“双碳”战略和“两高”受限背景下的煤化工产业
继中石化放弃计划投资230亿元的贵州60万吨/年煤制烯烃项目并将其变更为“可降解新材料项目”之后，飞禽走兽老虎机：飞虹化工近日也传出消息，拟对公司60万吨/年烯烃及焦炉煤气制甲醇一体化项目实施“暂停推进”，并启动“转型承接项目”的论证及推进工作。这不禁让人产生现代煤化工项目已成“弃子”之感。其实再往前追溯，近几年各地相继爆出大型现代煤化工项目停产、缓建和直接下马的消息。其中最引人注目的是建设中的总投资1262亿元的陕煤榆林化学煤炭分质利用制化工新材料示范工程去年7月突然暂停，引发各界猜想和担忧。动辄规划投资上百亿元的现代煤化工项目缘何成为“弃子”？笔者分析，这与整个行业的强资源、强周期属性有关。因为煤化工行业高度依赖于产业政策、资源禀赋和市场周期，可以说是“看天吃饭”，一旦政策和市场有“风吹草动”，就会伤及筋骨。从业界披露的几个停建、缓建、改建项目看，均受制于产业政策、市场环境、前景预期。一是受困于用能用煤限制。煤化工产业具有相对较高的能耗和碳排放量，在国内“双碳”战略背景下，产能显然难以大幅扩张。过去10年，国家为了推进煤化工产业健康有序发展，出台了一系列有很强针对性的环保政策。作为“双碳”战略的前奏，能耗“双控”成为倒逼经济绿色低碳转型的主要抓手。近两年，国家有关部门和各地方政府又密集出台相关政策，坚决遏制“两高”项目盲目发展。部分省份针对“两高”项目实施产能、煤耗、能耗、碳排放、污染物排放减量替代制度，导致新建煤化工项目很难获得足额增量指标，替代源更是难以寻觅。加上过去几年发改部门一直坚持的“燃料煤和原料煤同等列入能耗考核指标”，导致煤化工企业“巧妇难为无米之炊”。二是为难于用煤成本增高。去年国内煤炭价格节节攀升，三季度更是加速走高。尤其是10月份之后，随着供暖季到来，煤炭需求量激增，多地供给严重不足，用煤企业纷纷在市场上抢购中间商货源，刺激煤价一度攀升至1900元/吨，创历史极值。10月下旬至11月初，一些用煤企业的长协合同断供，对电力、化工等行业的影响进一步加剧。原料煤价格飞涨，造成生产成本大幅攀升，企业背负巨大成本压力，多数煤化工项目只增收不增利。而原料煤供应严重不足，也使一些企业生产难以维持正常负荷，到目前为止仍未恢复元气。统计表明，河南、山东等省肥企的生产负荷只有80%左右。三是受限于预期效益变差。现代煤化工行业盈利状况与煤炭、原油价格走势息息相关。“十三五”以来，受原料价格大幅波动影响，现代煤化工企业除2018年和2021年经营效益较好外，其他年景效益均不尽人意。特别是2019～2020年，除了煤制烯烃尚可盈利外，煤制油、煤制气、煤制甲醇、煤制乙二醇都亏得一塌糊涂，行业整体并无利润可言。有的企业因此背上了沉重包袱，有的被迫停产检修，让后来者深感寒意。当然，除了市场原因，一些大型现代煤化工项目由于自身投资巨大、建设周期较长、财务费用沉重，也导致生产成本高企，失去应对市场波动的能力。而2021年不断飙升的煤价更让企业成本倒挂，深感市场无常。由于预期效益转差，一些项目被停建缓建、果断止损；一些企业及时改变工艺，转产化工新材料等产品。煤化工产业链高端化存在短板，在石油路线产品、进口产品的冲击下，行业盈利能力持续受到影响。而从业内已调整建设方案的几个煤化工项目看，其显著特点都是拉长了产业链条、丰富了产品种类，通过与石油化工、盐化工、氟硅化工的耦合、联产，提高产品附加值和利润率，这不失为现代煤化工企业一个很好的发展方向。
