举例说明促进煤炭产业绿色转型升级有哪些措施?
对陕西来说,煤炭消费需求量刚性增长的基本态势短期内不会改变,为落实煤炭"去产能"各项任务目标和实现地区煤炭产业升级与绿色转型,应积极运用现代科技手段,从产业链和技术创新等方面对现有煤炭产业链的关键环节进行改造和优化。应做优能化陕北能源化工基地兰炭产业集群,大力推广燃煤替代,推动兰炭产业供应链升级,发挥绿色金融优势,促进产融结合,推动传统能源向智慧能源转型升级。
煤炭作为我国的最基础能源和工业生产原料,是可实现清洁高效利用的最经济、最安全的矿产资源。煤炭工业一直发挥能源支柱作用,为国民经济和社会发展提供了能源安全保障。
“十三五”期间,我国持续推进供给侧结构性改革,煤炭工业全面落实能源安全新战略,推进自身消费革命、供给革命、技术革命、体制革命、国际合作,全面实施煤炭绿色开采和清洁高效利用,支撑我国能源结构全面优化和多能互补的现代能源体系建设,促进国民经济和社会高质量发展。
面对“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”的目标,煤炭作为我国最重要的基础能源和能源安全的压舱石,必须走智能绿色低碳开发利用创新之路,以煤矿智能化为标志的煤炭技术革命和技术创新成为行业发展的核心驱动力,煤炭资源智能绿色开发与清洁低碳利用是发展主题,技术创新将支撑煤炭资源成为最有竞争力的能源和原材料资源。
“十四五”时期及未来一段时间内,同步推进“四化”——工业化、城镇化、信息化和农业现代化,依旧是我国发展的重要目标。在此背景下,能源消费—供给关系将更加合理,能源需求将稳步增长。
我国能源需求仍将保持增长。2019年,我国人均一次能源消费为3.47吨标准煤/年,居全球第48位,远低于发达国家。美国、加拿大等发达国家人均用电量超1000千瓦时,而我国人均用电量刚达到其一半水平。
中等收入群体在我国经济发展过程中势必出现消费变化,形成消费升级,而能源作为保障性支撑,其需求与碳达峰之间仍有很大发展空间。
但是,我国经济发展方式不断转型,从高速发展逐渐转变为健康持续发展,经济发展以人为本,以发展质量为核心,经济增速放缓带来节能减排技术不断进步将使能源利用效率显著提升,能源需求在未来的增速将缓慢下降。
煤炭在能源消费结构中的占比将持续下降。2017年以前,煤炭在我国能源消费结构中的比重一直在60%以上,2020年降至57%,在进一步发挥煤炭、煤电对能源稳定保障作用的同时,“碳达峰、碳中和”的目标愿景将推动我国能源绿色、低碳、和谐发展,促进化石能源清洁高效利用。建立多能融合供应体系将是“十四五”时期及未来一段时间能源发展的重要任务,促进化石能源的清洁高效低碳利用,大力发展可再生能源,安全有序发展核电。我国提出,到2030年非化石能源在能源供应中的比率将达到25%左右。到2030年煤炭占一次能源消费的比率有望降至50%以下。
各种能源
首先我国煤炭技术含量高,生产效率高。煤炭生产效率也称为生产人机工程学,即一个普通工人一天工作的煤炭产量。技术进步推动我国煤矿机械化水平和单井产量规模逐步提高,带动煤炭生产效率快速提高。智慧绿色已成为煤炭生产的新趋势。煤矿安全得到根本改善。我国煤炭资源普遍埋深,采煤以地下煤矿为主。井下环境复杂,灾害风险因素多,煤矿安全生产面临巨大挑战。
