“双碳”目标下,煤炭行业如何高质量发展?
“双碳”背景下煤炭行业高质量发展探讨
欧凯 张宁 吴立新 索婷
(煤炭工业规划设计研究院有限公司)
新中国成立以来,在党中央、国务院的正确领导下,煤炭工业在百业待兴的基础上起步,在艰苦奋斗中前进,在改革开放中发展,尤其是进入新时代以来,行业发展不断实现新突破,取得了举世瞩目的成就。近两年,碳达峰碳中和目标背景下煤炭消费减量,煤炭消费比重下降,煤炭行业发展受到一定影响,同时也给煤炭行业带来转型升级的机遇。
一、煤炭工业具备高质量发展基础
在一代代煤炭人的艰苦奋斗下,煤炭行业从无到有,煤炭工业从小到大、由弱到强,实现了从起步、腾飞到跨越的巨变,作为我国重要的能源基础产业,为国民经济和 社会 发展注入了强大动力。
(一)对国家经济 社会 发展的能源供应保障能力增强
我国煤矿“三机一架”的装备制造能力处在世界前列,年产千万吨综采技术和装备达到世界领先水平。行业持续推动化解过剩产能、淘汰落后产能、建设先进产能,全国煤炭供给质量显著提高。“十三五”期间,全国累计退出煤矿5500处左右、退出落后煤炭产能10亿吨/年以上,安置职工100万人左右,超额完成化解过剩产能目标。截至2020年底,全国建成年产120万吨以上的大型现代化煤矿约1200处,产量占全国煤炭产量的80%左右,其中,建成年产千万吨级煤矿52处,产能8.2亿吨/年。全国年产30万吨以下的煤矿1129处,产能1.48亿吨/年左右。
自新中国成立至2020年底,煤炭行业贡献了约924亿吨煤炭。我国煤炭年产量由 1949年的3432万吨,增加到1978年的6.8亿吨,到2013年的最高点为39.7亿吨,2020年产量为39亿吨,支撑了我国GDP由1978年的3645亿元增加到2020年的101万亿元。煤矿安全法律法规标准体系不断完善,煤矿安全生产责任制度体系不断健全,安全 科技 装备水平大幅提升,安全生产投入大幅增加,煤矿职工安全培训不断强化,促进煤矿安全生产形势有了明显好转。煤炭百万吨死亡率由1978年的9.713下降至2020年的0.059。煤炭安全供应保障能力实现跨越式提升。
(二)具备高质量发展的 科技 创新能力
煤炭行业技术创新体系不断健全完善, 科技 创新驱动发展的能力显著增强。特厚煤层综放开采、煤与瓦斯共采、燃煤超低排放发电、高效煤粉型工业锅炉、现代煤化工技术等达到国际领先水平。充填开采、保水开采、煤与瓦斯共采、无煤柱开采等煤炭绿色开采技术得到推广应用,煤炭资源回收率显著提升。煤矿机械化、自动化、智能化、数字化、绿色化转型全面提速。2020年 ,原煤入洗率达到74.1%,比2015年提高8.2个百分点。矿井水综合利用率、煤矸石综合利用处置率、井下瓦斯抽采利用率分别达到78.7%、72.2%、44.8%。建成400多个智能化采掘工作面,实现了地面一键启动,井下有人巡视、无人值守。采煤、钻锚、巡检等10种煤矿机器人在井下实施作业,71处煤矿列入国家首批智能化示范建设煤矿。
煤炭由单一燃料向燃料与原料并重转变取得新进展。2020年,煤制油、煤制烯烃、煤制气、煤制乙二醇产能分别达到931万吨/年、1582万吨/年、51亿立方米/年、489万吨/年。煤炭上下游产业融合发展,煤电、煤焦、煤化、煤钢一体化发展趋势明显。
(三)不断完善的市场化体系为高质量发展提供制度保障
新中国成立以来,煤炭工业生产力水平不断提升,同时,也在不断进行体制改革 探索 ,从最开始的完全计划经济,到计划经济和市场相结合,再到完全市场化,为国家经济体制和市场化改革提供了实践样本。
我国煤炭工业完成从新中国成立初期的计划经济体制,到改革开放时期的政府定价向市场化定价转变。1993年开始,我国确立了以市场形成价格为主的煤炭价格机制。1994年1月,国家取消了统一的煤炭计划价格,除电煤实行政府指导价外,其他煤炭全部放开。2004年,我国建立煤电价格联动机制,形成电煤价格“双轨制”。2013年,煤炭价格实现完全市场化定价,市场在配置资源中的决定性作用越来越突出。2016年以来,煤炭行业作为推动供给侧结构性改革的试点行业,煤炭上下游企业逐渐建立了中长期合同制度和“基础价+浮动价”的定价机制,发挥了煤炭市场平稳运行“压舱石”和“稳定器”的作用。2021年9月26日召开的国务院常务会议决定,对尚未实现市场化交易的燃煤发电电量,从2022年1月1日起,取消煤电价格联动机制,将现行标杆上网电价机制,改为“基准价+上下浮动”的市场化机制。这意味着,我国将告别已经实行了15年的煤电价格联动机制。
二、“双碳”目标下煤炭高质量发展对能源低碳转型将发挥重要支撑作用
以煤为主的能源资源禀赋,决定了未来相当长一段时间我国经济 社会 发展仍将离不开煤炭。在碳达峰碳中和过程中,仍需要煤炭发挥基础能源作用,为经济 社会 发展提供能源兜底保障。