“双碳”战略和“两高”受限背景下的煤化工产业
我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国。尽管煤炭在国内一次能源消费中的比重正逐年下降，但在相当长的时间内，其主体能源地位仍不会改变。深刻认识我国能源资源禀赋和煤炭基础性保障作用，做好煤炭清洁高效可持续开发利用，依然是符合当前基本国情、能情的选择，但目前实现煤炭清洁高效利用、现代煤化工高端化发展仍面临不容忽视的三大矛盾。一是化工产业的能源转化基础属性，使得现代煤化工行业发展与此前的能耗“双控”政策环境形成矛盾。此前各级政府严格能耗“双控”、大力压能减煤，旨在调整能源消费结构，推动产业转型。但鉴于我国的资源禀赋，煤化工在国内化工产业中仍居重要地位。历经几十年的发展，我国煤化工技术已相当成熟，煤炭中的硫可全部回收利用，其他大气污染物也已可以完全净化回收和无害化处置，与燃煤取暖、燃煤发电相比，煤化工的污染物排放量并不大。随着煤炭转化效率和附加值的不断提高，煤化工企业坚定煤炭高转化、高端化路线，对于优化我国能源结构和确保能源安全具有重要意义。为此，行业专家近几年一直呼吁不应“一刀切”地将化工原料煤与动力煤一并纳入能耗考核，目前国家已调整相关政策，但在部分地区新政策还有待进一步落实。二是碳减排技术与碳综合利用途径发展缓慢，与企业碳中和愿景形成矛盾。煤的高碳性与生俱来不可改变，但中国的优势能源又恰恰是煤炭。目前看，碳捕获、利用与封存(CCUS)被视为解决这一短板的关键技术。不过，CCUS技术目前尚未展现出足够的商业化可行性。根据目前情况测算，煤电行业应用CCUS将使能耗增加24%～40%、投资增加20%～30%、效率损失8%～15%，综合发电成本增加70%以上。而在煤化工行业，发展碳固化和碳循环利用是当前整个行业面临的突出问题，必须依靠科技创新，尽快加大碳减排、碳抵销、碳循环利用的科技攻关力度，通过发展煤基专用化学品固碳增值、减碳提效。三是高耗能产业受限引发的产业集中转型，与下游产业“红海竞争”形成矛盾。去年以来多地运动式“降碳”，超前推进“双碳”战略，有的省份压能减煤用力过猛，导致煤炭产、运、储、用脱节。有的地方严格能耗“双控”，有意压低煤电生产负荷，造成“煤荒”“电荒”，给煤化工行业持续健康发展带来困扰。愈来愈严格的能耗“双控”、遏制“两高”项目盲目发展政策，将倒逼企业不断优化原料、产品和用能结构，推进节能减排和资源综合利用，走生态优先、绿色发展之路。这其中，有相当一部分煤化工企业在谋划转型，果断砍掉相关生产线，直接切入炙手可热的新材料、新能源赛道。据统计，仅2021年就有近20家化工类上市公司宣布建设新能源电池等相关项目。但这些企业的集中转型，又会导致未来几年部分下游产品集中投放市场，迎来新的产能过剩和更为激烈的“红海竞争”。

“双碳”背景下，煤化工行业转型路在何方？