其次矿石容量和外观良好。根据新发布的绿色矿山建设标准要求,煤矿在矿山外观、矿区绿化、废弃物排放、生态保护与修复等方面有更高的约束性要求。为进一步贯彻创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念,绿矿对矿区功能分区进行了合理布局。矿山外观与地表、植被等周边自然环境和谐统一,绿化覆盖率达100%。矿区花园实现“三季花四时绿”,煤矿环境堪比大学校园。
未来煤矿建设趋势将会走寡头垄断的产业结构。在长期的市场竞争和政府引导下,煤炭行业进入生命周期成熟期,生产效率高,生产成本稳步下降。四大煤炭企业占据90%以上的市场份额。这种产业结构既符合规模经济的要求,又保持了相当大的竞争活力,适合长期稳定发展。
要知道煤炭产业是指以开采煤炭资源为主的产业。它是国家能源的主要来源之一,也是国民经济的重要支柱之一。煤炭在我国能源中的主导地位不会改变。虽然比重呈缓慢下降趋势,但煤炭在我国能源市场的主导地位不会改变,当前国民经济的发展离不开煤炭。煤炭产业高质量发展面临多重挑战。新能源、清洁能源替代煤炭步伐加快;煤炭需求增速放缓;煤炭清洁高效利用迫在眉睫。
近年来,中国煤炭科工集团在煤炭智能绿色开发、煤炭清洁高效转化利用、矿区生态环境保护等领域取得了一批突破性的重大科技成果。从整个煤炭产业看,推动煤炭产业绿色发展的技术成果同样“可圈可点”。例如,在绿色开采方面,已经建成了以大柳塔、红柳林煤矿为代表的一批千万吨级矿井群和以锦界、黄陵二号井为代表的一批数字矿山和智能化开采工作面,主要经济技术指标进入了国际先进水平行列。
在绿色消费方面,我国在燃煤电厂超低排放、高效煤粉型锅炉,水煤浆、型煤、现代煤化工、褐煤提质等技术和装备领域取得了长足的发展和进步。燃煤电厂超低排放技术改造后,烟尘、二氧化硫、氮氧化物等主要大气污染物排放指标均低于天然气电厂的排放标准。具有我国自主知识产权的高效煤粉型工业锅炉技术使燃料燃尽率达到98%,比普通燃煤锅炉提高28个百分点,主要大气污染物排放指标达到或接近天然气锅炉排放标准。
“煤炭行业将继续深入贯彻新发展理念,努力抢占世界煤炭科技竞争制高点,努力促进煤炭由燃料向燃料与原料并重转变,推动煤炭由传统能源向清洁能源转变,形成安全高效清洁的现代煤炭供应保障体系。”王显政说。
全球最大清洁化煤制氢项目已经正式投入在运行中,这个技术的意义挺好的,可以保持零碳排放因此降低我们的空气污染,让我们的空气更加的清新。
清洁煤是现在社会能够控制室内温度的重要物品之一,我们以前是使用煤炭的,近几年随着我们对空气污染的重视以及煤炭的价格越来越高的原因,就加快了研究人员的研究发明,在今年终于发明了清洁化煤制氢,让煤炭成功转化为绿色能源。这次的转化是非常好的事情,让我们的空气不用在受到二氧化碳(CO2) 的污染。
二氧化碳的污染
据我所知二氧化碳是一种有毒气体,如果人体吸入过多会导致身体中毒。而且近几年的全球变暖事件也被专家认为是因为燃烧煤炭产生的二氧化碳导致的,如果不去做这方面的转让,继续使用下去就有可能导致让我们的地球变成我们无法居住的环境,这是一种自取灭亡的事情,所以我们用杜绝这种事情的发生,现在的转变就是最好的存在。
二氧化碳的排放量
在2018年底就统计过一次,我们国家在2018年一年时间里的煤炭燃烧排放量是达到了惊人的7亿千瓦的存在。如果是计算整个时间那就更加可怕了,我们一年的空气净化数量才多少,整年的煤炭排放量根据预估是超过了我们的空气净化数量,我们世界的空气在这种净化不过来的情况下我们的空气污染只会越来越严重。
