煤化工行业是以煤为原料,经过化学反应生成化工、能源产品的工业,是煤炭深加工产业。煤对化学工业具有两大功能:不仅可用作燃料,亦可用作化工原料,化学工业是能源大户,煤化工是高能耗行业。由于化学工业大量消耗能源,因此每次能源结构调整或供需局面的变化(如石油危机)都对它产生了双重影响,不同程度地影响煤化工的发展进程。
近几年来,随着我国石油进口激增以及国际油价上涨的影响,我国煤化工发展逐步升温,已呈现出无序、过热的态势。为谋求把资源优势转化为经济优势,几乎所有煤产地甚至煤炭调入地区都纷纷抛出了庞大的煤化工发展规划(全国约有近 20个省、区要大力发展煤化工),寄希望于煤化工的GDP。各类企业、各种资金纷纷进入煤化工产业。投资之巨,规模之大,出手之快,令人咋舌。
为“切实纠正一些地方不顾资源、生态、环境等方面的承载能力,盲目规划、竞相建设煤化工项目”,国家发改委于
煤化工发展过热的突出表现就是“逢煤必化”,发展煤化工是有条件的,不是逢煤就应‘化’、就能‘化’得起来的,亦不是有钱就能办到的。
煤化工是我国化学工业的重要组成部分。值此煤化工发展的新形势下,如何切实按照科学发展观的要求,认真贯彻可持续发展战略,深入探讨符合我国国情的煤化工科学发展道路,确实是一件涉及煤化工发展全局的大事,现试就有些问题讲些看法。
一、煤化工产业的发展需要稳健决策
1.煤基能源化工品是当前发展的热点需认真关注:
(1)我国煤制油处于工业示范阶段:
据不完全统计,截止2006年底我国已有15个煤制油项目规划。众多煤制油项目中,除神华320万吨/年、兖矿100万吨/年、潞安16万吨/年3个项目得到国家批准外,其余项目均属于地方或企业规划在建(132万吨/年)和规划中的煤制油项目总规模达到4017万吨/年。
以煤制油最大的动力是煤的储量比油、气资源相对要多,其次按现有油价,煤制油可能有利可图。然而,煤制油是一项巨大的系统工程,涉及煤资源、水资源、生态、环境、技术、资金以及诸多社会配套,且条件要求较高。应高度重视煤制油产业在技术、投资、成本方面的风险。另外,妨碍煤制油发展的重要因素是环境污染问题,生产过程中产生大量的废水、废气、废渣,污染严重。我国煤制油工业示范装置正在加速进行,热盼它的成功。但在项目成功运行并通过评审之前,不宜再开工新项目。
据报导,美国至今没有煤制油项目,由于投资太大,而技术风险、市场风险也很大,企业目前还在观望。
(2)我国煤基甲醇能否与天然气制甲醇的进口价相抗衡值得关注:
由于对甲醇醚燃料需求的高度期待,我国甲醇发展过热,几乎‘遍地开花’。我国甲醇生产以煤为主要原料,产业结构不尽合理,装置规模偏小,企业数目过多。据报导,2000~2007年我国甲醇产能年均增长率为24.8%,2007年我国共有甲醇生产企业177家,总规模已突破1600万吨/年,目前在建、拟建甲醇项目34个,到2010年总产能将达到2600万吨~3060万吨/年。我国规划中的甲醇产能已超过同期世界其他各国的总产能。
进入本世纪以来,世界甲醇生产格局发生重大变化。在中东、拉美和东亚等天然气资源丰富地区建设多套大型甲醇装置,谋求以成本优势占领国际市场,美国、欧洲、日本等发达国家和地区甲醇消费已有自给逐步转变为依靠进口。中国也成为世界甲醇生产商出口的目标市场。我国煤制甲醇能否与天然气制甲醇的进口价相抗衡值得关注,特别在东南沿海地区。同时亦要密切关注甲醇主产地在西部,而主市场在东部的地域不平衡带来的运输问题。
我国大面积推广甲醇汽油尚有待标准出台和长时间使用实践的考验。我国2007年下半年甲醇出口激增,仍然已明显出现产能过剩。
(3)甲醇制烯烃项目处于工业示范试验阶段:中科院大连化物所开发成功的甲醇制烯烃(MTO)技术,现正按国家批准建设工业示范装置,热盼它的成功。煤基甲醇制烯烃项目的实施,可缓解我国石脑油的不足和低碳烯烃对国际市场的依赖程度。现各地大有看好甲醇制烯烃,抢势快上之势,建议稳健决策。在首套工业示范装置运行成功,鉴定通过后再作决策为宜。国内目前尚不具备大规模产业化推广的技术条件。
