助推低碳经济 开启“绿”色通道——煤化工产业发展前景看好

李黎君

助推低碳经济 开启“绿”色通道
——煤化工产业发展前景看好

李黎君

2009年2月底，石化行业振兴规划中提出，煤化工产业要控制总量，淘汰落后产能。2010年是我国煤化工产业转型的关键时期，煤化工产业如何适应低碳经济的需求？在低碳经济时代应重点发展哪些产品？如何实现煤炭这种高碳能源的低碳利用？应推广哪些适用于新型煤化工的低碳技术？为此，本刊走访了中国科学院山西煤化研究所。

由“黑”变“绿 ” 清洁发展技术是关键

低碳经济指的是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式。低碳经济绝对不是一个简单的提法，而是发展绿色经济的必然选择。而煤炭能源化工产业将在中国能源的可持续利用和低碳经济发展中扮演重要的角色，煤化工根据生产工艺与产品的不同主要分为煤焦化、煤电石、煤气化和煤液化四条产品链。其中，煤焦化、煤电石、煤气化中的合成氨等属于传统煤化工，煤气化制醇醚燃料、煤液化、煤气化制烯烃可归于现代煤化工领域。近日有关专家指出，科学发展煤化工不仅有利于低碳经济的发展，而且低碳经济的实现，最终还要依赖于煤化工技术进步和产业发展。

众所周知，山西是能源大省，煤炭作为支柱产业，发挥着极其重要的作用。同样煤炭资源的高效、环保、良好利用也非常重要，在发展煤炭以及相关产业方面不仅要重视生产，而且要重视利用。以煤为原料的煤化工产业，在传统的生产过程中同样要排放二氧化碳，这显然属于高碳生产，因此，许多人认为不符合低碳经济发展潮流。甚至有人怀疑说，发展煤化工与发展低碳经济相悖。不过国家化工行业生产力促进中心总工程师方德巍、江苏煤化工程研究设计院院长冯孝庭等专家指出，传统煤化工能耗高、污染重，二氧化碳排放多，确实有悖于发展低碳经济。但以清洁煤气化技术为龙头的新型煤化工产业，能源利用率高、资源利用充分，二氧化碳等温室气体排放量少，与发展低碳经济是相通的。也正是因为如此，在低碳经济背景下的今天才更需要提倡和发展煤化工，走环保绿色发展的道路。现代煤化工是资金和技术高度集中的产业，且受煤炭资源、水资源、环保法规等诸多因素制约。如何提高资源利用率、降低能耗和污染排放、扩大规模效应、提高产品附加值、让黑色生产转化为绿色经济，成为了业界广泛关注的焦点。

近期，本刊就低碳经济与煤化工发展的话题，在中国科学院山西煤化研究所进行了走访。中国科学院山西煤化研究所“十二五”发展规划中明确坚持可持续发展的资源统筹机制和以科研为核心的管理协调制度，对主要研究内容进行领域建设和平台建设。在能源领域着重发展关键单元技术，形成煤转化技术链，真正解决国家非石油能源路线的瓶颈问题，同时他们还涉入可再生能源领域；化工领域以循环经济、清洁生产等可持续发展理念为指导，重点进行重要有机化学品的清洁生产、污染物控制与温室气体减排、再生资源的化学利用等研究和化工过程等计算与模拟；材料领域大力发展系列牌号的碳纤维和实验室研发和工程化技术。此外，在2009年，中国科学院山西煤化研究所在煤间接液化、粗苯加氢精制催化、顺酐低压加氢生产、甲醇制汽油及灰熔聚煤气化技术等工艺技术取得重大突破。

如何才能提高资源利用率、降低能耗和污染排放、扩大规模效应，实现从高碳到低碳的转变呢？目前包括日本、美国等一些发达国家正在研究二氧化碳与氢反应生产甲醇技术，目前已经取得突破。而我国已经在二氧化碳合成甲醇的非金属催化剂领域方面取得重要进展，如果这项技术能实现工业化应用并与二氧化碳捕集与储存技术结合起来，将会彻底改变人类能源消费结构与模式。届时，我们可以通过收集、捕获电厂、化工厂及地下深埋的二氧化碳，与海水电解获得的氢气发生反应生产甲醇，从而把人类带入“甲醇经济时代”，并彻底摆脱石油枯竭所带来的威胁。可以说，煤化工行业在中国面临着新的市场需求和发展机遇。

低碳经济促煤化工转型升级

传统的煤化工产业污染严重，在倡导低碳经济的时代，显然要被淘汰，新型煤化工产业必须符合国家节能减排的要求，全面评价煤化工产品能源利用效率和二氧化碳排放对环境的影响，因此专家指出，就近期而言，我国可以适量进口国外低价甲醇，减少国内甲醇生产对煤炭和天然气资源的消耗，相应减少煤化工产业的能源消耗与二氧化碳排放。即使在低碳经济时代，煤化工也同样可以焕发出新的生机与活力。就中远期而言，我国应加大二氧化碳捕集、储存和二氧化碳生产甲醇技术的研发力度，尽快获得关键技术的突破并实现产业化。这项技术一旦获得突破并实现产业化，就意味着“甲醇经济时代”的真正到来。那时的煤化工产业不仅可以完全消化自产的二氧化碳，还能从其他行业产生的尾气获取二氧化碳原料生产甲醇，从而大大推动经济社会低碳经济的进程。

