关于我国新型煤化工产业发展的思考

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我国新型煤化工产业发展现状

					78	42		0.2
			8	亿m/a		84	78	2.4
		2			4	228		.
					0			2.

注：煤制芳烃发展程度较低，目前仅有万吨级示范装置，表未作统计。2仅统计已、和的项目，未统计尚处于规划阶段的项目；数据来源为《中国现代煤化工项目分布图(20)》^[]。4采用《204年国内外油气行业发展报告》^[2]中204年全国炼油能力、全国天然气产量及乙烯、丙烯产能数据计算。采用《中国石油和化工大宗产品年度报告(20版)》^[]数据计算。

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有直接液化和间接液化两种主要工艺。直接液化核心原理是煤加氢、产出液化油，然后分离、精制，产出柴油、石脑油和液化气。间接液化是煤经过气化成合成气，再通过费托(F-T)合成生产液态烃类燃料，或者将合成气合成甲醇，甲醇在催化剂作用下直接转化为汽油、液化石油气(LPG)等产品。

截至20年2月，全国已有4个项目，分别是神华鄂尔多斯8项目、伊泰项目、潞安项目和云南先锋20煤基甲醇制汽油项目。其中伊泰装置是截至20年底全国唯一达到设计能力的新型煤化工装置，全年生产8.2万t油品，并且有盈利。该项目标志着我国技术已经成熟。

神华鄂尔多斯8项目是我国唯一的项目。这套装置从研发到投入生产，国内多家单位付出了艰苦卓绝的努力。近期该项目的生产能力约为设计值的80%，项目基本上是成功的。目前全国还有个项目，产能42。

.2

截至20年2月，全国已有个项目，分别是大唐克旗.亿m/a煤制气(一期)项目、内蒙古汇能鄂尔多斯4亿m/a煤制气(一期)项目、新疆庆华伊犁.7亿m/a煤制气(一期)项目。

大唐克旗项目是国家发展和改革委员会核准的第一个煤制气项目。项目设阶段多次拖延工期、被迫追加投资，试车过程中生产流程颇为不顺，项目建成后又在管道输送、气化炉故障等方面多次面临难题，项目的示范意义大打折扣。204年7月，大唐将拖累公司业绩多时的煤化工业务及相关资产和股权(包括多伦项目、克旗项目、阜新煤制气项目等)打包转让，整体剥离出去。

目前全国共有个项目，产能84亿m/a。

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截至20年2月，全国已有个项目。神华包头0项目运行最为成功，从20年开始盈利，204年装置基本实现满产，盈利水平较好。目前全国有2个项目，产能高达228。

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有三种主要的工艺路线，目前应用最为普遍的是草酸酯氧化偶联制取乙二醇法，另外还有甲醇制烯烃(MTO)乙烯环氧化制环氧乙烷环氧乙烷水合制乙二醇路线，以及伊士曼公司20年月宣布的合成气不经过草酸酯路线的专利。草酸酯氧化偶联法由中科院福建物质结构所开发，开发过程漫长、困难重重，曾先后进行过00t级和万t级试验。

截至20年2月，全国共有个项目投入运行，尚没有装置达到设计产能；有个装置，总产能达到万t，20年将有数个装置。

. 煤制芳烃

煤制芳烃技术起源于20世纪80年代新西兰实现工业化的甲醇制汽油(MTG)工艺，是现代煤化工中期望成功的第种工艺。如果能够成功，将对化学工业产生较大的影响。目前陕西华电榆横公司正在进行万吨级工业化试验。另有两套的装置正设。

2新型煤化工产业面临的问题和难点

2. 项目投资强度过高决定了产品具有较高的固定成本

单位产品投资过大是煤化工最大的不利因素之一。例如，0项目的投资强度达到亿元/万t以上，而建设一座规模为00、以生产成品油为主的炼油厂，投资强度为0万～00万元/万t；大型装置的投资强度为.0亿～.亿元/万t，一个规模为0的项目初期投资达80亿～200亿元，远高于石油路线制烯烃装置。这些投资折算到生产周期中导致产品具有较高的固定成本。

