中国煤炭行业知识服务平台 第48卷第8期 中国煤炭 Vel. 48 No. 8 2022年8月 CHINA COAL Anguot 2022 回口 引用式:闻国参,温亮,尊飞.
现代媒化工户业发展现状、间题与建筑[1].中国媒美,2022,48(8),1一6 dois 10. 19880/j- enki cm 2022 08.001 YAN Guoch WEN Ling. XUE Fei. Devrlopment statu problems and suggestioms of modern cosl hm icsl industry [3] . Chins Coal 2022 48 (8) ; 16. doi 10 19880/j. enki em. 2022. 08 001 移动扫码阅读 现代煤化工产业发展现状、问题与建议 闫国春,温亮,薛飞 (中国神华煤制油化工有限公司,北京市东城区,100011) 摘要从产业规模、技术与装置水平和带动作用等方面,系统总结了我国现代煤化工 技术和产业发晨现状.
分析了“十四五”期间我国现代煤化工产业发展存在和面临的缺乏扶 持政策、顶层设计,规划不够明晰,产品结构和能源转化效率有待优化等问题和挑战,认为 应站在战略高度认识现代煤化工产业发展的意义,从产业链、供应链、创新链角度出发,深 入研究和探讨了我国现代煤化工高端化、多元化和低碳化发展的产业布局和发展路径,指出 应差异化发展石油化工难以生产或生产成本较高的特有产品,深化现代煤化工与石油化工、 天然气化工、生物化工等产业的耦合发展,生产高固破能力的煤基碳素新材料等,提出应进 一步明晰现代煤化工产业发晨方向和重点项目布局规划、多措并举地支持现代煤化工走节能 减碳发展道路、加强原创性引领性科技攻关等针对性对策建议.
关键词现代煤化工产业:高质量发展:能源安全:煤炭清洁转化;煤化工高端化、多 元化、低碳化发展 中图分类号F426.7文献标志码A Development status problems and suggestions of modern coal chemical industry YAN Guochun WEN Liang XUE Fei (China Shenhua Coal to Liquid and Chemical Co. Ltd. Dongcheng Bejing 1oo01l China) AbstractThe development status of modern coal chemical technology and industry in China is systermatically summarized from the aspects of industrinl scale* technical level• unit operation level and driving role. The problems and challenges existed in faced by the derelopment of modern coal chemical industry in China during the 14th Five Year Plan period are analyzed such as lacking of industrial support policies fuzzy top-level design and planning product structure and resource utilization efficiency needed to be optimized. It is believed that the significance of the development of modem coal chemical industry should be recognized from the strategic beight.
and the industrial layout and development path of high-end diversified and low-carbon development of modern coal chemical industry in China should be deeply studied and diseused from the perspectives of industrial chain* supply chain and innovation chain. It is pointed out that it is necessary to develop special products that are dificult for petrochemical inxdustry to produce or have bigh productin costs deepen the coupling development of modem coal chemical industry with petrochemical industry.
natural gas chemical industry biochemical industry and other industries and produce new coal based carbon materials with high carbon fixation capacity Some targeted countermensures and suggestions were put forward that the development diretion of modern coal chemical industry and the layout planning of key projcts should be further clarified and multiple mensures should be taken simultaneously to support moderm coal chemical industry to take the development path of 作者簧介:同国春(1968一),男,高级工程师,现任中国神华煤制油化工有限公司党委书记、董事长,主要从事煤化工和石油化工领域的生 产与管理工作.
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中国煤炭行业知识服务平台 2022年第8期 中国煤炭 第 48 叁 energy saving and carbon reduetion and original and leading scientific and technological breakthroughs should be strengthened. Key wonds modem coal chemical industry: high-quality development:; energy seeurity; coal clean conversion; high-end; diversified; low-carbon 2021年9月13日,习近平总书记视察国家能 化工原料来源、保障国家能源安全开辟了新途径, 源集团榆林化工有限公司并发表重要讲话,强调煤 成为煤炭清洁高效利用的重要技术路径,我国现代 化工产业潜力巨大、大有前途,要提高煤炭作为化 煤化工技术不断创新、产业不断壮大发展,被国际 工原料的综合利用效能,促进煤化工产业高端化、 能源化工业认为是与美国页岩气化工并列的影响国 多元化、低碳化发展,把加强科技创新作为最紧迫 际能源化工格局的大事件.