“虽然近些年我国煤化工产业稳步发展，综合技术已达国际领先水平，从产能利用率看，除煤制乙二醇为72.5%外，其它均实现80%以上，但是目前来看，还存在诸多掣肘，如产能过剩、水资源短缺、环境污染、同质化严重……”近日，一位长期从事煤炭行业的专家向笔者直言。9月13日，习近平总书记在国家能源集团榆林化工有限公司考察时强调，煤炭作为我国主体能源，要按照绿色低碳的发展方向，对标实现碳达峰、碳中和目标任务，立足国情、控制总量、兜住底线，有序减量替代，推进煤炭消费转型升级。煤化工产业潜力巨大、大有前途，要提高煤炭作为化工原料的综合利用效能，促进煤化工产业高端化、多元化、低碳化发展，把加强科技创新作为最紧迫任务，加快关键核心技术攻关，积极发展煤基特种燃料、煤基生物可降解材料等。那么，在“双碳”目标提出一周年之际，如何提高煤化工的能效、降低资源消耗和污染排放，从而实现煤化工产业的智能化、绿色化发展已成为务之急。现代煤化工面临更大挑战和困难煤炭的清洁高效利用，不仅是我国实现经济发展的历史使命，也是化学工业可持续发展的重大责任。然而，从我国煤化工产业发展现状来看，依然面临着许多尖锐的问题，正如中国石油和化学工业联合会会长李寿生所言：“碳达峰、碳中和目标提出后，现代煤化工面临着更大的挑战和困难。”一是二氧化碳排放的挑战。据测算，煤间接液化制油、煤直接液化制油、煤制烯烃和煤制乙二醇吨产品二氧化碳排放量分别约为6.5吨、5.8吨、11.1吨和5.6吨。而未来，二氧化碳的处置费用将直接增加企业的运营成本，部分产品将失去市场竞争力。二是水资源短缺的挑战。煤化工产业集中的地区恰是水资源短缺的地区，随着煤化工产业规模的扩大，水资源瓶颈日益凸显。例如，黄河中上游的山西、陕西、内蒙古、宁夏四省区煤炭资源占全国总量的67%，但水资源仅占3.85%，而后三个省份的煤化工项目用水依赖黄河，由于黄河来水减少和项目用水量不断增加，今后水资源供需矛盾将更加突出。

“双碳”目标下，煤化工何去何从？

从燃料到原料我国能源赋存特点是相对富煤、贫油、少气，煤炭占化石能源可采储量的90%以上。国家能源局数据显示，2020年我国非化石能源占一次能源消费比重达15.9%。《2030年前碳达峰行动方案》指出，到2030年，非化石能源消费比重达到25%左右。从长期来看，化石能源在未来一段时期内仍为我国主体能源。如何更好发挥煤炭的稳定器和压舱石作用？推动煤炭作为原料的化工产业的规模化发展，已在煤炭行业基本形成共识。煤化工是指以煤为原料生产各种燃油、燃气和化工产品的工艺过程，一般包括煤炭转化和后续加工两个环节。煤炭转化是指煤炭经过化学反应过程得到气态、液态或其他固态产物的过程，包括煤炭气化、煤炭直接液化、煤炭高温炼焦、低阶煤中低温热解等工艺过程。后续加工主要指以煤制气中的H2、CO、CO2、SO2等气体组分为原料进行化工合成，以及对煤炭转化液态产物进行深加工的工艺过程。《中外能源》曾刊发《能源史话：煤化工发展史》一文，文中指出，全球煤化工开始于18世纪后半叶，19世纪形成了完整的煤化工体系。进入20世纪，许多以农林产品为原料的有机化学品多改为以煤为原料生产，煤化工成为化学工业的重要组成部分。第二次世界大战以后，石油化工发展迅速，很多化学品的生产又从以煤为原料转移到以石油、天然气为原料，从而削弱了煤化工在化学工业中的地位。进入21世纪后，随着全球石油市场的动荡和石油价格的攀升，煤化工作为储量巨大并且可能替代石油的资源重新受到越来越多的重视。《煤化工产业发展报告2006》指出，在我国，早在上个世纪40年代就建成了南京、大连2个煤化工生产基地。进入上个世纪80年代，我国又开始建设大型煤化工基地。