据本刊了解，煤化工的主要产品——煤基醇醚燃料不仅是清洁燃料，而且是现阶段应对石油短缺、保证国家能源安全、减少汽车工业发展对环境影响最理想、最现实可行的过渡能源和替代燃料。通过现代煤化工技术生产的甲醇产品，最理想的用途应该是车用燃料，因为甲醇分子中有含氧官能团，能够促进碳、氢组分充分燃烧，在提高能源效率的同时，可减少有害气体和温室气体的排放。

同时专家建议用煤、煤层气、焦炉煤气、炼厂尾气等为原料生产的甲醇和二甲醚产品，替代石油基的汽柴油。这对于推动煤化工产业健康发展、降低我国石油对外依存度、保证国家能源安全都具有战略意义。在发展煤化工方面，多联产是煤化工今后的发展方向，煤化工联产是指不同煤化工线路之间或与其他线路的联合生产，可以提高企业的整体效率和效益。前者如煤焦化—煤气制甲醇—甲醇制烯烃，后者如煤基甲醇—燃气联合循环发电。我国目前的煤化工联产是以煤基发动机燃料或化工产品为主要目标产品，以生产过程中的废余物为原料或燃料，生产电力或热力自供企业使用而并不作为产品销售，这样的生产模式处于煤化工联产的发展初级阶段。随着煤化工联产基础技术和工程技术的进步，煤化工联产将会向纵深发展。

今年3月，在上海召开的第二届中国IGCC(整体煤气化联合循环多联产)多联产论坛上，与会的中国工程院院士倪维斗、中国科学院院士费维扬和上百名专家形成的共识：从现实和长远看，现代煤化工发展走跨行业联产之路，是实现高效、节能、环保的必然要求。因此在全球低碳经济潮流的背景下，从现在起要突出多方合作，打破行业界线，加快发展IGCC。

当前能源形势催生出现代煤化工产业，这是发展的必然。专家提出，走跨行业多联产，或将是现代煤化工发展的一条高效、节能、环保之路。如果煤化工通过跨行业实现与石油化工广义上的联产，就可以做到资源利用最优化、能量利用最大化和污染排放最小化。预计10年内，煤化工在我国将会发展成为一个大产业。

新型煤化工前景看好

2006年7月发改委发布《关于加强煤化工项目建设管理，促进产业健康发展的通知》中指出，以民用燃料和油品市场为导向，支持有条件的地区，采用先进煤气化技术和二步法二甲醚合成技术，建设大型甲醇和二甲醚生产基地。

传统煤化工包括煤焦化、电石乙炔化工、PVC、煤制化肥等。这些行业本身供大于求，但在目前石油成本高涨的情况下依然具有成本优势。煤炭价格对甲醇生产成本的影响较大，所以拥有成本低廉的煤矿资源对于甲醇企业的竞争优势非常重要，生产装置大型化可以使甲醇生产成本降低到较低水平。未来行业发展的趋势是强调对资源的控制及下游产业链的衍生和拓展，具备一体化资源优势的企业将在激烈的竞争中脱颖而出。

新型煤化工的发展方向包括醇醚燃料、煤制油、天然气、煤制烯烃等。醇醚燃料是潜力巨大的替代能源，甲醇作为汽油替代燃料，其需求将大幅增长。甲醇制烯烃由于其成本低，国内烯烃进口依赖大，是非常看好的煤化工发展方向。国内以神华为例，自产煤的生产成本仅72元/t，外购煤成本也仅210元/t 左右，大型企业在发展煤化工产业上成本优势明显。此外，由于需求强劲，我国柴油供求矛盾一直比较严重，通过煤制油生产柴油，可以缓解这种紧张状况，煤制油等化学品的投资价值就极具吸引力。

另外要强调的一点是，煤化工行业的多数单一产品都存在产能过剩风险，单纯的低成本策略必然难在今后的国际化工市场构成核心竞争力，所以煤化工产业今后应朝着的多联产和规模化投资方向进行。将不同的工艺进行优化组合实现多联产，可形成闭合产业链，充分利用资源，减少污染排放。此外，煤化工的发展还要注意环境保护，在项目建设时采取必要的技术和治理手段，全面实施循环经济，努力实现零排放。尤其是多联产技术应用后，新型煤化工单位产品能耗往往要比传统煤化工降低20%以上，“三废”排放减少一半以上。如果加以科学设计与管理，还可实现“三废”的资源化利用甚至达到“零”排放。

目前，我国已经拥有具有完全自主知识产权的煤气化技术，并成功完成了产业化示范，国内多个行业都在发展能源化工。专家提出，IGCC是适应中国国情，实现资源充分利用和节能减排最佳的技术和载体之一。抓住煤气化为核心的多联产发展时机，联合开展IGCC项目示范，才能实现共赢，同时还要加强煤电企业、煤化企业和采炼油企业三方合作。多方合作联合体，共同推进中国煤化工产业发展。

煤化工作为一个正在兴起的产业，已经显示出巨大的发展潜力，在低碳经济发展中起着非常重要的作用，它将会在今后开启高碳到低碳的绿色通道。

编辑：肖惠

1672-5050（2010）04-0009-03