总的来说这次清洁化煤制氢的发明是一个利国利民的存在,是非常好的一件事情,现在是属于刚刚开始生产的存在,希望他们尽快投入市场。让我们快速远离空气污染,不用生活在一个乌烟瘴气的环境中。
首先需要从统筹推进煤炭清洁低碳发展、多元化利用和综合储运。应尽最大努力保障国家能源安全。要坚定肩负保障国家能源安全重大使命,夯实煤炭和燃煤发电基础保障,进入夏峰关键时期,我省保障能源供应任务艰巨,要全力保障煤炭生产。紧紧围绕保供目标,加强统筹规划,全力挖潜增效。
其次需要推广煤炭清洁利用的障碍等方面入手。主要来自技术和资金问题。煤炭清洁利用技术取得了长足进步,但仍有许多问题没有突破。特别是一些煤炭加工核心技术尚未掌握,仍需引进,增加了研发和推广成本。一些技术虽然达到了世界先进水平,但没有国家政策的支持是无法大力推广的,对提高煤炭清洁利用水平的作用有限。
再者需要推进节能减排重点工作,推动能源利用效率大幅提升。主要污染物排放总量持续减少,实现节能减碳减排协同,质量持续提升生态环境,目标是为尽快实现从能源消费“双控”向碳排放总量和强度“双控”转变创造条件,为实现碳达峰和碳中和目标奠定坚实基础。推动新型基础设施能效提升,加快数据中心和基站绿色改造,促进电子信息制造绿色利用。
要知道的是煤炭在我国能源体系中发挥着基础性和基础性作用,煤炭上下游产业是我国国民经济的重要组成部分。煤炭价格过高或过低都会对煤炭上下游产业平稳健康发展有影响和我国能源安全稳定供应产生不利影响。因此,建立煤炭上下游合作共赢的长效机制,将煤炭价格稳定在合理区间内,对于认真贯彻落实中央经济工作会议精神,促进煤炭上下游产业高质量发展。
春日渐深,晋南大地已是处处可见绿意。
太岳山脉深处的山西永鑫煤焦化有限责任公司(以下简称“永鑫焦化”),一株株苍翠挺拔的青松环绕着一座座昂然矗立的焦化装置,在蓝天白云映衬下愈发清新爽目。
置身厂区,看不见烟尘飞扬,闻不到刺鼻异味,完全颠覆重塑头脑中对传统煤焦化企业的思维定势和惯性认知,是这家“绿色工厂”最直观的视觉映像。
走进一间间厂房,一台台先进环保设施设备并行不悖高效运转,则为永鑫焦化绿色发展之路作了最好注解。
以绿色发展为引领
永鑫焦化何以抖落“一身灰尘”?答案并不难寻找。
走进工厂智能抗爆控制室,一组员工正在电脑前监控操作,屏幕墙上实时显示着巡检机器人正穿梭往来于焦炉地下室中,并将检测数据同步传输到控制室,焦炉生产“安全指数”一切尽在掌控。
让永鑫人引以为傲的无组织排放管控治一体化智能平台果然名不虚传。在这里,全封闭煤焦贮存大棚安装了23台高效雾炮,雾炮采用三级联动自动治理作业扬尘,大棚进出口安装的24套高效干雾雾帘,采用红外感应自动控制扬尘外逸;厂区安装了28台粉尘检测设施,检测设施与清扫车通过GPS传输粉尘报警信号,可直接指挥清扫车治理厂区扬尘。
值得一提的是,厂区的空气质量数据还与临汾市区各个空气质量监测点的数据实时联网,数据比对,厂区空气质量指数优于全市平均水平。
这些,不过是这家“绿色工厂”的冰山一角。