我国发展现代煤化工，既有中国特色，也是发挥煤炭资源优势的另辟蹊径之举。一方面，可以缓解因富煤缺油缺气给我国能源安全带来的挑战，有利于保障国家能源安全；另一方面，与传统直接燃烧利用方式相比，煤化工可以减少粉尘、SO2、NOx等大气污染物的排放，提高煤炭转化效率和产品经济价值。中国煤炭工业协会数据显示，依托14个大型煤炭生产基地，如今我国初步建成了内蒙古鄂尔多斯、陕西榆林、宁夏宁东、新疆准东4个现代煤化工产业示范区，产业集聚加快、园区化格局初步形成。截至2020年年底，我国现代煤化工四大类典型产品产能、产量均达到历史较高水平。煤制油10套装置产能931万吨/年，煤制天然气4套装置产能51.05亿立方米/年，煤经甲醇制烯烃32套装置产能1582万吨/年（其中煤制烯烃产能1062万吨/年），煤制乙二醇24套装置产能488万吨/年。煤制乙醇、煤制芳烃、二氧化碳加氢制甲醇技术也在突破，示范装置陆续在建，现代煤化工产能初具规模、产量稳步提升。“十四五”规划纲要提出，稳妥推进内蒙古鄂尔多斯、陕西榆林、山西晋北、新疆准东、新疆哈密等7个煤制油气战略基地建设，建立产能和技术储备。直面困境与挑战公开数据显示，2020年全国煤化工行业共消费煤炭（包括焦炭）9.3亿吨、碳排放量5.5亿吨，其中能源活动及工业生产过程产生的直接排放占88%，电力间接排放占12%。国家发改委、工信部、生态环境部与水利部于2021年8月印发的《关于“十四五”推进沿黄重点地区工业项目入园及严控高污染、高耗水、高耗能项目的通知》指出，对现有已备案但尚未开工的拟建高污染、高耗水、高耗能项目一律重新进行评估，确有必要建设且符合相关行业要求的方可继续推进。“十四五”时期，沿黄重点地区新建“三高”项目一律按通知要求执行。公开资料显示，我国现有100%的煤制油、85%的煤制烯烃、50%的甲醇制烯烃项目均位于黄河流域。由此可见，现代煤化工产业因为自身的特点，面临众多挑战。中国石油和化学工业联合会会长李寿生表示，这些挑战具体表现在以下四个方面。一是二氧化碳排放的挑战。据测算，煤间接液化制油、煤直接液化制油、煤制烯烃和煤制乙二醇，吨产品二氧化碳的排放量分别约为6.5吨、5.8吨、11.1吨和5.6吨，未来二氧化碳的处置费用将直接增加现代煤化工企业的运营成本，部分产品将失去竞争力。二是水资源短缺的挑战。我国煤炭资源与水资源逆向分布特点十分突出，西部省份的煤炭资源占全国的90.1%，特别是黄河中上游的飞禽走兽老虎机：、陕西省、内蒙古自治区、宁夏回族自治区四地的煤炭资源占有量为全国的67%，但水资源仅占全国的3.85%。现代煤化工项目用水主要依赖黄河。近年来，黄河来水减少，而现代煤化工项目用水量不断增加，因此今后较长一个时期，煤化工项目面临的水资源供需矛盾依然突出。三是终端产品同质化的挑战。随着工艺技术的日趋成熟，现代煤化工项目建设速度不断加快、数量不断增加，但建设方案雷同，布局分散，未形成集群效应。煤制终端产品同质化问题突出，同业竞争激烈，导致煤制终端产品的价格持续走低。四是环境治理的挑战。当前，我国实行严格的水资源管理、节能减排、环境监管政策，对能源消费将实行总量和强度双控。部分地区严格限制新增化工产能，煤炭指标严格受限，不管是燃料煤还是原料煤，只要用煤，都面临着减煤压煤的风险。同时，部分地区要求现有现代煤化工企业的污染物排放总量必须连年大幅下降，企业无法扩大规模。