王明華

(國家能源集團(tuán)技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究院，北京市昌平區(qū)，102211)

目前，我國現(xiàn)代煤化工的產(chǎn)能規(guī)模已經(jīng)相當(dāng)可觀，截至2019年，已建成煤制油產(chǎn)能為921萬t/a，煤制烯烴(包括甲醇制烯烴)產(chǎn)能為1 582萬t/a，煤制天然氣產(chǎn)能為51億m3/a，煤制乙二醇產(chǎn)能為478萬t/a，煤制甲醇產(chǎn)能為6 236萬t/a。按產(chǎn)能計(jì)，總的原料煤轉(zhuǎn)化量達(dá)1.8億t/a(標(biāo)準(zhǔn)煤)。

總體來看，我國現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)在規(guī)模、技術(shù)、裝備方面均有長足進(jìn)展，關(guān)鍵技術(shù)水平處于世界領(lǐng)先地位。但受制于低油價(jià)等因素影響，現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)盈利能力持續(xù)走弱，對(duì)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展十分不利[1-3]。

1 現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)

1.1 日益嚴(yán)格的環(huán)保壓力

國家對(duì)煤化工項(xiàng)目實(shí)行嚴(yán)格的生態(tài)環(huán)境和水資源管理政策，碳達(dá)峰、碳中和以及環(huán)保壓力將成為影響現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素[4]。煤制油和煤制烯烴等項(xiàng)目的水資源、碳排放和能源消耗絕對(duì)量較大，隨著2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰和2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的設(shè)定，現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目不得不面對(duì)生態(tài)文明建設(shè)和履行《巴黎協(xié)定》承諾的大環(huán)境。

1.2 國家支持政策不明朗

近年來，國家相關(guān)部門出臺(tái)了多個(gè)規(guī)范煤化工發(fā)展的政策文件，從中可以看出，政府對(duì)煤化工產(chǎn)業(yè)的政策導(dǎo)向經(jīng)歷了“鼓勵(lì)-引導(dǎo)-控制-從嚴(yán)”的過程。目前來看，政策扶持力度不夠，體制機(jī)制阻礙較大。

1.3 煤制油發(fā)展規(guī)模受限

上游受國際原油價(jià)格擠壓，下游受國內(nèi)消費(fèi)空間制約，煤制油發(fā)展空間十分有限。

一是國際低位油價(jià)擠壓，煤制油項(xiàng)目盈利能力堪憂。中國是一個(gè)缺油多煤的國家，主要的化工產(chǎn)品完全由石油作原料生產(chǎn)是不現(xiàn)實(shí)的，適當(dāng)發(fā)展現(xiàn)代煤化工符合我國實(shí)際的發(fā)展方向。在世界新發(fā)展格局下，長期來看，國際油價(jià)在中低區(qū)間運(yùn)行將成常態(tài)，對(duì)現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目、特別是煤制油項(xiàng)目的盈利性十分不利，甚至可能造成這些項(xiàng)目處于長期虧損狀態(tài)。

二是新能源發(fā)展大勢(shì)，下游油品消費(fèi)空間愈發(fā)收窄。一方面，工信部制定出燃油汽車退出時(shí)間表；另一方面，新能源汽車銷量不斷攀升，國務(wù)院辦公廳印發(fā)的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》中提出，到2025年，新能源汽車的新車銷售量將達(dá)到汽車新車銷售總量的20%左右。2019年我國的汽車銷售總量是2 572萬輛/a，按這個(gè)數(shù)據(jù)計(jì)算，到2025年，新能源汽車新車銷售量將達(dá)到約500萬輛/a，新能源汽車將逐步替代傳統(tǒng)燃油汽車。

1.4 煤制化學(xué)品缺乏科技創(chuàng)新

煤制化學(xué)品大宗產(chǎn)品面臨著產(chǎn)能嚴(yán)重過剩的風(fēng)險(xiǎn)，高端產(chǎn)品技術(shù)難以突破，處于量與質(zhì)難以拓展的兩難境地[5-15]。

一是產(chǎn)能過剩、競爭壓力陡增。當(dāng)前我國烯烴行業(yè)處于總量不足和下游結(jié)構(gòu)性短缺的時(shí)期，市場(chǎng)需求缺口依然存在。隨著近年來投資主體多元化、原料路線輕質(zhì)化以及烷烴脫氫產(chǎn)能的擴(kuò)張，烯烴產(chǎn)業(yè)的供應(yīng)格局將發(fā)生改變，沿海地區(qū)煉化一體化項(xiàng)目的熱建，以及煤(甲醇)制烯烴項(xiàng)目的密集投產(chǎn)，使乙烯產(chǎn)能大幅增長，進(jìn)入快速擴(kuò)張期，產(chǎn)能有過剩的風(fēng)險(xiǎn)，丙烯產(chǎn)能快速擴(kuò)張勢(shì)頭逐漸放緩，市場(chǎng)博弈將日趨激烈。與此同時(shí)，煤制烯烴項(xiàng)目同質(zhì)化現(xiàn)象普遍，產(chǎn)品方案雷同且多為低端通用料，附加值低、抗風(fēng)險(xiǎn)能力弱。