任务,加快关键核心技术攻关,积极发展煤基特种 1.1产业规模全球最大 燃料、煤基生物可降解材料等,现代煤化工产业 截至“十三五”末,我国煤制油产能达到906 应认真学习领会习总书记重要讲话精神,从战略高 万t/a,煤制天然气产能达到51.05亿m²/a,煤 度认识发展现代煤化工产业的重大意义,从产业 (甲醇)制烯烃产能达到1672万t/a,煤(合成 链、供应链、创新链角度探索产业布局和发展路 气)制乙二醇产能达到597万t/a.其中,煤(甲 径,建议从国家层面明晰对现代煤化工产业的定 醇)路线制乙烯产能占全国乙烯总产能的20.1%, 位,明确“双碳”目标下现代煤化工产业的优先发 煤(甲醇)路线制丙烯产能占全国丙烯总产能的 展方向,“十四五”期间应支持研发一批、示范一 21.5%,煤(合成气)路线制乙二醇产能占全国乙 批煤炭清洁高效利用新技术,建设一批煤一油一化 二醇总产能的38.1%,2020年,煤制油、气, 新能源新材料一体化绿色低碳的示范项目,增强我 煤制烯烃、乙二醇等四大类主产品总产量约2647 国能源安全保障能力,推动现代煤化工产业高质量 万t,年转化煤炭约9380万:标煤.
同时,现代 发展.
煤化工还可以生产石油化工无法生产的油品和化工 1我国现代煤化工技术和产业发展现状 产品-T(如:特种燃料、长碳链α一烯烃、高档 润滑油基础油、萘、葱、菲、高端碳素材料等).
近年来,我国油气对外依存度持续攀升,2021 1.2技术水平国际领先 年,我国石油对外依存度高达72%,天然气对外 经过近20年技术攻关,我国现已形成较为完 依存度达44%,以烯烃、乙二醇、对二甲苯为 备的现代煤化工工程技术体系,总体处于国际领先 主的大宗化工产品消费量超过1.4亿1,自给率仅 或先进水平,其中,煤直接液化、粉煤中低温热解 约50%,能源安全形势严峻.
及焦油轻质化技术属国际首创,煤制烯烃、煤制芳 经过近20年的努力,我国现代煤化工技术和 烃、低湿费托合成、煤制乙二醇、煤油共炼技术处 产业规模总体处于国际领先地位,以国家能源 于国际领先水平,大型煤气化、高温费托合成技术 集团、中国石化集团、中煤能源集团、陕煤化集团 处于国际先进水平,煤化工制氢产业技术基础雄 等大型国有骨干企业作为重大项目研发和示范实施 厚.
“十三五”以来,现代煤化工领域获国家技 主体,与中科院大连化物所、中科院山西煤化所、 术发明一等奖1项,国家科技进步一等奖3项.
煤炭科学研究总院、清华大学、天津大学、北京低 1.3运行水平不断提高 碳清洁能源研究院等科研单位开展联合攻关,开发 以国家能源集团鄂尔多斯百万吨级煤直接液 了一系列具有自主知识产权的原创性技术,建成一 化、包头60万吨级煤制烯烃和宁夏煤业400万吨 批重大示范工程,成功搭建了从煤炭资源向油气和 级煤间接液化项目为代表的一系列重大示范工程均 化工品转化的桥梁.
先后掌握了百万吨级煤直接液 实现了安全、稳定、清洁、长周期运行,能效持续 化、60万吨级煤制烯烃、400万吨级煤间接液化、 提升,物耗、能耗、水耗和“三废”排放量不断降 千万吨级煤炭分质利用、40万吨级煤制乙二醇、 低.
