排放。

同時(shí)專家建議用煤、煤層氣、焦?fàn)t煤氣、煉廠尾氣等為原料生產(chǎn)的甲醇和二甲醚產(chǎn)品，替代石油基的汽柴油。這對于推動(dòng)煤化工產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展、降低我國石油對外依存度、保證國家能源安全都具有戰(zhàn)略意義。在發(fā)展煤化工方面，多聯(lián)產(chǎn)是煤化工今后的發(fā)展方向，煤化工聯(lián)產(chǎn)是指不同煤化工線路之間或與其他線路的聯(lián)合生產(chǎn)，可以提高企業(yè)的整體效率和效益。前者如煤焦化—煤氣制甲醇—甲醇制烯烴，后者如煤基甲醇—燃?xì)饴?lián)合循環(huán)發(fā)電。我國目前的煤化工聯(lián)產(chǎn)是以煤基發(fā)動(dòng)機(jī)燃料或化工產(chǎn)品為主要目標(biāo)產(chǎn)品，以生產(chǎn)過程中的廢余物為原料或燃料，生產(chǎn)電力或熱力自供企業(yè)使用而并不作為產(chǎn)品銷售，這樣的生產(chǎn)模式處于煤化工聯(lián)產(chǎn)的發(fā)展初級(jí)階段。隨著煤化工聯(lián)產(chǎn)基礎(chǔ)技術(shù)和工程技術(shù)的進(jìn)步，煤化工聯(lián)產(chǎn)將會(huì)向縱深發(fā)展。

今年3月，在上海召開的第二屆中國IGCC(整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)多聯(lián)產(chǎn))多聯(lián)產(chǎn)論壇上，與會(huì)的中國工程院院士倪維斗、中國科學(xué)院院士費(fèi)維揚(yáng)和上百名專家形成的共識(shí)：從現(xiàn)實(shí)和長遠(yuǎn)看，現(xiàn)代煤化工發(fā)展走跨行業(yè)聯(lián)產(chǎn)之路，是實(shí)現(xiàn)高效、節(jié)能、環(huán)保的必然要求。因此在全球低碳經(jīng)濟(jì)潮流的背景下，從現(xiàn)在起要突出多方合作，打破行業(yè)界線，加快發(fā)展IGCC。

當(dāng)前能源形勢催生出現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)，這是發(fā)展的必然。專家提出，走跨行業(yè)多聯(lián)產(chǎn)，或?qū)⑹乾F(xiàn)代煤化工發(fā)展的一條高效、節(jié)能、環(huán)保之路。如果煤化工通過跨行業(yè)實(shí)現(xiàn)與石油化工廣義上的聯(lián)產(chǎn)，就可以做到資源利用最優(yōu)化、能量利用最大化和污染排放最小化。預(yù)計(jì)10年內(nèi)，煤化工在我國將會(huì)發(fā)展成為一個(gè)大產(chǎn)業(yè)。

新型煤化工前景看好

2006年7月發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于加強(qiáng)煤化工項(xiàng)目建設(shè)管理，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的通知》中指出，以民用燃料和油品市場為導(dǎo)向，支持有條件的地區(qū)，采用先進(jìn)煤氣化技術(shù)和二步法二甲醚合成技術(shù)，建設(shè)大型甲醇和二甲醚生產(chǎn)基地。

傳統(tǒng)煤化工包括煤焦化、電石乙炔化工、PVC、煤制化肥等。這些行業(yè)本身供大于求，但在目前石油成本高漲的情況下依然具有成本優(yōu)勢。煤炭價(jià)格對甲醇生產(chǎn)成本的影響較大，所以擁有成本低廉的煤礦資源對于甲醇企業(yè)的競爭優(yōu)勢非常重要，生產(chǎn)裝置大型化可以使甲醇生產(chǎn)成本降低到較低水平。未來行業(yè)發(fā)展的趨勢是強(qiáng)調(diào)對資源的控制及下游產(chǎn)業(yè)鏈的衍生和拓展，具備一體化資源優(yōu)勢的企業(yè)將在激烈的競爭中脫穎而出。

新型煤化工的發(fā)展方向包括醇醚燃料、煤制油、天然氣、煤制烯烴等。醇醚燃料是潛力巨大的替代能源，甲醇作為汽油替代燃料，其需求將大幅增長。甲醇制烯烴由于其成本低，國內(nèi)烯烴進(jìn)口依賴大，是非?？春玫拿夯ぐl(fā)展方向。國內(nèi)以神華為例，自產(chǎn)煤的生產(chǎn)成本僅72元/t，外購煤成本也僅210元/t 左右，大型企業(yè)在發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)上成本優(yōu)勢明顯。此外，由于需求強(qiáng)勁，我國柴油供求矛盾一直比較嚴(yán)重，通過煤制油生產(chǎn)柴油，可以緩解這種緊張狀況，煤制油等化學(xué)品的投資價(jià)值就極具吸引力。

另外要強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是，煤化工行業(yè)的多數(shù)單一產(chǎn)品都存在產(chǎn)能過剩風(fēng)險(xiǎn)，單純的低成本策略必然難在今后的國際化工市場構(gòu)成核心競爭力，所以煤化工產(chǎn)業(yè)今后應(yīng)朝著的多聯(lián)產(chǎn)和規(guī)模化投資方向進(jìn)行。將不同的工藝進(jìn)行優(yōu)化組合實(shí)現(xiàn)多聯(lián)產(chǎn)，可形成閉合產(chǎn)業(yè)鏈，充分利用資源，減少污染排放。此外，煤化工的發(fā)展還要注意環(huán)境保護(hù)，在項(xiàng)目建設(shè)時(shí)采取必要的技術(shù)和治理手段，全面實(shí)施循環(huán)經(jīng)濟(jì)，努力實(shí)現(xiàn)零排放。尤其是多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用后，新型煤化工單位產(chǎn)品能耗往往要比傳統(tǒng)煤化工降低20%以上，“三廢”排放減少一半以上。如果加以科學(xué)設(shè)計(jì)與管理，還可實(shí)現(xiàn)“三廢”的資源化利用甚至達(dá)到“零”排放。

目前，我國已經(jīng)擁有具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的煤氣化技術(shù)，并成功完成了產(chǎn)業(yè)化示范，國內(nèi)多個(gè)行業(yè)都在發(fā)展能源化工。專家提出，IGCC是適應(yīng)中國國情，實(shí)現(xiàn)資源充分利用和節(jié)能減排最佳的技術(shù)和載體之一。抓住煤氣化為核心的多聯(lián)產(chǎn)發(fā)展時(shí)機(jī)，聯(lián)合開展IGCC項(xiàng)目示范，才能實(shí)現(xiàn)共贏，同時(shí)還要加強(qiáng)煤電企業(yè)、煤化企業(yè)和采煉油企業(yè)三方合作。多方合作聯(lián)合體，共同推進(jìn)中國煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

煤化工作為一個(gè)正在興起的產(chǎn)業(yè)，已經(jīng)顯示出巨大的發(fā)展?jié)摿?，在低碳?jīng)濟(jì)發(fā)展中起著非常重要的作用，它將會(huì)在今后開啟高碳到低碳的綠色通道。

編輯：肖惠

1672-5050（2010）04-0009-03