炭黑產(chǎn)業(yè)網(wǎng)，據(jù)中國能源報消息，
氣候變化是當今人類面臨的重大全球性挑戰(zhàn)。我國承諾實現(xiàn)從碳達峰到碳中和的時間，遠遠短于發(fā)達國家所用的時間，需要付出艱苦努力。7月16日，全國碳市場正式啟動交易，以實際行動向世界釋放了我國堅定走綠色低碳發(fā)展道路、引領全球生態(tài)文明和美麗世界建設的積極信號。煤炭作為我國主體能源，要按照綠色低碳的發(fā)展方向，對標實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標任務，立足國情、控制總量、兜住底線，有序減量替代，推進煤炭消費轉型升級。煤化工產(chǎn)業(yè)潛力巨大、大有前途，要提高煤炭作為化工原料的綜合利用效能，促進煤化工產(chǎn)業(yè)高端化、多元化、低碳化發(fā)展，把加強科技創(chuàng)新作為最緊迫任務，加快關鍵核心技術攻關，積極發(fā)展煤基特種燃料、煤基生物可降解材料等——這是對煤化工發(fā)展地位最權威的解讀，為現(xiàn)代煤化工高質(zhì)量發(fā)展指明了方向、提供了遵循!
1.推動煤炭的低碳化、清潔化高效利用勢在必行
推動碳達峰、碳中和既是我國作為發(fā)展中大國的責任，也是國家推動經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的重大戰(zhàn)略舉措。從我國現(xiàn)有的能源結構和經(jīng)濟發(fā)展的實際狀況看，當前和今后相當一段時間，煤炭仍然是我國的主體能源。我國資源稟賦特征和經(jīng)濟發(fā)展階段決定了煤炭是我國的主體能源。煤炭在一次能源消費占比雖然逐年下降(2013年，67.4%;2020，56.8%)，但煤炭消耗量仍在增長，2020年我國的煤炭消費量已連續(xù)第四年增長。現(xiàn)階段，煤炭與煤電仍是我國能源安全的“壓艙石”和“穩(wěn)定器”。
長期以來，煤炭粗放的利用方式對推動我國生態(tài)文明建設構成較大挑戰(zhàn)，引起國家對高污染、高消耗發(fā)展方式的反思。改變粗放的煤炭利用方式，努力實現(xiàn)煤炭的低碳化、清潔化高效利用，是未來發(fā)展的必然趨勢?，F(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)是促進煤炭清潔高效利用和煤炭產(chǎn)業(yè)轉型升級的重要途徑之一。通過現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展，可以將煤炭轉化成為高值化油品和化工產(chǎn)品，實現(xiàn)煤炭從轉化到終端利用全過程的最大限度清潔利用，成為提高煤炭利用效率、增加煤炭產(chǎn)業(yè)附加值、實現(xiàn)高碳能源低碳化利用的重要推動力。
現(xiàn)代煤化工經(jīng)過十幾年的快速發(fā)展為實現(xiàn)煤炭的清潔高效利用打下了堅實的基礎，對于提升國家能源戰(zhàn)略安全保障能力、促進化工原料多元化做出了積極貢獻。2020年，煤制油、氣、烯烴、乙二醇等四大類主產(chǎn)品總產(chǎn)量約2647萬噸，年轉化煤炭約9380萬噸標準煤，投產(chǎn)項目累計完成投資約6060億元，年營業(yè)收入合計約1212億元。
2.現(xiàn)代煤化工行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展水平持續(xù)提升