“十三五”期间建成的现代煤化工项目执行了 10万吨级煤化工CO:捕集与封存等系列技术,奠 最严格的大气污染物排放标准,部分项目率先实现 定了我国在全球煤化工产业的领先地位,为发挥我 了常规污染物的超低排放,西部地区项目实现污水 国煤炭资源优势、降低油气对外依存度、拓展石油 “近零排放”,废渣综合利用率逐步提高.
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中国煤炭行业知识服务平台 问国春等:现代强化工产业发展现状、问题与建议 2022年第8期 1.4带动作用显著增强 不足.
现代煤化工产业的发展带动了我国化工装备向 2.2国家层面项层设计和规划亚待进一步明晰 大型化、高端化发展,突破了2000~4000t/d大 国家“十四五”规划纲要提出“稳妥推进内蒙 型气化炉、10万Nm²/h空分成套设备、大直径高 古鄂尔多斯、陕西榆林、山西晋北、新疆准东、新 温高压临氢反应器等关键核心装备制造,研发了一 疆哈密等煤制油气战略基地建设,建立产能和技术 系列特种流程泵、特种阀及特种管材和钢板.
以国 储备”,国务院《2030年前碳达峰行动方案》中指 家能源集团鄂尔多斯百万吨级煤直接液化示范项目 出“严格项目准入,合理安排建设时序,严控新增 为例,装备国产化率达到99%.
现代煤化工项目 炼油和传统煤化工生产能力,稳妥有序发展现代煤 投资大、附加值高、利税水平高,有力推进了区域 化工.
”国家发展改革委等部门联合发布的《煤炭 经济发展,为解决当地就业、调整当地产业结构发 清洁高效利用重点领域标杆水平和基准水平(2022 挥了积极作用,成为推动西部大开发战略、促进西 年版)》对煤制甲醇、煤制烯烃和煤制乙二醇领域 部煤炭资源型地区转型升级发展的重要抓手.
的项目能耗、排放水平提出标杆和基准水平要求.
2现代煤化工发展面临的主要问题及其挑战 但截至目前,对现代煤化工发展仅有上述宏观层面 意见,没有出台具体的产业规划和重点项目布局方 尽管我国现代煤化工发展取得了巨大成就,但 案,对“十四五”期间的总体发展规模、优先鼓励 与石油化工相比,煤化工还不具备规模化、基地化 发展的技术路线和全面系统的综合评价指标及其准 优势:产业链较短,产品附加值不高,同质化现象 人门槛等尚未有明确的指导意见.
在能耗“双控” 比较明显:能源转化效率和运行稳定性还有待提 和“双碳”目标下,如何在“十四五”布局好一批 升;固碳、减碳工作函待加强.
特别是在能耗“双 高质量的现代煤化工项目,重待国家层面尽快出台 控”和“双碳”目标下,国家层面对“十四五”期 专项规划.
间现代煤化工的顶层设计和规划还不清晰.
2.3产品结构和能源转化效率有待优化 2.1现代煤化工被税为高耗能产业,缺乏技持 目前,我国现代煤化工产业链较短,下游精细 政策 化、差异化、专用化的产品开发推进缓慢,煤炭独 在能耗“双控”政策下,部分地方政府要求新 特的有机大分子优势未能充分发挥,产品主要以汽 建项目能耗强度低于区域平均水平,“一刀切”地 柴油、通用牌号聚烯烃和乙二醇等大宗初级产品为 将现代煤化工项目作为“两高”项目限制发展,由 主,结构较为单一,造成同质化产品供应激增,加 于能耗指标紧张,不少已建成投产的项目难以正常 刷了同业竞争.
而且,我国已建成的现代煤化工项 运行,已核准开工的项目无法正常建设.