(一)煤炭是新能源发展的有力支撑
“双碳”目标下,风、光等可再生能源发电成为增量电力供应的主要来源。近年来,我国大力发展新能源技术,非化石能源发电在我国电力结构中的占比显著上升。然而,受气候、天气、光照等人为不可控的自然条件影响,可再生能源供给能力不确定性大,提供的主要是能源量,能源供应和调节能力有限。可再生能源大比例接入电网,给电网的安全稳定运行带来严峻挑战,需要清洁高效的燃煤发电等灵活性电源作为调峰电源平抑电力波动。我国在大力发展风能、太阳能等可再生能源发电技术,逐步提高非化石能源发电占比,持续优化电力结构的过程中,仍需要煤炭煤电的有力支撑。预计到2060年实现碳中和后,燃煤发电装机规模仍需保持3亿至4亿千瓦,年耗煤量3.9 亿吨 6.4亿吨。
(二)煤炭是能源安全的“压舱石”
能源安全稳定供应是一个国家安全的保障和强盛的基石。在国际能源博弈和地缘政治冲突不断加剧的背景下,煤炭依然是国家能源安全的“压舱石”,短期内没有资源能替代煤炭的兜底保障作用。应当深刻认识我国能源资源禀赋、经济 社会 发展要求和能源发展规律。2020年12月21日,国务院新闻办公室发布《新时代的中国能源发展》白皮书,明确提出推进煤炭安全智能绿色开发利用,努力建设集约、安全、高效、清洁的煤炭工业体系,煤炭仍然是我国最经济安全的能源资源。
煤炭具备适应我国能源需求变化的开发能力,具有开发利用的成本优势,煤炭清洁高效转化技术经过“技术示范”“升级示范”已趋于成熟,具备短期内形成大规模油气接续能力的基础,应当充分发挥煤炭在平衡能源品种中的作用,保障我国能源安全。
三、“双碳”目标下煤炭行业迎来高质量发展机遇
“双碳”目标对于煤炭行业既是巨大挑战,也是空前机遇。在挑战与机遇并存下,煤炭行业势必迎来新一轮技术升级和产业转型。煤炭行业由自动化向智能化、无人化迈进,由超低排放向近零排放、零排放迈进。可以预见的是,自2021年到2060年,煤炭在能源消费中的占比将逐步下降,由主体能源转变为基础能源,再由基础能源转变为保障能源,最后转变为支撑能源,也代表着我国煤炭行业将向着绿色智能的方向快速迈进。
(一)依托技术革新,向高质量高技术产业发展
当前煤炭行业正处于第四次煤炭技术革命时期,应当以此次技术革命为契机,推动煤炭产业向着数字化、智能化的新产业和新业态转型。“双碳”目标下,煤炭产量将回归合理规模,走高质量发展、高端发展之路,迈向更加重视生产、加工、储运、消费全过程安全、绿色、低碳、经济的存量时代,走优质、高效、洁净、低耗的能源可持续发展道路。
未来将有更多煤矿采用高效节能的技术和设备,着力建设碳中和示范矿区引领工程,开展余热、余压、节水、节材等综合利用节能项目,持续优化煤炭开发利用工艺、技术和系统性管理,提高煤炭资源开发利用效率。
逐步将煤矿开采由机械化、自动化向数字化升级,打造采掘智能化、井下无人化、地面无煤化,最大限度地减少采煤过程对生态环境的破坏。聚焦“绿色开采、清洁利用、生态治理”的产业方向,构建实时透明的煤矿采运、洗选、治理等数据链条,不断优化智慧决策模型,建设现代化煤炭经济体系,将数字技术融入到煤炭资源的开发、加工、利用全产业链,全面提升煤炭的管理治理水平和综合利用效率。最终步入井下无人、地上无煤的煤炭工业5.0时代,实现深地原位利用,煤、电、气、热、水、油实现一体化供应,以及太阳能、风能、抽水蓄能与煤炭协同开发,基本实现近零排放。
(二)依托生态修复,打造绿色经济新的增长点
在淘汰落后产能的过程中,废弃矿区也在逐渐增加。可以通过矿区生态修复来增加生态碳汇。未来亟需开展全生命周期矿山生态修复理论与技术链,重点包括减沉保水协调开采、充填开采、土壤修复与生物多样性恢复关键技术等。选择适应性强、生长良好的树种和草种进行造林绿化,通过“地貌重塑、土壤重构、植被重建、景观重现、生物多样性重组与保护”工程技术对矿区损毁土地进行修复,改善土壤理化性质,创造新的经济效益,提高土壤碳截获能力,增加植物碳储量。
矿井空间包括矿区地面空间和地下空间。数据显示,我国煤矿塌陷区面积超过两万平方公里,井下空间体积超过156亿立方米,空间利用潜力巨大。例如,以发展煤基综合能源基地为目标,矿井地面空间利用包括发展风、光电站;井下空间利用包括开发抽水蓄能电站、化学储能、地热能开发、二氧化碳封存等。当前矿井空间初步开发,仅包括建设地面光伏电站、井下博览馆等,未来可利用矿井空间发展可再生能源、现代农业、现代医疗等。预计到2030年,我国关闭或废弃矿井将达到1.5万处,大量土地资源被闲置。而与此同时,随着我国光伏产业发展迅猛,可利用建设光伏电站的土地愈发紧缺。因而利用采矿沉陷区进行光伏电站建设,把光伏发电和矿山生态治理相结合,既能解决土地资源有效利用问题,又对生态环境治理具有积极意义。