我國現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)經(jīng)過十幾年的快速發(fā)展，已經(jīng)形成了相當?shù)囊?guī)模?！笆濉逼陂g主要產(chǎn)品煤制油、煤制烯烴、煤制乙二醇、煤制氣均已實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，逐步形成了寧東能源化工基地、鄂爾多斯能源化工基地、榆林國家級能源化工基地等多個現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)，部分化工基地已實現(xiàn)與石化、電力等產(chǎn)業(yè)多聯(lián)產(chǎn)發(fā)展，產(chǎn)業(yè)園區(qū)化、基地化發(fā)展的優(yōu)勢已經(jīng)初步顯現(xiàn)。截至“十三五”末，我國煤制油產(chǎn)能達到823萬噸/年，與2015年度相比增加了505萬噸，增幅為158.81%;煤制天然氣產(chǎn)能達到51.05億立方米/年，與2015年度相比增加了20億立方米，增幅為64.41%;煤(甲醇)制烯烴產(chǎn)能達到1672萬噸/年，與2015年度相比增加了844萬噸，增幅為101.93%;煤(合成氣)制乙二醇產(chǎn)能達到597萬噸/年，與2015年度相比增加了367萬噸，增幅為159.57%。
“十三五”期間，我國現(xiàn)代煤化工示范工程項目在前期打通工藝流程、試車和商業(yè)化運行的基礎上，著力工藝優(yōu)化和管理提升，運行水平顯著提高，主要呈現(xiàn)出以下特點：
一是裝置實現(xiàn)長周期穩(wěn)定運行?！笆濉逼陂g，現(xiàn)代煤化工示范項目生產(chǎn)運行水平不斷提升。國家能源集團鄂爾多斯煤直接液化示范項目，“十三五”期間累計生產(chǎn)油品388萬噸，平均生產(chǎn)負荷為79%左右，單周期穩(wěn)定運行突破了420天，超過設計310天運行時間。國家能源集團寧夏煤業(yè)公司400萬噸/年煤間接液化項目于2016年12月21日打通工藝全流程，目前已實現(xiàn)油品線保持90%以上負荷運行。新疆慶華煤制天然氣項目碎煤加壓氣化爐單爐連續(xù)運行超過287天、甲烷化系統(tǒng)單套穩(wěn)定運行超過265天。大唐克旗項目一期工程已具備長周期滿(超)負荷運行的能力，最高產(chǎn)量460萬方/天(達到設計值的115%)。內(nèi)蒙古匯能煤制天然氣項目產(chǎn)品質(zhì)量、消耗指標均接近或優(yōu)于國家控制指標，生產(chǎn)系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、滿負荷運行最長達652天。國家能源集團包頭煤制烯烴項目基本實現(xiàn)兩年一大修，“十三五”期間達到滿負荷運行，最長連續(xù)運行突破528天，累計生產(chǎn)聚烯烴約315萬噸。
二是企業(yè)能效管控水平不斷提升?！笆濉币詠?，隨著現(xiàn)代煤化工系統(tǒng)配置優(yōu)化和提升，新建項目的能源轉化效率普遍提高，單位產(chǎn)品能耗、水耗不斷下降。鄂爾多斯中天合創(chuàng)煤炭深加工示范項目整體能源清潔轉化效率超過44%。中煤陜西榆林能源化工有限公司通過智能工廠建設實現(xiàn)降本增效，與同類煤制烯烴項目比，用工人數(shù)減少40%，單位生產(chǎn)成本低1000元，各主要生產(chǎn)經(jīng)營指標位于行業(yè)前列。國家能源集團新疆煤制烯烴項目2019年度單位乙烯、丙烯綜合能耗為2657千克標煤(以GB 30180-2013測算)，產(chǎn)品能耗創(chuàng)歷史新低，能效水平繼續(xù)領跑煤制烯烴行業(yè)。目前煤炭間接液化、煤制天然氣示范項目的單位產(chǎn)品綜合能耗和水耗已基本達到“十三五”示范項目的基準值。國家能源集團神華百萬噸級煤直接液化項目噸油品耗水由設計值10噸降到5.8噸以下。內(nèi)蒙古伊泰化工有限責任公司120萬噸/年精細化學品示范項目噸油品水耗為5.1噸(冬季)，遠低于內(nèi)蒙古伊泰16萬噸/年煤間接液化示范項目的水耗12.81噸(2014年考核值)。神華寧煤400萬噸/年煤炭間接液化項目，通過采用節(jié)水型工藝技術和措施，完善污水處理系統(tǒng)及廢水回收利用體系，噸產(chǎn)品新鮮水消耗降至6.1噸，遠低于南非沙索公司煤炭間接液化工廠噸產(chǎn)品12.8 噸的新鮮水耗量。