国际油价波动多变，新型煤化工项目在低油价下难以与石油化工竞争。204年下半年以来，国际油价维持在0美元/桶上下，跌破国内多数煤化工企业测算出的盈亏平衡点。新型煤化工产业正面临严峻的市场挑战。

以产业为例，在北美以页岩气所含乙烷为原料生产聚烯烃可能形成对全球范围内乙烯市场的冲击。美国的页岩气成分跟常规天然气相比，所含乙烷比例较高。受限于美国对管输天然气的热值规范，仅有很少量的乙烷可以掺杂在天然气中销售，另外的大部分乙烷成为页岩气生产过程乃至化工行业的一大困扰^[4]。页岩气的持续开发造成乙烷产量的快速增加，目前美国乙烷的价格已经比2008年降低了8%左右。

乙烷最普遍的用途是生产乙烯。由于美国乙烯需求量增长缓慢，如果将过剩的乙烷用于生产乙烯，将造成乙烯产能过剩。在乙烷制乙烯、石脑油制烯烃、三种低碳烯烃生产路线中，乙烷路线投资最小、原料成本最低、污染最少，投资最高、污染最为严重。由于美国环境影响评价和化工项目审批周期较长，美国页岩气副产乙烷过剩的局面暂未引发乙烯产能过剩，但是未来乙烷制乙烯大幅扩产的可能性非常大^[4]。

除了北美页岩气烯烃的冲击外，中东油气富裕地区不断加大石化产品深加工力度，也应当纳入我国能源化工产业发展的决策视野。中东聚烯烃等石化产能在未来几年将集中释放，20年约有200的新增石化产能，从而使该地区石化产品规模大增，中东供应商将加大对中国的出口力度。我国的、等产业面临与国外低价产品的激烈竞争。同时国内有、的丙烷脱氢(PDH)制丙烯产能约，以及其他新建炼油化工一体化项目也将释放烯烃产能，因此到2020年前后，即使考虑到全国消费量持续增长，但是我国烯烃产能过剩的可能性还是非常大。

目前，国内项目的最终产品多为聚乙烯和聚丙烯。我国聚烯烃工业普遍存在的问题是通用品牌树脂供应较多，而高端产品供应不足。走差别化和高附加值路线、加强副产品利用、优化下游产品组合是优化项目经济性的现实选择，但这对项目的设计和建设以及对下游产品市场的把握提出了更高要求。例如，若在项目中增加乙醇胺、羰基合成等高附加值产品生产工艺，项目初期投资强度可能高达亿元/万t，项目面临更大的投资风险。

2. 国家对项目能效和资源目标提出严格要求，可能影响项目经济性

20年国家公布了《“十二五”煤化工示范项目技术规范》，对煤化工行业的发展进行宏观调控和规范，对项目的能效、能耗和水耗三项基本指标提出要求^[]。20年7月，国家能源局发布了《关于规范煤制燃料示范工作的指导意见》(第二次征求意见稿)，其核心思想是和煤制气产业当前尚不具备大规模产能建设的条件，今后的发展应当坚持“量水而行”、坚持最严格环保标准、坚持节能高效，对、煤制气项目的能效、煤耗和水耗指标提出更高要求^[]。当前我国的煤化工示范项目在这几项基本指标上的表现不尽如人意。以项目为例，神华包头项目能效为0%左右，新鲜水耗约为0t/t聚烯烃，未达到煤化工项目升级示范方案的要求。在现有技术条件下，通过对项目的热系统、水系统、工艺和外联系统进行合理配置和多方面优化，项目基本可以满足国家的能效、资源目标。然而，全面采用节能减排技术和方案可能使项目投资较传统方案增加2%～0%，产品成本竞争力和投资效益将受较大影响。

204年8月，国家发展和改革委员会发布《西部地区鼓励类产业目录》，新疆、内蒙古、宁夏、陕西等地区提报为鼓励类产业的新型煤化工项目最终未能列入^[7]，煤炭生产能力也不鼓励扩张，释放了有序发展新型煤化工的信号。煤化工项目在缺乏长远规划目标的情况下无序推广的态势难以为继。

