保供和转型
——鄂尔多斯市如何双赢

2022-07-28 02:03
北方经济 2022年6期
关键词:煤制煤化工烯烃

文 风

碳达峰、碳中和,是一场系统性、深层次的社会变革,涉及能源结构、产业结构、生活方式、技术变迁等各个领域,必将对经济社会发展产生全面而深远的影响。“双碳”背景下,鄂尔多斯既要面对煤炭保供,又要面对低碳转型的两难选择。如何跳出“陷阱”、实现“双赢”,是迫切需要解决的现实问题。

一、稳定供应链,煤炭燃料继续挑大梁

基于“双碳”思维,减煤似乎是大趋势。然而,2022年以来,受俄乌冲突等因素影响,我国能源外部压力持续增加。今年一季度全国煤炭进口量同比下降24.2%,进口下滑带来的国内煤炭需求缺口需要国内产能补充。同时,国内复工复产加速推进,叠加迎峰度夏,用电负荷不断释放,带来煤炭需求大幅增加。为应对国际政治经济变局,确保供应链和产业链安全,国家再一次把煤炭保供提上日程,并逐级下达了任务。

鄂尔多斯市要坚定不移完成国家煤炭保供任务。鄂尔多斯作为国家重要的煤炭基地、煤电基地、能源化工基地,完成煤炭保供任务要抓住三个环节。一是兼顾“双碳”和“保供”,在确保煤炭安全清洁高效利用的前提下,加快办理保供煤矿手续,落实地方稳产保供责任,通过挖存量、补增量,加快释放先进产能,保障煤炭“产得出”。二是通过持续加强煤炭集疏运建设,推进公路、铁路、水运多式联运,加快建设国家新型煤炭储备体系,增强煤炭运输和储备能力,保障煤炭“调得快”。三是通过完善煤炭产供储销体系,强化市场预期管理,落实新一轮定价机制等措施,引导煤炭价格在合理区间运行,保障煤炭“用得上”。

要坚定不移推进产业绿色低碳转型。过去,鄂尔多斯煤炭产业经历了“十年黄金期”,实现了企业、政府双增收。如今煤炭产业又进入了一个效益期。抓住这个机会,就会更好推动产业转型,反之也会落入“资源陷阱”。一是构建完善的煤炭供需预测预警体系和调节机制,防止煤炭产能无序扩张,以及由此带来的产能过剩和资金沉淀风险。二是利用煤炭收益充实用于转型项目的资本金,并通过建立转型基金等方式,与国家绿色金融政策和正在制定的转型金融政策对接。过去鄂尔多斯的煤炭收益在很大程度上用在房地产开发和城市建设领域,今后应向实体经济绿色低碳高质量发展方向发力。

二、燃料转原料,锚定煤炭利用新方向

在“双碳”背景下,许多人都认为煤化工产业将逐步退出。然而,国家最近出台“原料用能不计入能耗”的政策,又让业内对煤化工产业看到了新的前景,通过机制创新和技术创新,着力推动煤炭利用由燃料向原料转型,煤化工产业完全有可能走出一条绿色低碳高质量发展的新路子。

目前,我国以鄂尔多斯能源化工基地、宁东能源化工基地、榆林国家级能源化工基地等现代煤化工产业集聚区为代表的现代煤化工产业已经颇具规模,产品产量折原油当量已达到4000万吨级,为提高国家能源和战略资源安全保障能力作出了重要贡献。但是,对标绿色低碳高质量发展的要求,现代煤化工发展还需要破解许多关键问题。一是部分企业效益不高。特别是煤制油总体税负已接近销售收入的40%,未能实现产品优质优价,未能享受油品零售环节利润。煤制天然气项目成本与价格倒挂。煤制乙二醇产品质量仍有局限。包括产品同质化、低端化。费托合成产品同质化,煤制烯烃产品以中低端为主,煤制乙二醇产品用于聚酯的比例不高。二是生态环境矛盾突出。固废、高浓盐水、废气产生量大、处理利用难。发展空间有限、环境容量不足,生态环保和节能降耗压力大。三是高质量发展受限于技术进步。前瞻性技术创新、核心工艺包开发、关键工程问题解决等仍然缺乏自主创新能力。四是节水降碳任务重。与石油化工相比,煤化工原料路线长,生产条件苛刻,资源耗用量大,煤制油、气、烯烃、乙二醇等四大类主产品单位产品水耗均在5—20吨/千标方,工艺过程碳排放量较大。今后,推动鄂尔多斯煤化工产业绿色低碳高质量发展,必须解决好此类问题。