(三)依托多能互补,建设高效、绿色、经济的综合能源基地
煤炭与可再生能源具有良好的互补性。煤炭与可再生能源在燃烧和化学转化方面的耦合,逐步形成模式,突破了一系列技术难点,为煤炭与可再生能源深度耦合提供了良好基础。同时,煤矿区具有发展可再生能源的先天优势,除了丰富的煤炭资源外,还有大量的土地、风、光等其他资源,采煤沉陷区可为燃煤发电和风光发电深度耦合提供土地资源。煤矿井巷和采空区形成的地下空间,可用于抽水蓄能、井下碳吸附和碳储存、地热能等开发利用。
煤炭企业具备主动发展新能源的条件,可以充分发挥煤矿区优势,以煤电为核心,与太阳能发电、风电协同发展,构建多能互补的清洁能源系统,将煤矿区建设成为地面-井下一体化的风、光、电、热、气多元协同的综合能源基地。
四、结语
立足我国能源资源条件和经济 社会 发展需求,对标“双碳”目标实现,依托 科技 创新和系统性变革,通过高效转化和循环利用,煤炭将更多用于生产煤基高端化工品和碳材料等精品;通过与可再生能源等多元互补,煤矿将成为现代能源供应系统基地;通过充分利用煤矿区地面地下空间和资源,煤矿区将成为清洁能源生产基地;煤炭企业将成为新能源开发的参与者、煤基高端材料和高价值产品的引领者。
中国是乙二醇的最大消费国和主要生产国。近年来,随着国内煤制乙二醇产业的快速发展,国内乙二醇产能和产量快速增长,但进口依存度仍维持在较高水平。2020年,我国乙二醇产能大幅扩张。到2020年,我国乙二醇产能达到1570万吨,同比增长20.4%。其中,新增产能主要包括恒力大连、浙江石化(一期)、中科炼化、中化泉州等炼化一体化乙二醇装置。、合成气制乙二醇装置,如兖矿融信、陕西沃能、河南龙宇(二期)、新疆天业(四期)。
受资源赋存影响,国内自给的乙二醇主要来自华东、华南的石脑油制乙二醇和华北、西北的煤制乙二醇。2020年,我国乙二醇产量881万吨,同比增长17.05%,年均开工56.08%,同比下降13.83个百分点。产量大幅增长主要受2020年多套新乙二醇装置投产带来的供应能力提升影响。一方面,乙二醇价格低造成的成本压力大,乙二醇装置关停降低负荷(多套煤装置长期关停,油厂乙二醇产量占比降低);另一方面,由于下半年几套新设备的集中投产导致产能基数的变化。
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成“能耗双控”重点,短期运行影响大
《意见》强调:我国将继续强化能源消费强度和总量双控。根据意见,坚持节能优先的能源发展战略,严格控制能耗和二氧化碳排放强度,合理控制能源消费总量,统筹建立二氧化碳排放总量控制制度。
由此看来, 我国“能耗双控“政策将长期坚持,煤化工企业所盼的是,地方政府在执行这一政策时,切莫采取”一刀切“和”运动式“减碳行为,让煤化工企业或转型升级、或有序退出。
事实上,今年以来,一些地方推行“一刀切”和“运动式”减碳行动,“能耗双控”政策不断趋严加码,煤化工企业很受伤。例如一家大型煤化工公司自今年以来多次受到地方政府双控政策影响,3月份被当地政府要求企业每天大幅降低电量,限电后企业无法满足最低负荷用电需求,经沟通无果后被迫按照政府要求停车。这家企业周围的其它三家企业也遭遇相同的命运,相继被迫停产。今年9月初又以能耗指标用完为由,被要求停产。就这样开开停停,断断续续,原本效益就不好,如今更是雪上加霜。
今年8月12日,国家发改委印发《2021年上半年各地区能耗双控目标完成情况晴雨表》显示,我国包括青海、宁夏、广西等9省(区)上半年能耗强度不降反升,被列为红色一级预警;广东、福建、云南等8个省(区)在能源消费总量控制方面被列为红色一级预警。受此影响,3季度以来,上述拉响红色一级预警的省区纷纷雷霆出击,限制“两高”产业。又由于4季度是传统的用能旺季,那些上半年能耗双控指标完成得较好的省(区),同样不敢掉以轻心,也开始加大了对列入“两高”名单的产业的控制。一时间,几乎所有煤化工项目受到限制,产业现状一片黯然,行业发展信心再次受挫。
各地“一刀切、运动式“减碳”方式,严重制约了煤化工产业的生存和发展,给企业的运行、经济的正常发展带来极大负面影响。最直接影响,就是一些地方对煤化工企业限制供煤、减少供电,给正常运行的煤化工企业带来极大困扰,导致不少企业处于停产、半停产状态,整个现代煤化工行业面临生死大考。
被列入“两高项目”,长远发展无前途
《意见》强调指出:坚决遏制高耗能高排放项目盲目发展。出台煤电、石化、煤化工等产能控制政策。未纳入国家有关领域产业规划的,一律不得新建改扩建炼油和新建乙烯、对二甲苯、煤制烯烃项目。合理控制煤制油气产能规模。提升高耗能高排放项目能耗准入标准。
