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碳中和目標下，三問現(xiàn)代煤化工
來源: 中國能源報 發(fā)布時間: 2021-05-19
●碳減排時間緊、任務(wù)重，自帶高碳屬性的現(xiàn)代煤化工還要不要發(fā)展？
●一邊是現(xiàn)實需求，一邊是減排目標，現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)到底行不行？
●如何做好現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)，走出一條高碳產(chǎn)業(yè)低碳排放的新路子？
“在碳達峰、碳中和目標下，現(xiàn)代煤化工行業(yè)面臨更加巨大的減排壓力。未來，二氧化碳處置費用將直接增加運營成本，部分產(chǎn)品將失去競爭力。”日前，中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會會長李壽生用一組數(shù)據(jù)，直觀說明行業(yè)所處境地——煤間接液化制油、煤直接液化制油、煤制烯烴和煤制乙二醇，噸產(chǎn)品二氧化碳排放量分別為6.5噸、5.8噸、11.1噸和5.6噸。而截至“十三五”末，我國煤制油、煤（甲醇）制烯烴和煤（合成氣）制乙二醇產(chǎn)能，已分別達到823萬噸、1672萬噸和597萬噸。
作為典型的高碳產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)代煤化工以煤為原料，反應(yīng)過程伴隨大量碳排放，質(zhì)疑由此而生。面對“要不要”“行不行”“好不好”的問題，行業(yè)如何作答？
煤是最豐富的“碳源”，應(yīng)多用于制備化學品
碳減排時間緊、任務(wù)重，自帶高碳屬性的現(xiàn)代煤化工還要不要發(fā)展？
“我國資源稟賦具有缺油少氣、煤炭相對豐富的特點，適度發(fā)展現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)，是實施能源替代戰(zhàn)略、保障國家能源安全的重要舉措，其與傳統(tǒng)石油化工形成了互為補充、協(xié)調(diào)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)格局。”工信部原材料工業(yè)司副司長余薇表示，“我部高度重視現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展。”
李壽生進一步稱，現(xiàn)代煤化工承擔能源安全、技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)能儲備的任務(wù)，肩負著推動煤炭生產(chǎn)和消費革命的重要使命。“無論從創(chuàng)新能力、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)能規(guī)模，還是從工藝技術(shù)管理等方面，我國現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)均走在了世界前列。”
除了具備基礎(chǔ)，中國科學院大連化學物理研究所專家靳國忠認為，發(fā)展現(xiàn)代煤化工還有著現(xiàn)實需求。“在碳中和目標下，煤炭消費占比勢必呈下降趨勢，到2030年，預(yù)計維持在45%左右。然而，煤炭的兜底作用在很長一段時間內(nèi)不會改變，作為基礎(chǔ)性保供能源儲備的地位也不可替代。”
在靳國忠看來，下一階段，我國需繼續(xù)穩(wěn)妥推進現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展。“出于國家能源安全考慮，我國難以完全依賴石油化工，現(xiàn)代煤化工可實現(xiàn)能源化學品生產(chǎn)的多元化，拓展石油化工原料來源。相比傳統(tǒng)利用方式，現(xiàn)代煤化工的轉(zhuǎn)化效率更高、產(chǎn)品附加值更大、污染物排放更少，是煤炭清潔高效利用的必由之路。同時，隨著可再生能源技術(shù)發(fā)展、成本降低，煤炭不再是發(fā)電的唯一選擇，加上國家嚴控煤電消費，煤炭用于發(fā)電將受抑制。而煤炭又是最豐富的碳源，我們要‘精打細算’用好這些不可再生的碳源，讓煤炭多用于制備化學品。”
進一步降低碳排放，是“十四五”期間亟待解決的問題
一邊是現(xiàn)實需求，一邊是減排目標，現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)到底行不行？