我国已有多个甲醇制烯烃(MTO)项目规划,总规模达到700万吨/年。其中2007年开工建设的有3项,合计产能113万吨/年。煤基甲醇的价格是(MTO)项目成功实施的基本条件。甲醇的完全成本占(MTO)完全制造成本的70%~85%。为降低煤基甲醇的成本,要力求甲醇装置大型化 (100万吨/年以上),煤价上涨煤基甲醇成本亦会增加。煤基烯烃的成本与石油基烯烃的成本相比能否有竞争力,值得高度关注。另外甲醇制烯烃的煤烃比为6.1∶1,用6吨多煤换1吨低炭烯烃的代价是否划算,需对煤价、资源消耗以及对环境和生态的影响进行综合评估。
(4)煤基液体能源化工品的能量转化率偏低:
我国将煤转化为能源产品的方式有煤制油、煤制甲醇/二甲醚、煤发电、煤制合成气/合成天然气等。不同的利用方式,煤的热能有效利用率如下:煤制油(26.9%~28.6%)<煤制甲醇(28.4%~50.4%)<煤发电(40%~45%)<煤制合成天然气 (53%)<煤制合成气(82.5%)。
通过煤的热能有效利用率排序可以看出,以煤制油或甲醇等液体燃料的能量利用率偏低。全国各地正在蓬勃兴建的大型煤化工项目的目标产品大多是煤的能量利用率低的煤制油和甲醇。
(5)关于煤制合成气/天然气的利用问题:
煤制油、甲醇/二甲醚、煤制合成天然气均可用作发动机的燃料。
煤制合成气的能效较高。在煤产地、如将煤制成气后就近输入天然气管网内,通过天然气管网将天然气和合成气的混合燃气输送到终端用户,是炭资源高效利用和清洁利用的可选途径之一。天然气与合成气在混合燃气理论上同样可以驱动汽车。
2.发展煤化工需要稳健决策:
从世界发展前景看,未来发展必需依赖可再生资源,但中国近期(如2025~2030年前)仍然离不开化石资源(主要是油、气和煤),我们处在从化石能源体系走向可持续发展能源体系的时代。在化石资源中煤的贮藏量大,开采利用方便,必然受到广泛的关注。近年来油气价格上涨,发达国家 (主要是美、欧、日)对煤的利用投入很大,取得很多成果。但是总的趋势是通过洁净煤技术达到煤的清洁化利用,同时提高煤的利用率,关健技术是气化,前提是大型化。煤的利用方向是发电,没有发展煤化工的规划。甲醇制烯烃以及煤制油等技术虽有不断取得进展的报道,但国外迄今尚无一座工业示范装置,并未提供成熟的产业发展经验。
十七大报告中指出,“建设科学合理的能源资源利用体系,提高能源资源利用效率”。煤与石油、天然气都是化石燃料,以煤替代油气是以一种不可再生资源代替另一种不可再生资源。煤基能化工品的发展是否可行,取决于能源利用是否合理、环境得到控制和治理、经济上有一定的效益,这三条必须兼而有之。即采用高能效、低污染、经济可行的技术经济路线。煤制油或甲醇等液体能源化工品,只是将一次能源转化变为二次能源,但在转化过程中却消耗掉大量的煤炭,提高了我国不可再生能的消耗总量。虽在短期内或可略缓解我国石油和天然气的进口压力,但从长期来看,将导致煤炭资源的过速消耗,降低我国能源保障程度。我国在替代能源的战略安排上,不能主要盯着自己仅有的那些不可再生的资源上,应把重点放在可再生的清洁能源上。能源替代战略必须高瞻远瞩,深谋远虑。
我国以煤主体(占一次能源的69%)的能源结构,已对环境形成难以承受的压力。在各种化石燃料中,煤炭燃料对温室气体的增长率最高,比石油高29%、比天然气高69%。我国SO2排放量和CO2排放量已分别居世界第一和第二,其中80% SO2来自煤的使用,这是使我国在大气环境治理方面陷入难题的重要原因。我国2007年煤炭产量已高达25.36亿吨(比上年增加6.9%)。如今后仍以通过增加煤的产量来保证能源需求,将受到资源、环境和运输等多方面的制约,难以为继。
煤化工的发展,既要考虑煤化工产业对国民经济发展的正面影响,也考虑可能带来的负面影响。我国煤化工产业规模应与国民经济发展相适应,产业发展方向应与坚持节约资料和保护环境的基本国策相一致。在发展目标的量化上要兼顾煤炭资源的保护与高效利用,发展规模控制在适当范围内。
国家《煤炭产业政策》(2007年11月)规定,“在水资源充足、煤炭资源富集地区适度发展煤化工,限制在煤炭调入区和水资源匮乏地区发展煤化工,禁止在环境容量不足地区发展煤化工。国家对特殊和稀缺煤种实行保护性开发、限制高硫、高灰煤炭的开发”。国家把煤化工发展分为“适度”限制“禁止”三类。即使该地区的煤资源丰富,水资源亦充足,亦只能“适度”发展,并不是“逢煤必化”。