不难看出, 《意见》将煤化工作列为“两高项目”,并直接点了煤制烯烃、煤制油气的名。 而国务院在《方案》也明确要求:坚决遏制“两高”项目盲目发展。采取强有力措施,对“两高”项目实行清单管理、分类处置、动态监控。
我国煤化工行业中,传统煤化工早已被各地列为两高项目限制发展。例如内蒙古自治区从2021年起不再审批焦炭(兰炭)、电石、聚氯乙烯、合成氨(尿素)、甲醇、乙二醇等“两高”项目;广东省将年综合能耗超过1万吨标煤的煤化工、焦化等项目纳入“两高”项目管理台账;陕西省也出台了对“两高”项目限产等一系列具体措施。
我国现代煤化工一般指包括煤制烯烃、煤制油、煤制气、煤制乙二醇四个工业路径。其中煤制烯烃是现代煤化工中近年来表现最好的一个路径,发展也最快。据统计,2020年国内煤制烯烃总产能达1120万吨/年,且产能还在进一步释放中。尤其是今年上半年,受市场价格暴涨影响,不少企业着实赚了一把。但这个现代煤化工领域的“明星“项目,《意见》规定”不得新建改建扩建“,意思是,煤制烯烃的“存量项目”仍可继续保持运转,但今后不得有“增量”项目出现。由此,煤制烯烃产业的发展前景已十分清晰,试图再行上马煤制烯烃的想法可以打消了。
《意见》要求 “合理控制煤制油气产能规模”,事实上,我国煤制油气的产能规模并不大,煤制油产能为921万吨/年,煤制气产能规模为51亿立方米/年,由于煤制油气项目投入高、经济性差、风险大,企业发展意愿普遍不强,此前一些获得批复的项目基本处于观望状态,有的甚至不打算继续推进,即使不控制,也少有愿意再干这类项目。
煤炭供应“量缺价高”,企业普遍”吃不饱”
《意见》提出,加快煤炭减量步伐,“十四五”时期严控煤炭消费增长,“十五五”时期逐步减少。这表明,我国煤炭消费的“峰值”将于2025年到来。
今年以来,由于煤炭供应骤然紧张,煤化工企业普遍“吃不饱“。《意见》使不少企业再一步认识到,今后煤炭“量缺价高”将成为制约煤化工发展的关键瓶颈。
今年三季度以来波及我国20余省市突然爆发的“拉闸限电”危机,背后的要因就是缺煤。
我国煤化工已经成为继煤电之后,消耗煤炭最多的产业,是煤炭的第二大用户。据统计,我国煤炭年消费总量为40.8亿吨,其中发电消费动力煤34亿吨,占煤炭消费总量的83%;其余17%则主要为煤化工用煤,约5亿吨以上。
在一些煤炭富集地区,由于煤化工产业发展的速度远高于煤炭产能释放的速度,使得原本富足的煤炭产量骤然变得紧张起来。以蒙东地区为例,这里是我国褐煤的主产区,储量丰富,过去煤炭贱比白莱,2005年当地褐煤价格每吨仅几十元,眼下却超过300元/吨。由于多个大型煤化工项目和煤电项目的上马,该地区煤炭紧张状况已持续多年,无论是发电项目、还是煤化工项目都因缺煤而“半死不活‘,由于煤炭”量缺价涨“,使得当地多个煤化工项目因缺煤日子很不好过,生产负荷难以保证,企业持续亏损;而煤电项目也因缺煤而不能正常发电,有的坑口电厂都难以保障煤炭需求。而据了解,这决不是蒙东一地独有的情况,如比陕西榆林、神木,内蒙鄂尔多斯等地的拉煤卡车排起了长龙,我国多个富煤地区出现煤炭供不应求的紧张局面。
今年下半年以来,国际原油价格一路走高,国内大宗化工商品居高不下,对煤化工构成极大利好,几乎所有的煤化工项目都有钱可赚,高油价支撑煤化工开工率显著提升。于是,各地煤化工企业开足马力抢抓市场契机,这样一来,煤化工开工率远高于去过几年,煤化工对煤炭的需求更加旺盛。据测算,2021年煤化工用煤或增加5000万吨,平均每月增长400多万吨。有人测算,“十四五”期间,如果油价一直处于相对高位,2025年煤化工用煤量将比2020年底增加约1.2亿吨。
最近,国家正在加大煤炭市场的干预力度。10月19日,国家发改委就缓解当前能源危机推出了大力释放煤炭产能、稳定增加煤炭产量、引导煤价回归合理水平等8项措施,煤炭紧张局面开始出现好转,各地“拉闸限电”已有好转。但“头痛医头、脚痛医脚”的阶段性措施不能毕其功于一役,有关部门在考虑煤炭总量控制时,如果忽略了煤化工产业对煤炭的刚性需求,煤炭“量缺价高”的现象还将长期存在下去。
据了解,受下游需求不振、国内产能扩张和进口激增打压,2018年第四季度以来,乙二醇价格持续大幅走跌。目前市场价仅在4500元/吨左右,与2018年8000元/吨的最高价相比几乎腰斩,导致大多数煤(合成气)制乙二醇企业出现亏损。但尽管如此,新增及规划产能依然庞大。
据石油和化学工业规划院副总工程师刘延伟透露,2018~2020年,中国新增煤(合成气)制乙二醇项目27个,合计产能1090万吨/年。到2020年,中国乙二醇总产能将达2881万吨/年,而届时需求量只有2050万吨,产能过剩在所难免,乙二醇价格可能长期低位徘徊。