作为工业制造过程的核心单元,绿色工厂是践行绿色发展理念、实现绿色转型升级的核心对象,也是绿色改造的重要抓手。作为一家集炼焦、化产回收、焦炉煤气制甲醇、甲醇驰放气制合成氨为一体的循环经济民营企业,永鑫焦化多年来始终秉承“为打造成为资源节约型和环境友好型的现代煤化工企业而不懈努力”的绿色发展理念。公司总经理牛如平介绍,自2017年工信部组织开展绿色制造名单推荐工作以来,公司积极推进各项环保节能项目的落地实施,成立了绿色工厂管理小组,根据《绿色工厂评价通则》和《绿色工厂评价要求》,逐项完善、提高绿色制造水平,“近年来累计完成环保节能投资6.7亿元,高标准实施环保设施技术改造及建设30余项”。
2020年10月29日,永鑫焦化成功入选国家级绿色工厂,成为全省唯一一家获此殊荣的独立焦化企业。“这是对我们多年来在安全、环保、节能、质量等方面矢志不渝、持之以恒努力工作的褒奖和肯定。”牛如平如是说。
以技术创新为支撑
传统焦化行业高能耗、高排放、高污染,节能降碳改造升级潜力巨大。
对于永鑫焦化而言,一项项新技术、新工艺的应用便不胜枚举——
通过干熄焦及干熄焦发电项目,一举降低了工厂能耗水平。数据显示,2016年、2019年,公司分别建设投产的120万吨/年焦化干熄焦余热发电和60万吨/年焦化干熄焦装置,每年节能量8.6万吨标准煤。
厂区废水“零排放”技术改造的实施同样成效明显。作为国内第一套完整工艺链的高浓盐水处理装置,焦化废水零排放项目每年可节水43.92万吨,化水浓盐水零排放装置每年可节水55.84万吨。
通过实施焦化脱硫废液制酸技术改造,整套装置的运行参数和稳定性处于国内同类装置前列。通过废液制酸项目实现硫资源的循环利用,从根本上解决了传统脱硫工艺硫资源浪费和脱硫副盐废液二次环境污染问题。生产的硫酸作为焦炉煤气脱氨生产硫酸铵的原料,使硫资源得到有效循环利用。
利用先进的5G通信技术开发出5G机器人智能安全巡检项目,实现了焦炉炉底无间歇智能巡检和有毒有害气体实时检测及报警,大大减少了人员处于危险区域的时间。2022年1月,该项技术已被国家知识产权局授予实用新型专利。
…………
一组组数据对比,客观地揭示了技术创新在安全、环保、节能、质量等方面给永鑫焦化带来的效益。
以技术创新驱动工业绿色发展,是推动经济高质量发展的关键。多年来,永鑫焦化从源头入手,对粗放型生产模式进行绿色改造,先后实施了120万吨/年焦化干熄焦余热发电,焦炉烟气白色烟羽治理等高排放和脱硫脱硝超低排放改造,焦炉无组织烟尘治理改造,VOCs治理,60万吨/年焦化干熄焦,脱硫废液制酸,高盐无机废水零排放,焦化废水零排放,空气六参数微型监测站,粉尘和VOCs无组织排放管、控、治一体化智能平台,泄漏检测与修复(LDAR)技术等先进、实用、有效的项目,实现了真正意义上的厂区无气、无味、清洁、亮化,增强了企业市场竞争力。
以循环发展为核心
资源综合利用被视为推动资源利用方式根本转变、大力节约集约利用能源资源、发展循环经济的有效手段,是落实工业绿色发展要求的坚实保障。
作为山西省循环经济试点企业,永鑫焦化长期致力于打造一体化绿色低碳循环型煤化工企业,多年来持续投入资金,不断完善产业链条,努力做到“吃干榨净”和实现固体废物和废水“零排放”,打造上下游紧密衔接的完整产业链。
在上游,为方便精煤运输、减少运输过程对环境的影响,公司投资建设了永鑫铁路专用线;在下游,通过发电、甲醇、合成氨延长产业链,形成了“采煤-焦化-发电-甲醇-合成氨”完整产业链,通过循环经济建设,实现了废水零排放、固废全部回收利用、烟气超低排放等。
为进一步推动焦化全产业链发展,永鑫焦化还大力发展碳基新材料产业,目前正在实施开发煤焦油下游微晶焦、咔唑、蒽醌、永固紫等系列产品,将打造“以化配焦、化材并举”的煤焦化材料循环经济产业新格局。