三是安全環(huán)保水平不斷提升?，F(xiàn)代煤化工工廠大多屬于近幾年新建的項目，從技術路線選擇、設備選型、安全設施配套、自動化控制系統(tǒng)、工程建設等方面起點較高，具備安全生產(chǎn)的硬件基礎。中鹽安徽紅四方股份有限公司30萬噸/年煤(合成氣)制乙二醇項目以提升安全環(huán)保管理為核心，引入MES生產(chǎn)制造系統(tǒng)，利用智能化的制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)實現(xiàn)安全環(huán)保管理的系統(tǒng)化、動態(tài)化。國家能源集團中國神華(01088)煤制油化工公司持續(xù)推進HAZOP分析，實現(xiàn)了在役裝置HAZOP分析工作常態(tài)化和自主化;在役生產(chǎn)裝置安全儀表系統(tǒng)評估工作完成100%。隨著國家環(huán)境保護要求的日趨嚴格，示范項目依托單位不斷加強廢水資源化及末端治理等技術攻關，項目環(huán)保水平不斷提高。神華鄂爾多斯煤制油公司研發(fā)了高選擇性多元協(xié)同強化催化降解新技術及生物與化學耦合分級處理關鍵技術，解決了煤直接液化高濃污水中溶解性有機毒物的選擇性降解難題，大幅提高了廢水的可生化性，保障了后續(xù)生化的穩(wěn)定高效運行，廢水回用率可達98%，其余2%的高濃鹽水進入蒸發(fā)結晶系統(tǒng)結晶成鹽，基本實現(xiàn)了污水不外排。中煤鄂爾多斯能源化工有限公司集成高級氧化、降膜式蒸發(fā)、超濾、納濾、蒸發(fā)結晶技術處理礦井水和煤化工濃鹽水，廢水回用率達98%，每年可回收利用廢水470萬噸，按照每噸水10元價格計算，通過廢水回收利用每年可節(jié)約500萬元左右，實現(xiàn)了廢水減量化與資源化。內(nèi)蒙古榮信化工有限公司建成高濃鹽水提濃裝置，使高濃鹽水外排量由133m /h降至10m /h，回用率90%以上，廢水基本實現(xiàn)了“近零排放”。
四是科技創(chuàng)新走在世界前列。在煤氣化方面，多噴嘴對置式水煤漿氣化技術、航天粉煤加壓氣化技術、水煤漿水冷壁廢鍋煤氣化技術、SE-東方爐粉煤氣化技術、“神寧爐”干煤粉氣化技術等先進煤氣化技術已經(jīng)進入大型化、長周期運行階段。在煤制油方面，國家能源集團依據(jù)煤直接液化反應的產(chǎn)物分布特點，著力開發(fā)超清潔汽、柴油以及軍用柴油、高密度航空煤油、火箭煤油等特種油品的生產(chǎn)技術，目前已完成了煤直接液化油品的戰(zhàn)機試飛和火箭發(fā)動機試驗。中科合成油技術有限公司開發(fā)的煤炭分級液化工藝解決了傳統(tǒng)煤炭液化技術存在的操作條件苛刻、油品質(zhì)量較差、過程能效偏低等問題，操作條件溫和、油品化學結構豐富、節(jié)能減排效果顯著。陜西未來能源化工有限公司自主開發(fā)的高溫流化床費托合成關鍵技術已完成10萬噸/年中試，該技術將大大豐富和改善煤制油產(chǎn)品方案，與低溫費托合成等其他現(xiàn)代煤化工、石油化工單項技術結合，將逐步打破煤制油、煤制烯烴產(chǎn)業(yè)的界限，形成具有較強競爭力的煤基能源化工新產(chǎn)業(yè)。