统计显示,2019~2021年的3年间,中国将分别新增乙二醇产能400万吨/年、562万吨/年和535万吨/年,年均增幅46.7%。而同期,中国聚酯需求量将由2018年的5392万吨增至2021年的5978万吨,对应的乙二醇消费量约2032.5万吨。按聚酯用乙二醇占乙二醇消费总量90%计,届时国内乙二醇总需求约2258.4万吨,仅比2018年增加210万吨,年均仅增长3.4%。
“考虑到目前全球乙二醇供需基本平衡、中东及北美地区乙二醇成本较低另外,2021年以后国内仍有大量规划中的煤(合成气)制乙二醇项目投产,且新增产能多数需在国内消化这一事实,中国乙二醇产能井喷式增长,无疑增加了过剩的风险。”延长石油集团煤化工首席专家李大鹏对煤(合成气)制乙二醇的前景表示担忧。
另外,中科院福建物构所研究员、贵州鑫醇科技发展有限公司总经理姚元根也表示,随着众多项目投产和规划项目推进,中国乙二醇市场存在较大产能过剩风险。他提醒企业上项目时,要坚持技术先进成孰可靠、能效高、能耗低以及原料和能源易得且价格低廉地区布局项目的原则,并最好配套上游一体化项目,以最大限度地减少未来乙二醇产能过剩带来的冲击。
但也有专家对煤(合成气)制乙二醇的前景依然看好。
日本高化学株式会社创始人兼董事长高潮在接受采访时表示,虽然根据目前规划,乙二醇有产能过剩风险,但这只是针对乙二醇传统消费领域而言的。事实上,替代塑料给乙二醇行业带来的商机不可限量。与塑料难以自然降解不同,聚酯因分子中含氧,不仅生产过程能耗低、排放少,且易降解,全生命周期对环境影响较小,已经成为替代塑料的首选。随着更多国家禁用一次性塑料制品,聚酯行业将拥有空前的消费市场,继而大幅增加对乙二醇的需求。
苏州双湖化工技术有限公司副总经理孙育成也谈到,以目前的扩张速度,乙二醇的确存在产能过剩风险。但未来乙二醇的出路不是聚酯,而是与聚甲醛反应生成改性聚酯。这种改性聚酯可广泛用于膜材料、汽车塑料件等领域,增加对乙二醇的需求。从这个层面讲,目前在建及规划的乙二醇产能即便全部兑现,也不会产能过剩。
2019(第十六届)中国碳酸酯行业年会暨中国碳酸酯产业链技术开发与产业发展论坛将于9月召开。
告别“大发展” 升级示范先行
“‘十三五’现代煤化工不能再提‘大发展’了。”这句话是记者在日前举行的中国煤炭加工利用协会六届四次理事会暨第九届全国低阶煤热解提质及下游产品技术研讨会上,听到与会代表说得最多的一句话。
“‘十二五’期间,现代煤化工的发展是石油和化工行业的最大亮点之一。从技术和产业规模看,我国现代煤化工已经走在了世界的前列。但是‘十三五’期间,现代煤化工产业最应该注重的是发展质量而不是发展速度。”中国化学工程集团股份有限公司总工程师汪寿建说。
石油和化学工业规划院副院长白颐也认为,“十三五”行业要重新认识现代煤化工,推动煤化工产业健康发展,而不能使其发展过热。发展煤化工对于我国来说是一个长期战略,无论油价涨跌,坚持煤炭资源清洁高效转化的大方向始终不变。当前的市场困境,恰恰可以使已经有过热苗头的煤化工产业冷静下来,重新审视和定位产业发展方向。
记者了解到,相比于昔日“逢煤必化”的发展冲动,如今煤化工行业已显得更为冷静和理性。比如,业界曾估算,2015年我国将形成煤制油产能1200万吨,但是根据最新的行业数据,预计到2020年,我国煤制油产能将达1200万吨,煤制天然气产能将达200亿立方米,煤制烯烃产能将达1600万吨,煤制芳烃产能将达100万吨,煤制乙二醇产能将达600万吨,相比之前的规划均有不同程度的缩水。
不少现代煤化工企业亦如此。今年1月,神华集团确定的“十三五”发展目标中,提出将现代煤制油化工产业建设成为行业升级示范标杆,主要煤化工产品中,油品583万吨、合成树脂366万吨、甲醇554万吨。
对此,白颐认为,“十三五”期间我国现代煤化工应该做好三件事一是研究低油价条件下的发展机会成本和竞争力二是加大各项技术创新和工艺优化的力度,提高发展效率三是完善和落实可持续发展措施,注重资源保护、环保和节能。
采访中,不少业内人士表示,目前现代煤化工发展遭遇困境,与其本身工艺技术还不够成熟不无关系,因此,“十三五”行业还应该以示范为主,并需要进一步升级示范。
中国煤炭加工利用协会理事长张绍强认为,投资大、水资源消耗大、碳排放强度大、对原料要求比较苛刻等,都是现代煤化工行业现存的问题。对此,业内要有清醒的认识,而不应该只盯着“高大上”的那几条工艺路线。
张绍强提出,“十三五”期间,要科学规划现代煤化工产业布局。总结煤制油、煤制烯烃、煤制气等示范工程取得的经验。深入研究煤质与气化炉的适应性,开展高富油、高挥发分低阶煤节水型干馏提质、高硫煤化工、新型催化剂等关键技术攻关,提高设备运行的稳定性和可靠性。有序建设一批大型煤制油、煤制烯烃、煤制气等示范项目,推进具有自主知识产权的煤炭间接液化技术研发示范和产业化进程,加大煤炭转化力度,推动煤炭由燃料向原料与燃料并重转变,提高煤炭对国家能源安全的保障能力。
