攻克一系列重大技術難題、形成較為完整的產(chǎn)業(yè)體系、綜合科技實力國際領先……基于豐富的煤炭資源，我國現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展壯大，技術創(chuàng)新水平走在世界前列，為能源保障提供了重要支撐。面對碳達峰、碳中和“雙碳”目標的提出，現(xiàn)代煤化工行業(yè)面臨的能源利用率低、碳排放規(guī)模大等問題愈加凸顯。專家認為，應切實把煤炭清潔高效開發(fā)利用作為能源轉型的立足點和首要任務，加大對現(xiàn)代煤化工顛覆性技術的研發(fā)，讓現(xiàn)代煤化工在“清潔低碳、安全高效”的能源體系框架下發(fā)展，讓煤化工產(chǎn)業(yè)鏈低碳化助力“雙碳”目標實現(xiàn)。
現(xiàn)代煤化工不負使命擔當
我國資源稟賦具有缺油少氣煤炭資源相對豐富的特點，煤炭占一次能源消費比例達56.8%，適度的發(fā)展現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)是實施能源替代發(fā)展、保障國家能源安全的一個重要舉措。
“總體來看，我國現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)取得長足進步，形成較完整的產(chǎn)業(yè)體系，綜合科技實力保持國際領先水平。‘十三五’末，現(xiàn)代煤化工已經(jīng)與傳統(tǒng)石油化工形成互為補充、協(xié)調(diào)發(fā)展的格局。”工業(yè)和信息化部原材料工業(yè)司副司長余薇說。
數(shù)據(jù)顯示，截至“十三五”末，我國煤制油年產(chǎn)能達823萬噸，煤制天然氣年產(chǎn)能達51億立方米，煤(甲醇)制烯烴年產(chǎn)能達到1672萬噸。與“十二五”末相比，這些主要煤化工產(chǎn)品產(chǎn)能實現(xiàn)大幅增長。
我國現(xiàn)代煤化工項目主要布局在14個大型煤炭基地和9個大型煤電基地內(nèi)，培育了寧東能源化工基地、鄂爾多斯能源化工基地、榆林能源化工基地等多個煤炭深加工產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)。大多數(shù)現(xiàn)代煤化工項目包含煤炭開采、現(xiàn)代煤化工等上下游關聯(lián)產(chǎn)業(yè)，有的還與石化、電力等產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)多聯(lián)產(chǎn)，減少了污染排放。
中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會會長李壽生說，我國攻克了一系列重大技術難題，開發(fā)出一大批關鍵技術，建設了多個現(xiàn)代煤化工示范工程。“十三五”以來，隨著國家能源集團108萬噸煤直接液化和400萬噸煤間接液化、大唐克旗煤制天然氣等工程穩(wěn)定運行，第三代甲醇制烯烴技術等創(chuàng)新成果捷報頻傳，我國現(xiàn)代煤化工無論從創(chuàng)新能力、產(chǎn)品結構、產(chǎn)能規(guī)模，還是從工藝技術管理和裝備制造等方面都走在了世界前列。
但與此同時，煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展仍存在一定差距，特別是面對“3060”碳達峰、碳中和的要求，現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還任重道遠。
“十四五”期間，石化化工產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品的需求增速總體可能趨緩，特別是大宗化工產(chǎn)品將達到產(chǎn)能的天花板，而且資源能源和生態(tài)環(huán)境的強約束，國家對碳達峰、碳中和的硬要求，人民群眾對安全生產(chǎn)的新期盼，這些都對行業(yè)發(fā)展提出了更高要求。
綠色低碳轉型十分迫切
“煤炭在我國能源安全中仍起著‘壓艙石’作用。要立足這一基本國情和發(fā)展階段，在保障能源供應安全的前提下進行低碳轉型，多元發(fā)展能源供給，提高能源安全保障水平，科學研究二氧化碳過量排放問題的系統(tǒng)性解決方案。”中國工程院院士謝克昌說。
煤炭的清潔高效利用，不僅是我國實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展的歷史使命，而且也是化學工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重大責任。我國現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)因為自身的特點，在新形勢下還面臨著許多尖銳挑戰(zhàn)。