新规划项 目布局分散,缺少基地化、规模化布局的统筹规 目通过采用先进技术、延伸产业链可以显著降低能 划,未能在油化联产方面形成有效协同.
耗强度,但是由于能耗总量受控,在立项审批过程 现代煤化工项目的能源转化效率也还有进一步 中面临较多困难,另外,原料用能统计方法尚未发 提高的空间,据测算,煤直接液化、煤间接液化、 布实施细则,地方政府在统计项目能耗时仍未剔除 煤制烯烃和煤制乙二醇,吨产品综合能耗分别约为 煤化工的原料用能,造成现代煤化工项目高能耗的 1.7、2.0、2.7、2.3t标煤,吨产品CO排故量分 表象.
别约为5.8、6.5、11.1和5.6t,见表1.在能耗 现代煤化工产业的发展为我国能源安全提供了 “双控”和“双碳”目标下,现代煤化工还需进一步 重要支撑,但由于尚不具备规模化、一体化优势, 提升转化效能.
存在抵抗市场风险能力不足的问题,例如,煤制油 表1现代煤化工吨产品综合能耗和碳排放情况 项目普遍受高额的成品油消费税制约,煤制气项目 煤化工技术 吨产品综合 吨产品CO: 受制于定价机制、管网输送等因素,经济效益较 路线 能耗/1标煤 排放量/t 差,部分企业生存压力较大,驱需国家出台相关政 煤直接液化 1.7 5.8 策予以支持.
另外,现代煤化工项目属于资本密集 煤间接液化 2.0 6 5 煤制烯烃 2.7 11. 1 型产业,但由于被视为高耗能产业,与新能源等领 煤制乙二醇 2.3 5. 6 域相比,目前对该领域的产业金融支持力度明显
中国煤炭行业知识服务平台 2022年第8期 中国煤炭 第48卷 3现代煤化工产业转型升级发展路径 化工比规模拼成本”,应该差异化发展石油化工难 以生产或生产成本较高的特有产品,通过延链、补 现代煤化工具有能源和化工双重属性,发展现 链和强链,提高产品附加值.
立足煤直接液化油品 代煤化工有利于统筹好安全和发展,既可保障国防 “一大三高四低”的显著特性-,加强航空航天煤 “海陆空天”油品需求,又可以生产一系列化工品和 基高性能燃料、舰用柴油、特殊环境燃料、一体化 新材料,对保障我国能源安全、推进煤炭清洁高效 通用燃料等特种油品的研发,提高军用油品供应保 利用具有重大战略意义.
“十四五”期间,现代煤化 障能力;以煤液化油渣沥青和煤焦化沥青等为原料, 工产业应围绕习近平总书记提出的高端化、多元化、 开发国防、航空航天用高模量碳纤维、超级电容器 低碳化发展理念,加快产业链延伸和扩展、加强产 用活性炭、高性能储能电池负极等高档碳材料.
煤 业和技术融合,加大新能源、碳减排技术应用,积 间接液化应重点开发α一烯烃、高品质润滑油基础 极探索现代煤化工产业转型升级发展的新路径.
油、煤基高端蜡等高端产品.
煤制烯烃应积极开发 3.1提升产品价值,实现高端化发展 差异化、高端化聚烯烃牌号化工品,煤制乙二醇在 现代煤化工产业要不断提高煤炭综合利用效能, 开发长纤聚酯用、高档聚酯用产品的同时,要利用 充分发挥煤炭原料性能本质特点,找准具有比较优 中间产品积极发展聚乙醇酸等生物可降解材料等.
势的技术路线和产品方案,避免针锋相对地与石油 现代煤化工高端化发展路径如图1所示.
煤直接液化油品 煤基特种注品 煤直槟液化 煤液化西青 高碳材料 煤间接化 煤间接液化油品 高品质润滑油基 原科煤 油 煤烯经 聚烯经 高码牌号聚烯经 长纤聚脂、高档 煤别乙二醇 乙二 聚乙香酸等生物 可降解材料 通过延链、补盛和强链.