传统优势产业是稳定临汾市经济运行的“压舱石”。今年年初的市委经济工作会议指出,工业要稳存扩增、提质增效,传统优势产业要强链条、锻长板,对标“双线”、高端低碳发展。
作为焦化企业转型标杆之一,永鑫焦化自身实力雄厚、在产业链中占主导地位,无疑是名副其实的“链主”企业。而其引领支撑作用的充分发挥,将有助于产业集群中的上下游企业广泛受益,从而带动区域经济发展。
绿色是工业高质量发展的底色。永鑫焦化就是临汾市构建高质量发展现代产业体系的一抹亮眼绿色。(孙宗林王小庚)
原标题:以“绿”作笔绘新篇——山西永鑫煤焦化有限责任公司绿色发展之路探析
如今,在有着“能源金三角”美誉的内蒙古鄂尔多斯,国家能源集团旗下世界首套、全球唯一的百万吨级煤直接液化制油示范工程已经安全稳定运行了10年。这里丰富优质的煤炭资源为煤制油提供了可靠的原料,自主产权的“煤变油”技术更是点石成金,使黑色的煤炭化茧成蝶,华丽变身为清澈透明的高品质油品。
作为世界上最大的煤炭供应商,国家能源集团建设了世界首个百万吨级煤直接液化示范工程,成为我国石油替代战略的重要成果,也使我国成为世界上唯一掌握百万吨级煤直接液化关键技术的国家。
在鄂尔多斯煤制油分公司煤液化中心,记者看到比面粉还细的乌黑煤粉进入生产线,20多个小时后就能产出像矿泉水般清澈的柴油、石脑油等高端油品,这种奇幻的变化令人惊叹。“煤直接液化是以煤炭为原料,采用‘863’纳米级催化剂,在供氢溶剂的作用下,通过高温、高压液化反应及提质加工过程,使煤中复杂的有机高分子结构直接转化为液体燃料,生产出优质的清洁油品,主要产品有煤基直接液化柴油、汽油、石脑油和液化气,副产品有煤基沥青、粗酚、液氧、液氮和液体二氧化碳等。经过十余年的不断自主研发和工艺改进,鄂尔多斯煤制油分公司已经成为居世界领先地位的现代化大型煤直接液化工业化生产企业。”鄂尔多斯煤制油分公司总经理王建立向记者介绍说。
然而,多年来 社会 上对煤制油存在诸多误解和质疑,到底煤制成的油品有什么优点、煤制油有没有经济性和实用价值?“由于我国航空航天煤油须采用特定油田的特定原油加工,国内此种资源非常稀缺。国家能源集团煤直接液化的油品具有‘一大三高四低’的特点,即大比重,高热值、高热容、高热安定性,低凝点、低硫、低氮、低芳烃。”中国神华煤制油化工有限公司副总经理、总工程师舒歌平如是说。由于煤直接液化油品区别于石油基油品的优异品质,使其成为军用和航空领域特种油品的重要选项,未来将在能源供给革命中具有重要的战略意义,对我国能源安全和高端用油具有重要的保障作用。
我国的煤制油技术从无到有,从跟跑到领跑,离不开创新和创造。在鄂尔多斯煤制油分公司,记者注意到该公司把创新能手和劳动模范的事迹挂在显眼位置,激励、发动广大职工,鼓励自主创新,而这正是世界首套煤直接液化项目的动力之源。
据了解,液化装置中高差压减压阀是连接加氢反应器与下游生产环节的“关卡”,对生产线稳定运行至关重要。最初,生产线上的4套高差压减压阀全部为进口产品,单套购价880万元人民币,阀芯使用70个小时左右便碎裂失效。过去10多年里,鄂尔多斯煤制油分公司通过联合国内科研机构、生产厂家持续攻关,目前国产阀芯的使用寿命最新纪录达到2700多小时,远远超过了国外减压阀的使用寿命,整套系统可实现连续在线切换运行,每套国产产品的价格为200多万元,全套4台阀组节约2600余万元。王建立告诉记者,目前首条生产线的设备国产化率已经达到98%以上,既解决了生产线长周期稳定运行的瓶颈,还带动了中国煤化工关键装备的研发制造能力提升,为国内现代煤化工产业规模化发展扫除了障碍。