李壽生說，“雙碳”目標提出后，現(xiàn)代煤化工面臨更大減排壓力。據(jù)測算，煤間接液化制油、煤直接液化制油、煤制烯烴和煤制乙二醇，噸產(chǎn)品二氧化碳排放量分別約為6.5噸、5.8噸、11.1噸和5.6噸，未來二氧化碳的處置費用將直接增加企業(yè)的運營成本，部分產(chǎn)品將失去競爭力。
現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)集中的地區(qū)，恰是水資源短缺的地區(qū)，隨著煤化工產(chǎn)業(yè)規(guī)模越來越大，水資源瓶頸日益凸顯。黃河中上游的山西、陜西、內(nèi)蒙古、寧夏四省區(qū)煤炭資源占全國的67%，但水資源僅占3.85%。陜西、內(nèi)蒙古、寧夏現(xiàn)代煤化工項目用水依賴黃河，由于黃河來水減少，而項目用水量不斷增加，今后水資源供需矛盾將更加突出。
由于尚未從高端化、差異化上解決同質(zhì)化問題，現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)被產(chǎn)品雷同、產(chǎn)能過剩、無序競爭等問題所困擾。煤制油項目同業(yè)競爭激烈，導致產(chǎn)品價格持續(xù)走低，加劇了生存壓力。煤制烯烴項目產(chǎn)品以中低端為主，雙烯產(chǎn)品集中在一些通用料或中低端專用料品牌上，高端專用料牌號基本空白。煤制乙二醇項目的產(chǎn)品結構單一，已建成的項目通常以乙二醇為主打產(chǎn)品，下游用于聚酯消費的占比高達95%。
煤耗大、固廢難處理、碳排放問題突出，現(xiàn)代煤化工面臨的環(huán)境治理難題亟待解決。我國實行更嚴格的水資源管理、節(jié)能減排、環(huán)境監(jiān)管政策，對各省區(qū)市提出相應控制指標，對水資源“三條紅線”進行全面管控，對能源消費將實行總量和強度雙控。部分地區(qū)出臺了大氣聯(lián)防聯(lián)控區(qū)域治理方案，嚴格限制新增化工產(chǎn)能。同時，要求現(xiàn)有現(xiàn)代煤化工企業(yè)的污染物排放總量必須連年大幅下降，企業(yè)無法擴大規(guī)模。
顛覆性技術創(chuàng)新拓展發(fā)展空間
在近日召開的中國能源“金三角”“十四五”區(qū)域協(xié)同發(fā)展論壇上，中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會聯(lián)同能源“金三角”地區(qū)17家化工園區(qū)發(fā)布了綠色協(xié)同發(fā)展倡議，通過探索構建能源“金三角”協(xié)同發(fā)展新機制，共同破解同質(zhì)化無序競爭等難題，適應環(huán)境及減排約束趨緊等要求，推進區(qū)域產(chǎn)業(yè)互動、互融、互補、互聯(lián)，促進現(xiàn)代煤化工由“小而全”向“專而精”轉變。
業(yè)內(nèi)專家指出，為應對即將到來的碳達峰和碳中和，現(xiàn)代煤化工行業(yè)必須提前謀劃，努力走出一條高碳產(chǎn)業(yè)低碳排放、二氧化碳循環(huán)利用的新路子。通過顛覆性技術創(chuàng)新，突破源頭減排和節(jié)能提效的瓶頸，以科技創(chuàng)新推動下游化工產(chǎn)品向精細化、高附加值方向發(fā)展，降低二氧化碳排放并開拓二氧化碳資源化利用新路徑，進而爭取持續(xù)發(fā)展空間。
一是開創(chuàng)煤制烯烴、芳烴終端產(chǎn)品高端化、差異化的新突破。開發(fā)合成氣直接催化合成烯烴、芳烴、支鏈烷烴以及醇類含氧化合物技術;開發(fā)新牌號聚烯烴樹脂;開發(fā)高端C3/C4下游衍生化學品。
二是開創(chuàng)煤直接生產(chǎn)化學品技術的新突破。未來應開發(fā)能直接和充分利用煤炭中的環(huán)狀有機化合物的技術，如煤炭直接制芳烴技術、從煤中直接提取高附加值醫(yī)藥中間體和精細化學品技術等。
三是開創(chuàng)二氧化碳資源化利用的新突破。要利用生產(chǎn)過程中排放二氧化碳純度較高的特點，積極開展捕集、封存和資源化利用。特別是在小分子化合物、高分子材料、與環(huán)氧化物的共聚反應等方面有所突破，盡快找到資源化利用的技術路徑。
四是開創(chuàng)煤炭分質(zhì)利用技術的新突破。要探索以清潔高效熱解為龍頭分質(zhì)轉化為高級能源和高附加值化工產(chǎn)品的新技術，如煤炭清潔高效催化熱解技術、煤焦油提取高附加值精細化產(chǎn)品及制特種高級油品和芳烴技術等。
五是開創(chuàng)現(xiàn)代煤化工綠色節(jié)能節(jié)水新工藝技術的新突破。現(xiàn)代煤化工是水和能源消耗大戶，要加快綠色轉型，降低單位產(chǎn)品的能耗、水耗，強化廢水、結晶鹽的處置，進一步提高清潔生產(chǎn)水平。(于瑤 蘇醒)