在煤制化學品方面，中國科學院大連化學物理研究所開發(fā)的“第三代甲醇制烯烴(DMTO-III)技術”在甲醇轉化率、乙烯丙烯選擇性、噸烯烴甲醇單耗等方面優(yōu)勢明顯，繼續(xù)引領行業(yè)技術進步。在低階煤分級分質(zhì)利用方面，陜西煤業(yè)化工集團分別完成了低階粉煤氣固熱載體雙循環(huán)快速熱解技術(SM-SP)、煤氣熱載體分層低階煤熱解成套工業(yè)化技術(SM-GF)、輸送床粉煤快速熱解技術、大型工業(yè)化低階粉煤回轉熱解成套技術等一系列熱解技術的開發(fā)和示范。這些技術的進步為推動我國煤炭清潔高效轉化提供了重要支撐。
3. 碳達峰、碳中和背景下煤化工行業(yè)面臨發(fā)展和減碳雙重挑戰(zhàn)
實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標是重大戰(zhàn)略決策。碳達峰、碳中和背景下煤化工行業(yè)面臨發(fā)展和減碳雙重挑戰(zhàn)，一方面作為碳排放較高行業(yè)綠色低碳發(fā)展刻不容緩；另一方面，特種燃料和化工新材料等需求增長推動產(chǎn)能增長，碳排放將隨之增加。從長遠看將倒逼煤化工綠色、低碳發(fā)展。
由于環(huán)保壓力增大，特別是受大氣污染控制相關政策影響，在部分省區(qū)煤炭消費總量控制政策中，煤炭消費指標嚴格受限，不管是燃料煤還是原料煤，只要用煤，都面臨減煤壓煤、隨時停產(chǎn)、錯峰生產(chǎn)的危險，企業(yè)無法擴大規(guī)模，未來發(fā)展受限。今年5月31日，生態(tài)環(huán)境部公布了《關于加強高耗能、高排放建設項目生態(tài)環(huán)境源頭防控的指導意見》中指出，對煉油、乙烯、鋼鐵、焦化、煤化工等環(huán)境影響大或環(huán)境風險高的項目類別，不得以改革試點名義隨意下放環(huán)評審批權限或降低審批要求。要求各級生態(tài)環(huán)境部門審批“兩高”項目環(huán)評文件時應銜接落實有關碳達峰行動方案、清潔能源替代、煤炭消費總量控制等政策要求，明確碳排放控制要求。當前，受能耗“雙控”、“兩高”和碳達峰、碳中和目標等多種政策影響，陜煤集團榆林化學有限責任公司煤炭分質(zhì)利用制化工新材料示范項目、內(nèi)蒙古寶豐煤基新材料有限公司煤制烯烴示范項目等新建及后續(xù)規(guī)劃項目均已暫緩實施。
不過，能耗“雙控”和碳達峰、碳中和目標正在倒逼現(xiàn)代煤化工行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級，圍繞節(jié)能減排、綠色發(fā)展開展技術創(chuàng)新和技術改造。不少現(xiàn)代煤化工企業(yè)目前正致力于提質(zhì)增效升級，通過安全生產(chǎn)、清潔生產(chǎn)、環(huán)保生產(chǎn)、高效生產(chǎn)，不斷提升精細化管理水平。
4.探求現(xiàn)代煤化工低碳化發(fā)展之路
綠色低碳發(fā)展既是現(xiàn)代煤化工面臨的戰(zhàn)略選擇，也是產(chǎn)業(yè)追求的發(fā)展目標。在落實碳達峰、碳中和總體部署時，現(xiàn)代煤化工行業(yè)要認真謀劃，在積極推進煤炭消耗由能源型向能源型和原料型并舉，不斷減少能源型煤炭比例的同時，積極采用節(jié)能提效、優(yōu)化工藝、與清潔能源耦合、推進CO 捕集利用與封存等多種措施，努力走出一條高碳產(chǎn)業(yè)低碳排放、CO 循環(huán)利用的新路子。建議重點做好以下工作：