实现亮端化发据 图1现代煤化工高编化发展路径 3.2突破行业壁垒,实现多元化发晨 生产路线的结构性缺陷;因此,可基于上述思 在原料和工艺耦合多元化方面,深化现代煤化 路发展甲醇石脑油耦合联产烯烃芳烃技术.
在能源 工与石油化工、天然气化工、生物化工、氯碱化 供给多元化方面,逐步提升可再生能源在煤化工用 工、冶金建材等产业的耦合,取长补短,提供能效 能中的占比,实现供能的耦合,在产品多元化方 物耗优化解决方案.
特别是加强现代煤化工和石油 面,加快从生产单一的油品和聚烯烃产品向“油一 化工耦合生产烯经和芳烃等化学品技术研发.
现代 化一新材料”的多元化产品体系转变,推动终端产 煤化工大多属于低碳分子重构的放热过程,如甲醇 品多元化,现代煤化工多元化发展路径如图2 制烯烃;面石油加工属于大分子裂解的吸热过程, 所示.
如石脑油裂解制烯烃,两者的耦合不仅可以大幅提 3.3加强技术融合,实现低碳化发晨 高原子利用率以及能量效率,同时可弥补石油化工 一方面,应充分发挥煤化工在固碳、减碳方面
中国煤炭行业知识服务平台 问国春等:现代强化工产业发展现状、问题与建议 2022年第8期 的技术优势,生产高固碳能力的煤基碳素新材料和 采用绿电作为煤化工电力,研发应用高效储热制蒸 具有减碳优势的含氧化合物,实现源头固碳,另一 汽技术,可替代部分燃料煤的使用.
此外,应充分 方面,应加快煤化工与绿电、绿氢、绿氧、储能、 利用现代煤化工CO:排放浓度高、集中度高、易于 储热等新兴技术的有机融合,替代部分原料煤和燃 低成本捕集的特点,大力发展CCS/CCUS技术,在 料煤的消耗,做到过程减碳,通过可再生能源发电 碳中和阶段主动减碳.
同时,应积极应用推广煤化 及电解水制取绿氢,与现代煤化工生产过程深度耦 工节能环保技术,重点推广超大型废锅气化炉技术、 合,利用绿氢来调节氢碳比,可取消水煤气变换工 低位热能利用技术、高效精馏技术等节能节水新技 段,减少CO:排放量和提高碳资源利用率.
大规模 术.
现代煤化工低碳化发展路径如图3所示.
新能源 天然气化工 能源供给 多元化 油品 石油化工 原料多元化 现代煤化工 产品 工艺属合 多元化发票 多元化 化工品 生物化工 多元化 新材料 其他行业 图2现代煤化工多元化发展路径 过程减碳 电解水 新能源 储能 氢 发电 绿电 蒸汽 源头团破 煤基新材料 现代煤化工低碳化发展 合氧化合物 co CCSCCUs技术 主动减 图3现代煤化工低碳化发展路径 4对策建议 间接液化之间失衡的产能比例,将煤基特种燃料列 入国家石油收储目录,将煤基特种燃料、煤基生物 4.1选一步明晰现代煤化工产业的发晨方向和重 可降解材料、煤基高端碳素材料等高端煤化工产品 点项目布局规划 列人战略性新兴产业中的新能源、新材料产业进行 建议国家层面尽快出台现代煤化工“十四五” 部署,由原来的视为传统“两高”项目限制发展, 专项发展规划和重点项目布局方案,对产业发展总 调整为国家重点扶持的战略性新兴产业,从面获得 体规模、优先发展路线提出指导性意见,对标“双 政策支持有序高质量发展.
碳”目标合理设置项目能耗强度、碳排放强度等关 4.2多措并举支持现代煤化工走节能减碳发展 键指标的准人门槛,明确煤制油气作为国家能源安 道路 全战略储备的定位,考虑合理调整煤直接液化和煤 产业政策方面,建议出台原料用能不计入能耗 5