二是缺乏下游產(chǎn)品高端化核心技術(shù)。目前我國缺乏下游高附加值的精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)工藝技術(shù)，產(chǎn)業(yè)鏈較短，科技創(chuàng)新力度不足，與世界先進(jìn)水平差距較大。

2 新發(fā)展格局下現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑分析

2.1 實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)差異化、精細(xì)化、高端化發(fā)展

現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)要服務(wù)于國家能源發(fā)展總體戰(zhàn)略，堅(jiān)定新發(fā)展格局，轉(zhuǎn)變發(fā)展思路，尋找發(fā)展突破口。

第一，在“十四五”期間，聚烯烴大宗產(chǎn)品市場(chǎng)將面臨激烈的競爭，開發(fā)聚烯烴專用料、高端牌號(hào)產(chǎn)品將成為企業(yè)利潤增長的重點(diǎn)。2019年我國聚丙烯進(jìn)口量約為500萬t，進(jìn)口依存度持續(xù)下降，不到20%；而聚乙烯進(jìn)口量仍呈現(xiàn)逐年遞增的態(tài)勢(shì)，2019年進(jìn)口量約為1 700萬t，進(jìn)口依存度逐步上升，接近50%。一方面進(jìn)口貨源性價(jià)比優(yōu)勢(shì)大，另一方面近年來我國聚乙烯裝置雖有大量投產(chǎn)，但多為通用料，高端及專用料生產(chǎn)仍顯匱乏，仍需依靠進(jìn)口貨源做補(bǔ)充。總體來看，近年來受制于低油價(jià)等因素的影響，煤制烯烴產(chǎn)業(yè)的盈利能力也逐漸下降，對(duì)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展十分不利。為了扭轉(zhuǎn)先發(fā)優(yōu)勢(shì)到后勁不足的困境，在“十四五”期間，降低生產(chǎn)成本、滿足市場(chǎng)的差異化需求、提升高端產(chǎn)品生產(chǎn)能力是聚烯烴行業(yè)發(fā)展的重要方向。

第二，在“十四五”期間，對(duì)煤制乙二醇項(xiàng)目而言，找到合適的PX資源并實(shí)現(xiàn)乙二醇的就地轉(zhuǎn)化，向下游延伸生產(chǎn)PET聚酯樹脂，是提高競爭力、增加項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性的重要路徑。目前隨著煤制乙二醇項(xiàng)目的大量上馬，以及大型煉化一體化項(xiàng)目下游配套的乙二醇裝置，導(dǎo)致乙二醇行業(yè)存在投資過熱的風(fēng)險(xiǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，聚酯業(yè)占乙二醇總消費(fèi)量的90%以上，2019年國內(nèi)聚酯產(chǎn)量約為5 000萬t，折合乙二醇表觀消費(fèi)量約為1 700萬t。預(yù)計(jì)“十四五”期間，國內(nèi)聚酯產(chǎn)能增加1 500萬t左右，折合乙二醇新增需求量510萬t左右，即在“十四五”末期，乙二醇需求量在2 300萬t/a左右，而目前在建及規(guī)劃的項(xiàng)目產(chǎn)能已超過2 000萬t/a。此外，聚酯產(chǎn)業(yè)90%以上位于華東和華南地區(qū)，對(duì)于地處能源中西部地區(qū)的煤制乙二醇項(xiàng)目，需要支付價(jià)格不菲的運(yùn)輸費(fèi)用。而目前東南沿海新建大型煉化一體化項(xiàng)目大多同時(shí)生產(chǎn)PX和乙二醇，產(chǎn)品就地轉(zhuǎn)化，具有一體化運(yùn)營優(yōu)勢(shì)。

第三，“十四五”期間，貫徹“禁塑令”政策，開展煤基生物可降解材料項(xiàng)目的示范，投資煤基含氧化合物及新型可降解材料，構(gòu)筑聚乙醇酸(PGA)生產(chǎn)體系，全方位打造各種用途與牌號(hào)的樹脂產(chǎn)品，對(duì)開拓煤基化學(xué)品產(chǎn)業(yè)鏈具有重大意義?？山到馑芰鲜俏磥硭芰闲袠I(yè)發(fā)展的大趨勢(shì)，目前不同產(chǎn)品和技術(shù)路線競爭激烈。國家能源集團(tuán)和國機(jī)集團(tuán)共同參股的混合所有制企業(yè)——上海浦景化工，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的煤基全生物降解高分子材料合成路線的全套技術(shù)，通過在包頭煤制烯烴廠萬噸級(jí)的工業(yè)示范裝置應(yīng)用，然后再應(yīng)用于規(guī)?；a(chǎn)、降低產(chǎn)品成本。再擴(kuò)大合作、市場(chǎng)開發(fā)與預(yù)銷售，逐步培養(yǎng)拓展市場(chǎng)，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型，引領(lǐng)高端煤化工產(chǎn)業(yè)朝著可持續(xù)的方向發(fā)展。