超强、超高速度发展煤基能源化工产业,不但没有降低煤炭在国家能源中的比重,反而加速了我国煤炭资源的枯竭速度,而且还有环境污染问题。考虑到我国煤炭资源相对丰富的国情,亦许这就决定了煤制油等能源替代化工品只能在可控的条件下有序、适度、科学发展。
煤化工发展中有许多问题有赖于我们积极的探索和深入研究,有些问题还有待试验或示范实践后才能得出结论。为此,切不可低估前进中的问题。煤化工的发展需要审时度势,权衡利弊,深思熟虑、稳健决策。
二、坚持技术开发先行,加大自主创新力度:
提高自主创新能力,建设创新型国家,是国家发展战略的核心,是提高综合国力的关健。推进自主创新是转变经济发展方式的中心环节。
改革开放以来,我国化工企业的技术水平有了很大提高,但主体技术基本上从国外引进。与大量引进形成明显反差的是我国化学工业自主创新能力并未得到同步增长。未能做到通过大批量持续的引进进行有效的消化吸收创新,并未形成一批具有自主知识产权的新技术,导致化学工业重复引进、续代引进,形成引进—落后—再引进的被动局面。化学工业在关健技术、共性技术,产品核心技术、高端技术等方面仍依赖于人、受制于人。在化学工业结构调整和加速现代化的进程中,由于缺乏高端技术,被迫处于产业的中低端。在发展中缺乏主动权,缺乏实施可持续发展的自主能力。为此,化学工业必需加大自主创新力度、加速摆脱被动局面。
我国是在改革开放条件下推进发展的。目前,我国技术水平与国外相比还有相当的差距,对外技术的依赖度在50%以上。我们还要积极引进国外先进技术。我们不反对引进,反对的是引进—落后—再引进,把引进当成依赖,不注意培养自身的自我创新能力,不努力去搞好引进消化吸收再创新。
引进是手段,不是目的和终点,而是学习过程,根本目的在于创新,在于形成自有知识产权的新技术。我们应清醒地认识到,跨国公司可能会转让相对先进的技术,但不可能转让核心技术和关健技术。真正的核心技术、关健技术是市场换不来的、花钱买不到的。我们应该认真贯彻党中央、国务院于
在发达国家,90%的跨国公司把技术创新作为企业发展的主要内容,80%建立了研发中心,5%的销售收入用于科技开发,掌握着世界86%的研发投入,拥有世界上90%以上的发明专利,控制着80%左右的尖端技术开发和30%国际技术转移,垄断着国际贸易。以上充分说明,在以科技创新为主要驱动力的现代化进程中,许多创新型企业发挥了主导、骨干作用。应该说我国企业作为技术创新的主体地位尚未真正落实,并未承担起本应主要由企业自身来承担的提高产业技术水平的重任。
在我国诸多化工企业中相当多的企业重引进、轻消化吸收创新;重短期行为,重眼前利益,没有发展核心技术的战略企图,亦无通过引进创新形成自有知识产权新技术的长期打算。当然这些问题涉及体制、机制的改革尚未落实到位。
值得高兴的是我国煤化工界有一批像神化、兖矿等大型企业,站在战略的高度,把企业的发展与国家的振兴结合起来,投入巨大力量,以企业为技术开发的主体,坚持产、学、研密切结合,开发大型煤基化工的新技术。
我国已有一批具有自主知识产权的煤化工新技术成果。对置式四喷嘴水煤浆加压气化技术已成功多套应用于大型化工装置,可与国外专利技术同台竞争。西安热工研究院开发的两段式干法加压煤气化技术,已进入产业化示范装置建设阶段。以上煤气化技术的开发,有利于打破国外煤气化专利技术的垄断。神化的直接法煤制油技术、中科院山西所和兖矿分别开发的间接法煤制油技术、中科院大连所的MTO技术均已分别进入工业示范装置的建设,估计在3至5年内将形成产业化技术的能力和水平,具备主要依靠自有技术,建设大型煤化工(煤基燃料、煤基烯烃)的能力。
西方发达国家把化学工业定位为“研究开发导向型工业”、“知识密集型产业”。我国要真正发展煤化工,必须技术开发先行,提高自主创新能力,把开发自有知识产权的核心技术放在发展现代煤化工战略的首位,要认真编制和落实煤化工科技开发、创新计划,逐步突破各项核心技术,实现煤化工重大装备国产化。