一是盡快淘汰落后產(chǎn)能，通過優(yōu)化生產(chǎn)工藝提高能效，大幅減少CO 排放。當前，提高能效水平是實現(xiàn)碳減排的重點，2019年我國萬元GDP的能耗是世界平均能耗的1.5倍，如果我國的能耗水平達到世界平均水平，在現(xiàn)有GDP不增加的情況下，每年可減排30億噸的CO ，因此通過提高能效實現(xiàn)碳減排的空間很大。首先，要盡快淘汰低端、落后產(chǎn)能，為高端、低碳項目騰出發(fā)展空間;其次，由于現(xiàn)代煤化工項目大多屬于示范項目，系統(tǒng)優(yōu)化集成不夠，主體化工裝置與環(huán)保設施之間、各單元化工裝置之間匹配度不夠，低位熱能、灰渣等資源綜合利用水平有待提高，其節(jié)能增效空間很大，要通過流程優(yōu)化和關鍵部件提升，對主要耗能工序進行流程再造，達到減排、降耗目的。最后，大力推廣實施能量梯級利用、余熱發(fā)電、余熱回收等節(jié)能技術，提高裝置的能源轉化效率。通過一系列措施，從而大幅降低煤化工項目單位增加值的能耗。
二是新建項目要采用先進工藝技術，推動行業(yè)綠色低碳轉型。碳達峰、碳中和目標成為現(xiàn)代煤化工行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級的重要推手，新建項目要選取具有國際領先或國際先進水平的技術，提高產(chǎn)品收率，降低能源和資源消耗。推動行業(yè)低碳發(fā)展。比如，在煤氣化技術方面，由清華大學山西清潔能源研究院等單位合作開發(fā)的水煤漿水冷壁廢鍋氣化爐技術，蒸汽產(chǎn)量在半熱回收流程基礎上能夠再增加20%-30%，進一步提高氣化系統(tǒng)的熱效率，能量利用高，節(jié)能減排效果明顯。在甲醇制烯烴技術方面，中國科學院大連化學物理研究所開發(fā)的“第三代甲醇制烯烴(DMTO-III)技術”在甲醇轉化率、乙烯丙烯選擇性、噸烯烴甲醇單耗等方面優(yōu)勢明顯，噸烯烴(乙烯+丙烯)甲醇單耗顯著降低。在煤間接液化技術方面，國家能源集團與中國科學院大連化學物理研究所合作開發(fā)的甲醇與石腦油耦合制低碳烯烴技術，已完成噸級產(chǎn)品小試，即將開展千噸級中試，其單位GDP能耗低，綜合能耗大幅降低、CO 減排顯著。在煤制乙二醇技術方面，中科院福建物質(zhì)結構研究所在第一代煤制乙二醇技術實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化后，成功開發(fā)了新一代煤制乙二醇技術，各項技術指標均優(yōu)于第一代。新建項目要積極采用以上先進技術工藝，大幅降低單位產(chǎn)品能源消耗。
三是積極開展關鍵核心技術科技攻關，為煤化工產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供支撐。科技創(chuàng)新是當前最緊迫的任務。在延伸產(chǎn)業(yè)鏈方面，開發(fā)與α-烯烴共聚的聚乙烯及丙丁共聚PP、融熔PP、高結晶度PP等新牌號聚烯烴樹脂;與石油化工技術耦和生產(chǎn)環(huán)氧乙烷、乙二醇、苯酚、環(huán)氧丙烷等;開發(fā)壬醇、異壬醇(INA)、聚丁烯等高端C3/C4下游衍生化學品。在煤炭分級分質(zhì)利用方面，開展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、熱態(tài)半焦與高濃廢水耦合清潔高效氣化技術、熱解煤氣與半焦氣化煤氣合成高附加值含氧化合物技術研究。在短流程技術方面，開發(fā)合成氣一步法制烯烴，合成氣一步法制芳烴，甲醇一步法制備對二甲苯，合成氣直接制高碳醇技術等。在與可再生能源耦合方面，開發(fā)儲能技術、儲能材料、與可再生能源耦合發(fā)電技術等。在二氧化碳資源化利用方面，開展煤化工CO 捕集與封存技術(CCS)研究，開發(fā)CO 電化學還原、光催化還原、催化加氫技術等資源化利用技術。