汪寿建认为,“十三五”期间,现代煤化工产业应围绕能效、环保、节水及技术装备自主化等内容开展产业化升级示范工程,依托示范项目不断完善现代煤化工自主创新升级技术,加快转变煤炭清洁利用方式,为煤炭绿色化综合利用提供坚强支持。
汪寿建告诉记者,“十三五”期间要有序推进现代煤化工产业化、技术升级示范工程,规范标定评价工作,做好三个有数。一是掌握标定示范工程物耗、能耗、水耗以及“三废”排放等主要指标,如示范工程能源转化效率和二氧化硫、氮氧化物及二氧化碳排放强度二是掌握示范工程的生产负荷等各机组及转动设备运行情况、产品品种及质量指标、安全环保措施、投资强度及经济效益,判断以上指标是否达到设计值三是掌握示范工程运行经验并总结查找分析存在的问题,为进一步优化操作和技术升级改造提供可靠的数据依据。
面临五大挑战 低油价最头痛
现代煤化工产业未来发展仍然面临诸多挑战,这是与会代表们所达成的共识。汪寿建将现代煤化工产业所面临的挑战归纳为五个方面。
一是煤化工规划布局制约问题。“十三五”期间,国家对现代煤化工项目的布局有严格的要求,要优先布局在有煤炭资源的开发区和重点开发区,优先选择在水资源相对丰富、环境容量较好的地区进行布局,并符合环境保护规划对没有环境容量的地区布局现代煤化工项目,要先期开展经济结构调整、煤炭消费等量或减量替代等措施腾出环境容量,并采用先进工艺技术和污染控制技术,最大限度减少污染物的排放。
二是水资源利用瓶颈问题。我国煤炭资源和水资源分布不匹配。主要煤炭产地和煤化工项目基地多分布在水资源相对匮乏、环境相对脆弱的地区。由于煤化工要消耗大量的水资源,主要用于工艺蒸汽用水获取氢源、循环冷却水蒸发或跑冒滴漏损失需要系统补充水、除盐水补充水及生活用水等。同时产生大量废水,对环境产生巨大威胁。
“若不采取确实可行的节水措施,如开式循环冷却水系统节水技术、空冷技术、闭式冷凝液回收技术、水的梯级利用及重复利用等措施,单位水耗和废水排放量降不下来,布局的煤化工项目就会成为泡影。”汪寿建说。
三是环境排放污染问题。此前,我国现代煤化工由于废水不达标排放,或者排放标准过低,出现了一些“三废”排放污染环境、污染水源和沙漠的事件。目前高浓盐水和有机废水的处理回收技术还没有得到很好的解决。大量的二氧化碳排放也是产业发展不容回避的问题,如何综合利用如捕集、驱油和埋存,相关问题还有待于探索和完善。
“今年年初,环保部发布的《关于华电榆横煤基芳烃项目环境影响报告书审批权限的复函》指出,华电榆横煤基芳烃项目包括年产300万吨的煤制甲醇装置环境影响评价文件将由环保部直接审批。这说明,从2014年开工以来,目前华电榆横煤基芳烃项目还没有通过环保部环评。这也从侧面说明了现代煤化工环评难。”汪寿建说。
四是产品同质化问题。现代煤化工产业起步时间短、研发时间不长,加上投入资源有限,核心装备技术又不能完全掌握,导致煤化工的中间产品雷同现象比较严重。产业链也做不长,不少终端产品是低附加值产品,比如聚乙烯、聚丙烯等,产业竞争力不强。若不走差异化的发展道路,现代煤化工产业还将形成新一轮的产能过剩。
五是低价油气冲击经济性问题。在高油气价格的前提下,现代煤化工的竞争力毋庸置疑。但是到了低油气价阶段,如油价在每桶60美元、50美元以下的时候,煤化工成本优势遇到了极大的挑战。如何采取应对措施扶持政策,是行业和有关部门必须考虑的问题。
在业内人士看来,“十三五”现代煤化工面临的诸多挑战中,首当其冲的便是油价问题。
近日,国际原油期货价格跌至12年来新低点。对此,不少分析机构预计,整个“十三五”期间国际油价都将保持在中低位。
白颐表示,预计“十三五”期间,石油价格大部分时间将保持在每桶50~70美元,前3年价格会低一些,后2年价格会上涨一些,但是也有分析机构预计的油价更低。这说明,现代煤化工产业很可能将长期受到低油价的冲击。
新型煤化工包括煤制油、煤制气、煤制烯烃、煤制芳烃、煤制乙二醇等,白颐指出,这些工艺产品对油价的承受能力各不相同。
煤价在每吨200~300元的情况下,煤制油项目可承受每桶70~80美元的油价,若煤制油项目享受30%税费优惠,则可承受每桶60~70美元的油价。
煤制天然气方面,目前世界各地区天然气定价机制存在显著差异,气价与油价脱钩已逐渐成为世界天然气贸易定价的新趋势,我国煤制天然气与油价不完全挂钩,所以煤制天然气项目更多的不是考虑油价,而是考虑目标市场和运输途径。