当然煤化工新技术的开发是有相当难度的,决非是“举手之劳”的短期行为,需要高强度、坚持不懈持久地投入。我国现代煤化工的发展寄希望于以技术创新为己任的一批大型创新型企业。
近几年来,我国的煤化工热,亦带来新一轮大型煤气化技术无序的重复引进热。某干法煤气化技术在国外仅用于循环发电,并未应用于化工生产。有些企业却不顾风险,争相引进,截止2007年底已引进多达20多套。据报道,使用该技术已建设投入运行的几套装置至今尚没有一套能实现长周期稳定运行。世界上几乎所有的煤气化技术(某些技术并不成熟)在我国都已引进。我国已成为多个国外煤气化技术首先应用于化工领域的实验 (或放大或改进或示范,使其适用、成熟)基地,承受着巨大的付出和风险的代价。我们不该付出的“学费”可能太多了,要认真总结经验教训。对没有应用于同类装置的外国专利技术应慎重评估,规避风险,力求引进成熟可靠、先进适用,经示范验证有成功实用业绩的新技术。
三、认真贯彻科学发展观,转变煤化工发展方式:
传统的煤化工是以低技术含量和低附加值产品为主导的高能耗、高排放、高污染、低效益、即“三高一低”的行业,这种粗放的、不可持续的发展方式对资源、环境付出的代价过大,已难以为继。为此,我国应加快速转变煤化工的发展方式,告别以粗放为主的煤化工发展方式,着力推进现代煤化工的发展。
煤炭属低效、高污染能源。要把这种不清洁能源转化为清洁的化工原料,所经过的环节多、能耗大、排放高、污染重。以煤制氨(用先进的煤化工工艺)为例,所排出的CO2是天然气制氨的5倍。资源利用率低及高消耗必然带来高排放,高污染。解决这些问题主要途径,是努力采用新技术。
现代煤化工是指采用现代先进技术,充分挖掘、利用煤的内在固有特性中的优势,对煤进行深加工和综合利用,着重解决煤炭转化过程中高效、低污和经济三大方面问题。
现代煤化工与传统煤化工的主要区别在于洁净煤技术、先进的煤转化技术以及节能、降耗、减排、治污等新技术的集成应用,发展有竞争力的产品领域。现代煤化工是以新技术为基础。与时俱进地采用新技术,是现代煤化工的核心。
现代煤化工是技术密集型和投资密集型产业,应采取最有利于资源利用、降低污染、保护生态、提高效益的建设和运行方式,实施可持续发展。为此,要坚持矿化一体化、基地化、大型化、现代化,实施集约经营。现代煤化工的发展是有相当难度的,必须依托企业素质好、实力雄厚的大企业来承担。
现代煤化工应是资源节约型、环境友好型产业。在新形式下,煤化工能否生存,实现可持续发展取决于节能、降耗、减排、治污以及经济效益两方面都能通得过。煤化工的发展,决不能以浪费资源、牺牲环境和破坏生态为代价。人类已经认识到化学工业在给人类造福的同时,亦可能过度消耗资源和给人类健康和生态环境带来危害。我们应该认真吸取国内外发展的经验教训,吸收人类文明进步的新成果,以可持续发展为基石,用我们的智慧和远见,主动调整和控制自身的行为,把煤化工企业建设成为具有社会责任感、可信赖的行业,真正为我国的经济发展和子孙后代造福。
基于我国煤资源相对丰富的国情,煤化工可适度科学发展,但取决于采取什么样发展方式。切实贯彻科学发展观,坚持提高科技进步和创新,积极推进能源资源节约和生态环境保护,着力增强可持续发展能力,努力加大结构调整力度,不断提高国际竞争力是转化煤化工发展方式的基本内容。
世界煤化工的发展始于18世纪后半叶,19世纪形成完整的化学工业体系,至今积累了丰富的经验。我国的化学工业是以煤化工为基础发展起来的,做出了重要贡献,亦积累了宝贵经验。时代的进步、形势的发展,已把我国带入发展现代化煤化工的新阶段。发展现代煤化工有利于我国石油替代能源战略的实施,有利于我国化学工业结构调整,有利于满足国民经济发展的需要。
科学发展观是立足社会主义初级发展阶段基本国情,总结我国发展实践,借鉴国外发展经验,适应新的发展要求提出的,深入贯彻落实科学发展观,加快转变煤化工的发展方式,是煤化工的生命所在。我们要切实增强贯彻落实科学发展观的自觉性和坚定性,着力转变不适应、不符合科学发展观的思想观念,解决影响和制约科学发展的突出问题。当务之急,是站科学发展观的高度,从全局出发,结合实际,采取措施,促进煤化工的健康发展。