四是積極發(fā)展高端化、高附加值產(chǎn)品，增強競爭力。現(xiàn)代煤化工行業(yè)在碳達峰、碳中和目標下，要走高端化發(fā)展道路。一方面，現(xiàn)有現(xiàn)代煤化工項目要不斷向下游延伸產(chǎn)業(yè)鏈、提高產(chǎn)品附加值。煤制油要重點開發(fā)煤直接液化制超清潔油品和特種油品技術，為航天航空等軍事領域提供特種燃料，同時加快向下游化工產(chǎn)品延伸，多元化發(fā)展;煤間接液化應重點開發(fā)α-烯烴、高品質(zhì)潤滑油基礎油、煤基高端蠟等高端產(chǎn)品，不斷拓寬延伸應用領域。煤制烯烴在生產(chǎn)大宗烯烴產(chǎn)品的同時，適當開發(fā)差異化、高端化聚烯烴牌號。煤制乙二醇要不斷提升乙二醇產(chǎn)品質(zhì)量，降低資源消耗，在開發(fā)長纖聚酯用、高檔聚酯用產(chǎn)品的同時，積極利用中間產(chǎn)品發(fā)展聚乙醇酸生物可降解材料等高附加值產(chǎn)品。低階煤分級分質(zhì)利用，要將下游產(chǎn)品延伸到降解塑料、特色碳材料、高密度航空煤油、聚碳酸酯多元醇等領域，提升經(jīng)濟效益。另一方面，要開發(fā)短流程和顛覆性技術，提高原料利用率。如煤炭中C原子利用率進一步提高，能量效率更高的超大型廢鍋流程加壓氣化技術將成為主流。未來還可以通過設計更有效的氧原子走向，調(diào)控產(chǎn)品碳鏈結構，實現(xiàn)C-O活化與定向轉化的合成氣催化轉化新過程。
五是推進現(xiàn)代煤化工與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)及清潔能源耦合，實現(xiàn)多元、綠色發(fā)展。現(xiàn)代煤化工要積極與石油化工、冶金、化纖、電力等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)耦合，走多元化發(fā)展之路。同時要積極與清潔能源耦合，實現(xiàn)綠色發(fā)展。煤制合成氣存在氫氣不足的現(xiàn)狀，需要經(jīng)合成氣變換來調(diào)變氫碳比，以滿足下游甲醇制烯烴和費托合成工藝需求，過程中不僅造成碳資源的浪費，而且會造成大量的CO 排放。以風電、光伏發(fā)電和水電等不能上網(wǎng)的電量電解水制氫，并與傳統(tǒng)的煤制氫技術耦合，將成為未來發(fā)展趨勢。寧夏寶豐能源“國家級太陽能電解水制氫綜合示范項目”就是現(xiàn)代煤化工與綠氫及清潔能源多能互補應用的一個成功案例。與此同時，以風能、水能、光伏、核能、太陽光能等新能源生產(chǎn)清潔電源，建分布式電網(wǎng)，替代燃煤等為煤化工提供電能和熱源，可以更大限度地減少CO 排放。
六是積極開展二氧化碳捕集利用與封存技術（CCUS）研究，為碳達峰提供技術儲備。煤化工裝置排放的尾氣中CO 具有排放集中、量大、成分相對單一及CO 濃度高等特點，可將其捕集、封存、驅油或與綠氫合成制取化學品，實現(xiàn)資源化利用。CCUS是我國未來減少CO 排放、保障能源安全和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要手段，也是行業(yè)實現(xiàn)碳中和的終極手段。我國有多家單位開展了CO 捕集利用與封存技術研究并取得積極進展。在二氧化碳資源化利用研究方面，我國也一直走在世界前列，在CO 制芳烴、甲醇、甲酸、乙醇、乙二醇、汽油、烯烴、碳酸酯、橡膠、DMF、生物基化學品以及CO 加氫甲烷化技術等各種前瞻技術方面均開展了研究，并取得積極進展，展現(xiàn)了很好的發(fā)展前景。
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