思考和建议

. 在当前能源化工产业大局中，新型煤化工仅是石油化工的补充

对煤化工的发展，企业层面和国家层面的考量重点相互背离。众多企业认为、、等项目延伸了产业链，增加了原材料的附加值，考虑的是企业的盈利问题和地方经济的发展；而国家则重点考虑煤化工项目投资强度高、财务风险大、能量损耗大、能源效率低、水资源需求量大且造成环境污染等问题，希望产业能做好示范、稳步发展，避免大量建设项目从而导致产能过剩、供需失衡，考虑的是能源化工产业的整体优化发展问题。现在，全球石油供应还在继续增长，煤化工全面替代石油化工的时代尚未到来。

.2 控制煤炭消费总量是我国控制大气污染和温室气体排放的关键

煤炭在我国一次能源消费结构中长期占据70%左右的比例。煤炭作为固体能源，和石油、天然气等品种相比，每产出同样多的能量，产生和排放的大气污染物都更多。在全国二氧化硫、氮氧化物和烟粉尘的排放量中，煤炭消费的贡献率分别达到%、70%和7%^[8]。煤炭使用也是造成雾霾现象的重要原因，大气污染导致的全国年均灰霾天数随煤炭消费总量增长而显著增加，煤炭使用对环境PM_2.年均浓度的贡献为%～%^[8]。

. 新型煤化工产业应在资源、环境双重约束下理性发展

煤炭行业的下游主要包括火电、钢铁、建材和化工四大行业。近年来，火电行业占煤炭消费总量的比例约为0%，钢铁行业约占%，建材行业约占%，化工行业约占%，占比超过80%^[，4]。

204年我国全社会用电量为.万亿kWh，其中非化石能源发电.42万亿kWh，非化石能源发电装机容量为4.亿kW。根据中国电力企业联合会预测，2020年全社会用电量将达到7.7亿kWh左右，届时水电、核电、风电、太阳能发电和生物质发电等非化石能源装机容量达到.8亿kW^[]。假设2020年非化石能源平均发电设备利用小时数与204年保持相近水平，那么非化石能源发电量可达到2.2万亿kWh。届时，化石能源发电量需达到.万亿kWh，比204年增加4.8%，而燃煤发电是化石能源发电增幅的主要贡献者。因此，煤炭消费第一大户火电行业的用煤量在2020年以前还将持续增长。

钢铁、建材行业对应的煤炭消费终端是基础建设和房地产，根据相关行业协会估算，2020年以前钢铁、建材的产量仍可维持小幅增长^[4]。所以，在全国煤炭消费总量的约束下，新型煤化工产业可用的煤炭资源量必将受到约束。

新型煤化工属于高耗能、高耗水、高排放产业。假设目前和的、和项目全部建成达产，每年将消耗煤炭7.8亿t，消耗水7.亿t，排放二氧化碳7.2亿t，如表2所示。这三大类项目的煤炭消费量在《计划》提出的2020年全国煤炭消费量中占8.7%；二氧化碳排放量在“200中国能源和碳排放研究”课题组计算的基准情景下2020年是全国排放量^[]的7.%。如此大量的资源消耗和温室气体排放，对我国的能源行业和生态环境来说是一种不可承受之重。

综合以上论述，目前及的新型煤化工项目全部建成达产几乎是不可能的。未来，新型煤化工应在资源、环境双重约束下理性发展。

.4 建议国家能源、科技管理部门关注化石能源替代战略研究

2007年美国能源部成立了先进能源研究计划署，从200年到现在资助了400多个研究项目，资助总额超过亿美元，平均每个项目资助额度超过270万美元，研究领域涉及太阳能、风能、生物燃料、储能技术、灵活输电技术、碳捕集技术、建筑节能技术等，其中多个项目已取得实质性进展^[7]。欧盟204年开始推行了“地平线2020”计划，将太阳能、风能、地热利用技术及生物燃料、储能、能效提高等技术纳入重点研发领域。这是欧盟迄今为止资助力度最大的研发创新计划，资助总额超过800亿欧元^[8]。