随着“双碳”目标的提出，现代煤化工产业将面临更大的减排压力，能源领域将迎来根本性调整，现代煤化工加快绿色转型已成当务之急。国家气候变化专家委员会委员潘家华在公开采访中表示，实现“碳达峰、碳中和”目标，并不是不能发展化石能源项目，但究竟有哪些项目可以继续发展，还需要谨慎评估。技术潜力越是有限，将来被淘汰的可能性越大。结合减碳要求，技术先进性和可更新性，以及项目是否符合政策要求和趋势，使其处于不被强制淘汰之列，也是新建煤化工项目需要参考的重要标准。转型升级探新路困境和挑战正在倒逼行业、企业转型升级。现代煤化工产业亟待重新布局，再按过去的“老路子”很难生存下去。近年来，煤炭企业在探寻化工板块多元化、高端化、低碳化的发展方向上，进行了不少有益尝试，取得了一些初步成效。“双碳”目标下，煤炭企业如何迎接政策、技术、市场环境等诸多挑战，更好发挥制度优势、政策动力和技术潜力，探索推动煤化工产业实现高质量发展的“新路子”？已有不少企业尝试性给出答案，而科技、低碳、清洁，正是其中的关键词。“科技创新是煤化工企业的唯一出路，我们从国际先进、消化革新、转型升级、替代进口四个方面努力，加强自主创新，实现科技创效。”阳煤化工集团总工程师刘会敏说。阳煤化工集团阳煤化工机械公司仅依托晋华炉这一拳头产品，累计新增销售额50亿元，签订气化炉合同74台/套，在30多家企业成功实现商业化应用。在阳煤化工集团，基于清洁转化的现代煤化工发展如火如荼，高附加值产品带来了肉眼可见的高回报。在陕西煤业化工集团，13家煤化工科研及设计单位联合，建立起了国家能源煤炭分质清洁转化重点实验室，开展了大量的核心关键技术攻关和产业化试验示范，形成了一系列国际领先的产业技术成果。三项粒块煤清洁高效热解技术、两项煤焦油加氢技术以及两项煤制乙、丙烯技术已实现大规模产业化运行；两项粉煤快速热解高油收率技术和一项气化热解一体化技术已完成万吨级工业化试验，120万吨/年粉煤快速热解工业化示范装置即将建成投运；50万吨/年煤焦油制环烷基特种油品工业化示范装置已实现满负荷稳定运行，年产50万吨煤焦油制特种油品联产芳烃工业化示范装置即将建成投运……“‘双碳’目标涉及诸多方面的变革，将倒逼我们更好发挥制度优势、政策动力和技术潜力。”在2021上半年经济分析会上，陕西煤业化工集团党委书记、董事长杨照乾表示。在中安联合煤化公司，近年来累计投入的环保建设资金超过30亿元，“花园式”的化工工厂甚至引来白鹭作客。去年全年，中安联合煤化公司先后邀请人大代表、媒体记者、院校师生以及周边居民代表等500多人，走进生产现场，亲身感受中安联合煤化公司在环保治理、煤炭清洁高效利用、绿色企业建设等方面的真实情况。“我们是做煤化工的，知道煤化工当前存在的短板，它存在污染和耗能的问题，但绝不能被妖魔化。而今，煤化工以高碳排放形式发展的窗口期已经关闭，新布点和大规模布局的可能性非常小。对于已布局、已批复的项目，进行能耗控制、节能减排、优化存量、转型升级是主要任务，同时应积极探索绿色低碳发展的新路径。”国家能源集团化工公司党委书记、董事长闫国春在采访中表示。国家能源集团化工公司以煤化一体为基础，利用煤炭结构特性，以煤基特种燃料、煤基生物可降解材料、煤基炭素新材料为主线，构建了煤基新材料、新燃料战略性新兴产业增长极。该公司围绕产业链、打造创新链、提高价值链，单位投资产值、万元产值能耗及碳排放强度、产品竞争力均达到全国行业领先水平。