2.2 堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，延長煤制化學(xué)品產(chǎn)業(yè)鏈

基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)品呈現(xiàn)逐年遞增的態(tài)勢(shì)，進(jìn)口依存度逐步上升，究其原因主要是高端及專用料生產(chǎn)匱乏，需進(jìn)口貨源做補(bǔ)充。因此在科技創(chuàng)新方面，應(yīng)充分發(fā)揮現(xiàn)有項(xiàng)目的創(chuàng)新潛力，同時(shí)可引進(jìn)國際國內(nèi)的新工藝、新技術(shù)，提升技術(shù)競爭能力，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)從現(xiàn)有的“單一化、低端化”向“差異化、專用化”轉(zhuǎn)變。聚焦核心技術(shù)攻關(guān)，把產(chǎn)品創(chuàng)新作為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的龍頭，提升產(chǎn)品價(jià)值鏈。

第一，充分利用直接液化油品的特點(diǎn)，研發(fā)高端及特種油品。研究開發(fā)軍用超低凝點(diǎn)柴油，研究開發(fā)航天領(lǐng)域火箭煤油，研究開發(fā)新一代大推力運(yùn)載火箭使用的液氧-煤油。

第二，充分挖掘間接液化油品的潛力，研發(fā)高端化工產(chǎn)品及功能化學(xué)品。研究開發(fā)以直鏈烷烴為基礎(chǔ)的產(chǎn)品，包括輕質(zhì)白油、潤滑油基礎(chǔ)油、表面活性劑等產(chǎn)品；研究開發(fā)以α-烯烴為基礎(chǔ)的產(chǎn)品，包括高端合成樹脂、高端潤滑油等產(chǎn)品。

第三，延伸煤制化學(xué)品產(chǎn)業(yè)鏈，研發(fā)高端及精細(xì)化學(xué)品。一是研究開發(fā)性能更高、附加值更高的新型聚乙烯和聚丙烯產(chǎn)品；二是研究烯烴延伸產(chǎn)業(yè)鏈，生產(chǎn)丙烯酸及脂下游產(chǎn)品、乙撐胺、聚醚等精細(xì)化工產(chǎn)品和功能產(chǎn)品；三是研究提高煤制乙二醇產(chǎn)品質(zhì)量，向下游延伸生產(chǎn)聚酯長絲、瓶級(jí)聚酯切片等產(chǎn)品。

2.3 實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)CO2零排放

面對(duì)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)，未來可耦合可再生能源制氫，激活煤炭原料屬性，促進(jìn)煤炭產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，由燃料向原料徹底轉(zhuǎn)變。將煤炭中的碳，與可再生能源制取的氫相結(jié)合，形成碳一化學(xué)的基本原料CO+H2，不僅省去了煤化工過程水煤氣變換反應(yīng)，且不會(huì)排放由于水煤氣變換過程產(chǎn)生的大量CO2。將煤炭富含碳的劣勢(shì)轉(zhuǎn)化成了優(yōu)勢(shì)，使得碳資源得到充分利用，可實(shí)現(xiàn)CO2零排放，系統(tǒng)能量利用效率和經(jīng)濟(jì)效益也都將得到全面提升。例如，PET可廣泛應(yīng)用于纖維、膠片、薄膜、樹脂和飲料等食用品包裝的生產(chǎn)?？稍偕茉粗茪渑c煤化工耦合制取下游化工用品的示意圖如圖1所示。

3 結(jié)語

總體而言，“十四五”期間，在構(gòu)建以國內(nèi)大循環(huán)為主體、國內(nèi)國際雙循環(huán)相互促進(jìn)的新發(fā)展格局下，現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目的發(fā)展，需要轉(zhuǎn)變發(fā)展理念，加快能源終端消費(fèi)產(chǎn)品由化石能源主體向清潔能源主體轉(zhuǎn)變，加快化石能源的發(fā)展趨勢(shì)由燃料向化學(xué)品轉(zhuǎn)變，加快從追求發(fā)展數(shù)量向追求發(fā)展質(zhì)量的轉(zhuǎn)變，以提高產(chǎn)業(yè)競爭力為主要目標(biāo)，加強(qiáng)自主創(chuàng)新，以新技術(shù)研發(fā)和引進(jìn)為主要手段，尋求發(fā)展的突破口。

圖1 可再生能源制氫與煤化工耦合制取下游化工用品的示意圖