“我們要看到，現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)與要求還有一定差距，特別是面對碳達峰、碳中和目標，發(fā)展任重道遠。”余薇表示。靳國忠也稱，如何通過前瞻性和變革性技術(shù)，提高煤、水利用率，進一步降低碳排放，實現(xiàn)二氧化碳高效轉(zhuǎn)化利用，是“十四五”期間亟待解決的問題。
記者了解到，更多現(xiàn)實挑戰(zhàn)在一定程度上加劇減排壓力。“鄂爾多斯的現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)已形成一定規(guī)模，但目前，延伸轉(zhuǎn)化只能到烯烴、二甲醚等產(chǎn)品，精深加工幾乎為空白。產(chǎn)業(yè)鏈條短、產(chǎn)品單一，整體處于初級階段。隨著一批項目陸續(xù)投產(chǎn)，工業(yè)用水、能耗指標、環(huán)境容量等生產(chǎn)要素不足等問題日益突出，已成為制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。”該市工業(yè)和信息化局副局長張熾舉例。
李壽生證實，上述情況不是個例。以水資源為例，“我國煤炭資源與水資源呈逆向分布。特別是黃河中上游的山西、陜西、內(nèi)蒙古、寧夏地區(qū)，煤炭占有量為全國的67%，水資源僅占全國的3.85%。這些地區(qū)的項目用水主要依賴黃河，但黃河來水減少、項目用水不斷增加，今后較長一段時期，水資源供需矛盾將更加突出。”
隨著技術(shù)工藝日趨成熟，項目建設(shè)速度加快、數(shù)量增加，建設(shè)方案、終端產(chǎn)品雷同的現(xiàn)象頻發(fā)。“目前，采用費托合成技術(shù)生產(chǎn)煤制油品的企業(yè)就有寧煤、伊泰、潞安等，產(chǎn)品同質(zhì)化突出，同業(yè)競爭激烈，導(dǎo)致終端價格持續(xù)走低，加劇項目生存壓力。再如，煤制乙二醇項目產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一，下游用于聚酯消費的占比高達95%。”李壽生直言，若不從高端化、差異化上解決問題，產(chǎn)業(yè)很快將陷入產(chǎn)能過剩、無序競爭局面。
在充分發(fā)揮物質(zhì)屬性的基礎(chǔ)上，對煤炭進行“量身剪裁”
如何做好現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)，走出一條高碳產(chǎn)業(yè)低碳排放的新路子？
靳國忠認為，從全生命周期來看，化石能源利用從原理上不可能避免碳排放。除了行業(yè)內(nèi)部加強原始創(chuàng)新，從源頭出發(fā)解決碳基能源低碳化發(fā)展的關(guān)鍵問題，還可打破行業(yè)壁壘，與石化、鋼鐵行業(yè)融合協(xié)調(diào)發(fā)展、與新能源制取綠氫耦合發(fā)展等路徑，大幅降低現(xiàn)代煤化工反應(yīng)過程中的碳排放。“以一個年產(chǎn)60萬噸的煤制烯烴項目為例，通過補入綠氫來調(diào)節(jié)合成氣碳氫比，噸產(chǎn)品煤耗可下降48.8%、碳排放可下降70.6%。”
為進一步揚長避短，靳國忠提出，基于煤炭富含“碳”和“氧”的特征，現(xiàn)代煤化工更適合做含氧化合物、芳烴等缺氫的產(chǎn)品。同時，還可充分發(fā)揮煤的物質(zhì)屬性，通過催化劑對其進行“量身剪裁”。“事實上，現(xiàn)階段并未真正弄清煤炭的分子結(jié)構(gòu)，通常是把煤‘一燒了之’生成合成氣，再將燒出來的小分子‘砌成’化學品。若能利用先進催化技術(shù)，將煤中的大分子‘剪’成大小不同的分子，高效得到所需化學品，則可大大減少碳排放，少用水甚至不用水。”
這一說法，得到余薇的贊同。“全行業(yè)要高度重視低碳發(fā)展，研究采用可再生能源制氫進行源頭減碳，通過優(yōu)化工藝、設(shè)備來實現(xiàn)生產(chǎn)過程的減碳。利用煤化工生產(chǎn)排放二氧化碳純度較高的特點，積極開展二氧化碳的捕集、封存和資源化利用。”
“只有找到二氧化碳資源化利用的技術(shù)和產(chǎn)品，現(xiàn)代煤化工才能在碳達峰、碳中和過程中實現(xiàn)主動發(fā)展。”李壽生建議，二氧化碳亦是一種重要的工業(yè)氣體，煤化工行業(yè)副產(chǎn)大量二氧化碳，可在小分子化合物、高分子材料等領(lǐng)域?qū)で笮碌耐黄啤?/div>
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