煤制烯烃方面,在煤炭价格每吨200~300元的情况下,新建煤/甲醇制烯烃项目可承受每桶70~80美元的油价,已建煤或甲醇制烯烃项目的承受能力(按照边际成本考虑)可承受每桶50~55美元的油价。价格和市场环境是煤制烯烃企业必须考虑的因素。白颐认为,东部地区项目将主要面临海外低价原料产品的冲击,如果项目在东部地区,船运费用较低,就要考虑国外产品的竞争项目要是在西部煤炭产地,就要考虑液体运输半径和消费能力,尽可能在周边解决销售问题。此外,煤制烯烃除了生产聚丙烯、聚乙烯等通用产品外,产品还要往高端和精细化学品方向发展。
由于项目投资高,煤制芳烃项目对原油价格下降的承受能力略低于煤制烯烃,而且PX不宜长距离运输、PTA产能过剩,白颐建议企业在进行布点时充分考虑产业链衔接。
煤制乙二醇项目还无法与乙烷路线工艺竞争,因此新建项目应尽可能分布在中西部地区,目标市场控制在一定销售半径内,以产业链形式发展。
突围需靠创新 瞄准成套技术
业内人士普遍认为,在当前的形势下,技术创新依然是现代煤化工行业实现困境突围的重要途径。业内专家认为,在示范阶段,应在煤炭分质高效利用、资源能源耦合利用、污染控制技术(如废水处理技术、废水处置方案、结晶盐利用与处置方案等)等方面承担环保示范任务,并提出示范技术达不到预期效果的应对措施同时严格限制将加工工艺、污染防治技术或综合利用技术尚不成熟的高含铝、砷、氟、油及其他稀有元素的煤种作为原料煤和燃料煤。
技术创新不仅在于原创性发明,更在于具有重大应用价值的技术集成。汪寿建表示,“十三五”期间,应通过对煤化工单项工艺技术、工程技术和信息技术的重组,获得具有统一整体功能的全新成套技术,并努力形成现代煤化工的品牌要进一步加大核心工艺技术、工程技术和环保技术的创新力度,在关键及核心技术方面取得突破煤化工项目应创新工艺技术、工程技术和环保节能减排技术,项目建设规模应符合国家产业政策要求,采用能源转换率高、污染物排放强度低的升级工艺技术,并确保原料煤质相对稳定。
在汪寿建看来,有四类技术是构成“十三五”现代煤化工生存和发展的关键。
一是现代煤化工污染物控制技术(“三废”处理排放及废弃物回收利用环保技术、节能技术和节水技术)二是现代煤化工核心工艺示范升级创新技术(煤气化、合成气净化、合成、煤质分质分级综合利用技术)三是现代煤化工后续产品链技术(合成材料、合成树脂、合成橡胶等高端化学新材料技术以及精细化学品专业化、高附加值化技术)四是现代煤化工耦合集成技术(产品耦合技术、催化剂技术、多领域多元节能信息控制技术耦合和国产大型装备技术)。
“第一类解决环保问题,第二类解决生存问题,第三类解决同质化问题,第四类解决现代煤化工智能竞争力问题。这些技术都有很大的创新空间,等待行业去开拓。”汪寿建说。
白颐介绍说,在热解提质技术方面,行业要注重规模化应用的工业热解反应设备开发,装备和自控的系统集成和整体提升,热解产品深加工技术开发,配套的环保节能技术的应用和创新在煤气化技术方面,要开发安全环保、可靠性强、效率高、消耗小、适应性强的技术,对煤种、煤质的适应性强(如高灰熔点)的气化技术,煤气化新工艺如催化气化工艺、共气化、地下气化等,开发国产大型煤气化装备,超高温3000~4000吨/天的大型气化炉,大型粉煤输送泵,煤气化废水处理技术。
在煤间接液化领域,要注重新型催化剂技术开发,产品要向特种油品、精细化学品方向发展,工艺向系统优化集成方向发展,关键技术装置向大型化、低能耗方向发展。在煤制天然气领域,要注重国产甲烷化工艺的优化及工业化、新型甲烷化反应器技术,创新国产催化剂的工业化应用,提高寿命、耐高温特性,注重节能降耗、余热利用。甲醇制烯烃领域,要注重催化剂改性、工艺条件和反应器优化、产品分离工艺,加强下游产品技术开发,减少同质化,优化原料结构,废水处理,节能降耗等。甲醇制芳烃领域,要注重国产技术的工业化验证,加强关键技术优化、提高芳烃产率、芳烃技术集成、煤制芳烃技术多元化、反应设备及优化。甲醇制汽油领域,要注重提高国产催化剂的活性、寿命、选择性,加强大型化反应器开发。工艺系统优化、副产物集成利用。
北京凯瑞英科技股份有限公司总经理唐强博士认为,以甲醇为原料生产聚甲氧基二甲醚(DMMn),将DMMn用作柴油调和组分,能明显减少污染物排放,提升油品质量,可以利用我国已经过剩的甲醇,替代部分油品,是“十三五”现代煤化工产品多元化的发展方向之一。该公司与清华大学、山东玉皇化工集团合作,已经开发全球首个万吨级DMMn生产装置,并通过鉴定,总体技术处于国际领先水平。目前,90万吨DMMn生产项目已被列为山东省重点建设项目,一期30万吨装置设备加工安装及现场建设工作已经启动。“我国目前柴油年消费量超过1.6亿吨,如果DMMn能替代20%柴油,其年需求量将超过3000万吨,市场空间十分广阔。”唐强告诉记者。
来源:中国化工报
所以在本期中,让我们详细梳理一下煤基乙二醇的风波。
什么是乙二醇?