	、和项目总产能
	8		t/t	.8tCO2/t	70.	02.	88	4
	20		t/t	.tCO2/t	7.	0	204	88
	7亿m/a	4.t/km	.t/km	4.82tCO2/km	7.	4478	77
		.t/t		.2tCO2/t		224	700	2
						777	7040	7222

从化石能源以外的一次能源出发，存在着多种能源替代技术方案。这些技术涉及多个学科领域(物理学、化学、地质学、生命科学、材料科学等)、技术专业(化学工程、电力工程、机械工程等)和很大的行业范围(能源化工、制造业、农业、运输业等)^[]，对化石能源的燃料和材料功能都可能形成替代。而储能技术的突破可能大规模释放可再生能源的潜力，使风电、光伏发电等波动性可再生能源的地位大幅上升，并对终端能源消费形成深远影响。例如日本和沙特等主要依赖石油发电的国家如果削减其发电结构中的石油，转而使用光伏发电和风电，并配以适当的储能技术，每天可抵消400万桶原油使用量，占全球石油消费量的4.%^[20]，这一数量足以触发原油供需关系逆转，引发油价波动，继而影响全球能源市场。

参考文献：

[]化化网.中国现代煤化工项目分布图(20)[Z].北京，20.

[2]钱兴坤，姜学峰.204年国内外油气行业发展报告[M].北京：石油工业出版社，20.

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[4]Yang C, Leveen L, King K. Ethane as a cleaner transportation fuel[J]. Environmental Science and Technology, 20, 4: 2-24.

[]全国煤化工信息站.《“十二五”煤化工示范项目技术规范(送审稿)》摘录[J].煤化工，20，：20.

[]国家能源局.关于规范煤制燃料示范工作的指导意见(第二次征求意见稿)[EB/OL].http://zfxxgk.nea.gov.cn/auto8/207/t20707_4.htm，20-07-07.

[7]国家发展和改革委员会.西部地区鼓励类产业目录[EB/OL].http://www.sdpc.gov.cn/zcfb/zcfb/20408/W02040822448820.pdf，204-08-20.

[8]中国煤炭消费总量控制方案和政策研究课题组.煤炭使用对中国大气污染的贡献[R].北京，204.

[]国务院.大气污染防治行动计划[EB/OL].http://www.gov.cn/zwgk/20-0/2/content_24877.htm，20-0-2.

[]国务院.能源发展战略行动计划(2042020年)[EB/OL].http://www.gov.cn/zhengce/content/204-//content_222.htm，204--.

[]国务院.中美气候变化联合声明[EB/OL].http://www.gov.cn/xinwen/204-//content_2777.htm，204--2.

[2]新华网.强化应对气候变化行动中国国家自主贡献[EB/OL].http://news.xinhuanet.com/20-0/0/c_7747.htm，20-0-0.

[]国家统计局能源统计司.中国能源统计年鉴20[M].北京：中国统计出版社，204.

[4]国际煤炭网.煤炭产业链全解及前景分析[EB/OL].http://coal.in-en.com/html/coal-2.shtml，20-0-02.

[]中国电力企业联合会.我国电力工业现状与展望[EB/OL].http://www.cec.org.cn/yaowenkuaidi/20-0-/472.html，20-0-.

[]200中国能源和碳排放研究课题组.200中国能源和碳排放报告[M].北京：科学出版社，200.

[7]US Department of Energy[EB/OL].http://www.arpa-e.energy.gov/.

[8]European Commission[EB/OL].http://ec.europa.eu/programmes/horizon2020/.

[]陈俊武，李春年，陈香生.石油替代综论[M].北京：中国石化出版社，200.

[20]Steve Levine. The Powerhouse: Inside the Invention of a Battery to Save the World[M]. New York: Viking, 20.

作者：中国石油集团经济技术研究院 高慧 杨艳 饶利波 何艳青 吕建中来源：《中国能源》20年第期