对于煤制油, 社会 上有很多疑问,特别是在西北内陆生态薄弱地区开展煤制油需要大量的水资源,鄂尔多斯煤制油公司是如何做到环境友好的?该公司党委副书记李瑞光告诉记者:“公司积极响应国家保护地下水资源的号召,主动担责,投资2.5亿元建设净水场,将经过净化处理的煤矿疏干水用于煤直接液化生产,实现了煤直接液化先期工程工业水源替代。在保护地下水资源的同时,解决了煤矿疏干水的综合利用难题,充分体现了央企维护地方生态的责任担当。而且,我们集成采用先进的污水处理工艺,摸索出‘清污分离、污污分治、分质回用’的治理方法,吨油水耗由设计的10吨降到6吨以下,可以说煤制油是水耗极低的煤化工项目。”
同时,在能源转化率方面煤直接液化也表现出明显的优势。“煤直接液化制油的能源转化率近60%,远远高于其他利用模式的40%左右,是煤生产液体产品中最有效的技术途径。由于其生产过程实现了煤炭资源的清洁和高效率转化,实现了传统能源清洁化利用。”王建立向记者介绍说。“此外,煤直接液化油品的低硫、低氮等特点,使油品燃烧废气所含的污染物极少。其中的硫氮排放小于1PPM,远低于国五标准10PPM的限值,甚至优于欧五标准,可有效减少环境污染,具有在城市和井下等环保要求较高场所使用的优势。”
在大力推进煤炭清洁转化的同时,国家能源集团积极关注二氧化碳减排和气候变化等重大议题。“我们建设了10万吨/年CCS全流程(二氧化碳捕集、封存)示范项目,将煤直接液化、气化生产中产生的二氧化碳捕集压缩注入封存到地下1500~2500米之间的咸水层,形成了二氧化碳捕集、输送、封存、监管等成套技术。”该公司总工程师陈茂山说。该项目每年可减少5100万立方米的二氧化碳排放量,相当于274公顷阔叶林吸收储存的二氧化碳总量,而且为实现大规模二氧化碳捕集和封存奠定了技术基础。
做好现代能源经济文章,为国家高质量发展打造“绿色引擎”,这是国家能源集团“煤制油人”多年来孜孜不倦的共同追求。近年来,鄂尔多斯煤制油分公司在前期发展成果基础上,充分挖掘产业优势,推动煤直接液化产业高质量发展。
众所周知,煤直接液化工艺、设备和操作较为复杂,安全管控难度远高于传统石化行业,鄂尔多斯煤制油分公司在安全生产、职业 健康 管理等方面有着独到的做法。“项目投产以来,一直强化安全风险预控管理体系运行,严格管控现场作业,自2008年底试生产以来,未发生过人员死亡及较大财产损失的安全生产事故,连续8年被评为集团安全体系建设一级单位,持续保持在集团安全管理第一方阵。”李瑞光告诉记者。
记者调研得知,在最近的两个生产周期里,煤液化装置单周期运行时间两次突破400天,分别达到420天和410天,远超310天的设计值。商业化运营以来,2011~2018年,企业累计生产油品665万吨,实现营业收入374.4亿元,利税合计73.6亿元,年均利税9.2亿元。国家能源局为公司开展的现场标定表明:煤直接液化工艺技术先进,装置设计合理,设备选择恰当,装置运行稳定、安全可靠,产品质量特点明显,能源转化效率高,三废排放达到国家标准要求,已取得明显的 社会 效益和经济效益。
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