1.乙二醇是一种重要的有机化工原料,广泛用于下游,主要用于生产聚酯和防冻剂,也用于生产不饱和聚酯树脂、润滑剂、增塑剂、表面活性剂和炸药等。
2.世界上一半的乙二醇(约占中国乙二醇的90%)用于中国的聚酯生产。在中国,85%的聚酯用于化纤行业的聚酯纤维生产。聚酯作为化学纤维中最重要的产品,与中国国内生产总值相比,已基本实现同比增长。化纤企业主要集中在江浙两省,而恒易、荣盛等大型化纤企业都位于此,因此需要大量的乙二醇来满足聚酯纤维的生产。
3.乙二醇的生产技术主要是石油路线,即以乙烯为原料,通过环氧乙烷生产乙二醇;此外,还有从煤和天然气制备乙二醇的生产技术。然而,目标油路的能力不能满足缺口,乙二醇曾经是中国进口的最大的化工产品。
在前几年需求量大、工艺路线成本低、油价高的背景下,与传统的石油路线生产乙二醇相比,煤制乙二醇工艺可以充分发挥其成本优势。因此,一批项目相继启动。
煤制乙二醇项目是十一五期间的示范项目。第一个年产20万吨的项目于2009年底投产。
2014年
中国有25家主要的乙二醇生产企业,总生产能力为583.3万吨。其中,石油乙烯法约占64.9%,合成气制乙二醇(包括煤制乙二醇)占26.6%。
2016-2016年
井喷阶段。
如果以上信息不完整或不正确,请你的朋友纠正我
2017
如果以上信息不完整或不正确,请你的朋友纠正我
据悉,到2020年,中国将建设41个煤基乙二醇项目,总生产能力为1026万吨。前景似乎是光明的.
但是.化纤巨头企业说:我不需要煤乙二醇企业说我质量好,如果价格合理,其他企业会用。
那么谁是对的,支持他们态度的因素是什么?
煤制乙二醇的分析
技术是帮凶吗?
乙二醇下游企业习惯于使用石油路线产品,但他们对煤制乙二醇产品的质量稍有评论。主要原因是石油路线工艺在国内外已运行多年,且工艺中产生的杂质很少。分离杂质的工艺成熟,产品能满足聚酯聚合的要求。在化学工业中,聚合是一个困难的过程,它要求严格的操作条件,尤其是原料的纯度。
据有关专家介绍,乙二醇工艺包括两个部分:乙二醇的合成和分离。起初,科学研究更注重综合而忽视分离。示范项目建立时,分离过程并不完善,因为科研深度不够,科研没有进行到底,没有进行严格的聚合实验。虽然该产品符合目前的工业乙二醇标准,但不符合聚乙二醇的要求。
目前,聚酯企业在实际使用煤制乙二醇时存在掺混现象,掺混比例一般为20-30%。
煤制乙二醇的分析
还是因为价格?
八家聚酯企业(同坤、恒易石化、江苏洪升、新凤鸣、江苏项英、浙江双吐、东南新材料和浙江嘉宝)联合向中国证监会提交了一封信,信中称
乙二醇期货上市引发动荡的另一个重要原因是下游企业担心乙二醇价格飙升。当乙二醇期货即将上市的消息传出后,许多国内供应商开始大量囤积,国外供应商也纷纷增加库存,从而减少了市场供应量。由此可见,一旦上市,价格将不再对下游企业有吸引力。
煤制乙二醇的分析
兴趣因素是关键?
从乙二醇厂建设权限分散的地方来看,新项目不需要国家发改委的批准,煤基乙二醇项目建设蓬勃发展。只要一个项目是好的,它很快就会导致供需失衡。这是没有统一规划和无序竞争的结果。煤中大量的乙二醇与低煤价有关。当煤炭价格较低时,煤炭的深加工变得更加重要。技术成熟度不再是需要考虑的关键因素,经济效益是最重要的目标。
作为一条新的路线,技术水平、设备安全、环境保护和产品纯度等问题需要逐步解决。
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