把握未来发展趋势“现代煤化工是煤炭的最佳利用途径，虽然国内煤化工产业起步晚，但起点高、技术先进、装备条件好，清洁化程度不亚于油气化工企业，高碳排放有较大的深加工利用空间。”中国煤炭加工利用协会理事长张绍强表示，“可以通过与绿电耦合，把所有的碳排放全部转化为产品，做到低碳或近零碳排放，实现‘厂内碳中和’，这也是未来煤化工发展的潜力。”中国煤炭工业协会副会长刘峰指出，未来煤化工发展需更加深刻把握高端化、多元化、低碳化的方向内涵。高端化，即延伸产业链开发高性能产品。加强航空航天煤基高性能燃料、舰艇用柴油、特殊环境燃料、一体化通用燃料等特种油品研发；加强聚乙醇酸等煤基可降解塑料产品技术攻关，掌握含氧单体共聚接枝和封端技术，接近通用塑料水平；以煤液化油渣沥青和煤焦化沥青为原料，开发国防、航空航天用高模量碳纤维、超级电容器活性炭、高性能储能电池负极等材料；攻关间接液化α烯烃分离加工技术、高端润滑油、高端费托蜡制备技术，延伸煤制烯烃产业链。多元化，即发挥煤化工差异化发展优势。实现产品多元化，研发煤制油、煤制化学品联产耦合工艺和产品联合加工技术；加工原料多元化，研发石脑油和甲醇共裂解技术，优化石脑油裂解反应和甲醇制烯烃反应热平衡，生产烯烃的同时联产PX；探索煤化工与新能源、天然气化工、生物化工、石油化工、冶金建材过程的耦合技术，提供能效物耗优化解决方案。低碳化，即打造零碳排放煤化工产业。研发新型高效催化剂与工艺和过程节能技术，实现煤化工过程源头减碳；突破可再生能源制氢制氧与煤化工合成耦合技术，应用绿氢绿氧，减少煤化工工艺过程碳排放；应用可再生能源绿电，研发高效储热制蒸汽技术，利用绿电和低谷电价制蒸汽；开展煤化工CCUS技术攻关，突破煤化工CO2低成本捕集、CO2化工和矿化利用，CO2驱油地质封存技术，开发CO2制芳烃、乙醇、乙二醇、烯烃、碳酸脂、DMF等化学品。“煤炭清洁高效利用为我国能源转型提供立足点。”刘峰表示，“一方面，转型后的煤炭能源占比将以保障国家能源安全、经济增长和能撬动国际市场为依据，在一次能源结构中占比需要高于30%；另一方面，中国正成为世界煤炭行业主导者，需要秉承绿色低碳发展理念，发挥煤炭有机物含量多的属性和特点，加快推进煤炭由单一燃料向燃料和原料并重转变，拓展作为原料的消费利用空间，成为世界洁净煤利用的引领力量之一。”“十四五”规划纲要提出，增强能源持续稳定供应和风险管控能力，实现煤炭供应安全兜底、油气核心需求依靠自保、电力供应稳定可靠；做好煤制油气战略基地规划布局和管控；加强煤炭储备能力建设；建设清洁低碳、安全高效的能源体系；完善煤炭跨区域运输通道和集疏运体系；推动能源清洁低碳安全高效利用等，从国家能源安全、现代能源体系建设、绿色发展等多个方面，为煤炭行业、煤化工产业发展画出了蓝图，提供了机遇。数字化发展“十四五”规划纲要提出，以数字化转型整体驱动生产方式、生活方式和治理方式变革；构建基于5G的应用场景和产业生态，在智慧能源等重点领域开展试点示范；推动煤矿、油气田、电厂等智能化升级等，指出了煤炭行业通过数字化转型促进碳减排的方向，助力煤炭生产环节节能，实现生产环节“脱碳”，追踪并有效管理行业碳排放。未来，加强煤炭基础理论研究和关键技术攻关，将成为实现煤炭行业、煤化工产业绿色低碳转型的重要支撑。

文章来源：煤炭深加工现代煤化工