要助力企业突破核心和关键技术。围绕制约现代煤化工产业发展的重大关键共性技术和重大装备积极组织科技攻关,积极推动先进的大型节能型煤气化技术、煤制化学品短流程技术、产品高端化技术、产业内多种生产工艺耦合技术、与相关产业耦合技术、低阶煤低碳低能耗利用技术、碳捕集封存与资源化利用技术及其系统集成率先在鄂尔多斯试验示范。

要转向发展高性能和高附加值产品。煤直接液化重点发展特种油品和超清洁油品,航空煤油、军用柴油等;煤基碳素材料,航空航天用高模量碳纤维、超级电容器用活性炭、高性能储能电池负极等高端碳素材料。煤间接液化重点发展高碳α-烯烃、高端润滑油、高端费托蜡、高碳醇等。煤制烯烃重点发展与α-烯烃共聚的聚乙烯及丙丁共聚聚丙烯、融熔聚丙烯、高结晶度聚丙烯等高端聚烯烃牌号技术。煤制乙二醇延伸发展草酸二甲酯等中间产品、聚乙醇酸(PGA)等生物可降解材料等。低阶煤分级分质利用重点发展碳基材料、含氧化学品、军用特种油品等。

要实现产业协同耦合和多元共聚。其一,原料耦合。以实施碳氢互补为重点,使水耗降70%、碳排放降低60%、二氧化硫排放降低60%、整体投资降低25%,碳资源利用率提升17%、能源转化效率提升16%。其二,工艺耦合。利用煤直接液化石脑油芳烃潜含量高和间接液化石脑油直链烷烃含量高的特点,优化石脑油裂解反应和甲醇制烯烃反应热平衡,生产烯烃同时联产对二甲苯,进一步生产高附加值化工品。依靠强放热反应+强吸热反应的热量耦合,降低1/3能耗;依靠反应耦合,提高石脑油原料利用率10%以上;依靠缩短流程,降低20%建设投资。其三,产业耦合。推动现代煤化工与煤炭电力、石油化工、冶金、化工等关联产业融合发展。比如,通过煤化电热一体化,实现现代煤化工与电力联产和负荷的双向调节,提高资源能源利用效率;通过煤制芳烃、乙二醇,打通煤基化纤原料产业链;通过煤化工与石油化工联合发展,建设集油品化工、发电、制氢于一体的石油和煤化工联合装置,大幅提高原子利用率和能源转化效率。

三、路漫漫修远,低碳转型依靠新能源

推动煤炭利用由燃料向原料转型,必须多措并举、持之以恒,在节能减碳、治污降耗方面开新局,使煤炭与风能、太阳能、氢能紧密耦合起来,实现煤炭清洁化转化、二氧化碳资源化利用、产业低碳化发展。

要优化存量装置。针对现有煤化工项目系统优化集成不够的问题,及时引进先进电气化装备和节能技术装备,推动生产过程智能化,提高低位热能、灰渣等资源综合利用水平。随着绿电占比不断提高,电力驱动设备替代蒸汽驱动,有效降低氮氧化物、二氧化硫、粉尘等污染物和碳排放强度。

要提升增量门槛。如引进的三代甲醇制烯烃技术,其先进性表现为甲醇转化率99.06%,乙烯和丙烯的选择性85.90%,吨烯烃(乙烯+丙烯)甲醇单耗为2.66吨。引进的水煤浆水冷壁气化炉技术,其先进性表现为蒸汽产量在半热回收流程基础上能够再增加20%—30%。

要耦合可再生能源。煤制烯烃项目耦合新能源发电,电解水制绿氢、绿氧,可以取消变换(保留热回收)、空分、动力岛等高耗能单元,减少煤气化单元规模,大幅降低资源能耗,碳排放可降低90%、氮氧化物减排75%、二氧化硫减排99%。

要实施碳捕集利用。煤化工产业能够产生80%—98%高浓度二氧化碳,便于低成本实施二氧化碳捕集、封存和利用。在二氧化碳资源化利用技术方面,如目前我国研发的5000吨级工业侧线、千吨级试验的二氧化碳加氢制甲醇、千吨级二氧化碳合成二甲基甲酰胺(DMF)、3万吨级二氧化碳合成碳酸二甲酯联产乙二醇工业装置、8000万标方/年工业侧线的富二氧化碳-甲烷干重整制合成气、30吨二氧化碳电解制合成气中试装置,以及二氧化碳制芳烃、汽油、橡胶、生物基化学品及二氧化碳生物转化制乙醇等技术都具有前瞻意义,二氧化碳气肥对开发富碳农业具有重大现实意义。

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