为现代煤化工高质量发展注入“绿色基因”

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近日，第27届大型合成氨、第24届大型尿素暨煤制合成气、甲醇装置技术年会在湖南岳阳举办。大会由中石化宁波工程有限公司主办，主题是合成氨、尿素与合成气化工的绿色低碳发展之路，与会专家围绕合成氨、尿素、煤制合成气和甲醇装置技术进行深入交流，解读行业发展趋势和政策走向，分享最新研究成果、创新技术和实践经验。本版整理刊发部分专家观点，敬请关注。

本版文字由本报记者 季佳歆 整理，主要观点来自 中国石化经济技术研究院评估评价中心副经理 张 松、石油和化学工业规划院副院长 李志坚

知识课堂

什么是现代煤化工？

现代煤化工，又称为新型煤化工、煤炭深加工，是指以煤为主要原料生产多种清洁燃料和基础化工原料的煤炭加工转化产业。现代煤化工产业主要包括煤制油（煤直接液化、煤间接液化)、煤制天然气、煤制化学品（含烯烃、芳烃、乙烯醇等）、低阶煤分级分质利用等领域。

现代煤化工主要有几条工艺路线？

按照国内发展阶段，已实现商业化的现代煤化工主要有5条工艺路线，包括煤直接液化、煤间接液化、煤制天然气、煤制乙二醇、煤制烯烃。此外，国内正在推广的工业示范路线还有煤炭分级分质利用和煤制芳烃两项技术。

现代煤化工与传统煤化工相比有何优势？

现代煤化工是传统煤化工的升级版，采用更先进的技术和更环保的方法，具有更高的效率和更低的排放量。从工艺流程、产品质量、环保效果、技术水平和综合经济效益等方面来看，现代煤化工比传统煤化工更为优越。未来，随着技术不断进步和环保意识不断增强，现代煤化工将有更广阔的发展前景。

“双碳”背景下，现代煤化工发展面临的机遇与挑战

从短期看，碳达峰、碳中和目标对煤化工产业发展提出了更高要求，但从长期看，也创造了更广阔的前景。可依托煤化工建立雄厚的合成气化工、氢化工产业平台，未来可以在新能源充分发展的条件下逐步将煤化工融合绿电绿氢、生物质等可再生原料，实现低碳发展。

随着我国社会经济快速发展，原油和天然气对外依存度逐年攀升。受能源转型和国内油气产量增长等因素综合影响，我国油气进口规模或将逐步进入平台期，但对外依存度仍将在较长时期内继续保持高位。基于国内资源禀赋，适度发展煤制油、煤制气等现代煤化工产业，是保障我国能源安全的重要途径。

从煤炭消费结构来看，煤炭最主要的消费领域为发电，其他领域包括钢铁、供热、化工等。中国石化经济技术研究院预测，未来煤炭需求总量将经历达峰、平台、快速下降和深度压减四个阶段：目前到2025年为达峰期；2025~2030年为平台期，消费缓慢下降；2030~2050年为快速下降期；2050~2060年为深度压减期，存量煤炭主要用于被替代难度较大的领域，年需求量预计3.8亿吨。因此，从中长期来看，煤炭将从主体能源变为支撑能源，在保障我国能源安全供给中发挥压舱石作用，其中煤炭清洁高效利用是重要方向。由于现代煤化工能源转换效率较高，可实现煤炭由单一燃料向原料和燃料并重转变，在未来煤炭消费中仍占有相当比例，成为煤炭清洁高效利用的重要组成部分。

碳达峰、碳中和目标给现代煤化工带来了机遇与挑战。煤化工以煤炭为化工原料，与石油、天然气相比具有天然劣势，煤炭“碳多氢少”、杂质含量多的特点，要求较长的加工转化流程才能实现化工产品的生产，导致较高的能耗和碳排放。

从短期看，碳达峰、碳中和目标对煤化工产业发展提出了更高要求，必须紧扣国家能源安全需求，优化产业方案设计，合理控制产业发展规模，严格节能减污降碳要求，探索煤化工低碳发展的新路径。

从长期看，碳达峰、碳中和目标也为基于煤化工的合成气化工、氢化工创造了更广阔的前景，可依托煤化工建立雄厚的合成气化工、氢化工产业平台，未来可以在新能源充分发展的条件下逐步将煤化工融合绿电绿氢、生物质等可再生原料，实现低碳发展。

我国现代煤化工技术装备及产业规模处于世界领先水平

2023年，我国煤化工产业已拥有3亿吨标准煤/年的煤炭转化能力，当年实现煤炭转化约2.5亿吨标准煤，替代油气当量约1.3亿吨，成为我国石化化工行业的重要补充。

经过近些年的发展，我国现代煤化工多项关键技术已实现国产化突破，如直接液化、间接液化、大型气化、MTO（甲醇制烯烃）、合成气制乙二醇等，总体已达到世界领先水平。

此外，前期建设的示范项目运行水平不断提高，装置运行负荷总体稳定，煤耗、综合能耗、水耗大幅下降，废水实现近零排放，杂盐可实现结晶分盐，处理水平明显提高。

从总体产业规模看，我国现代煤化工已处于世界领先水平，煤制油、煤制气、煤制烯烃和煤制乙二醇2023年的产能分别为828万吨/年、76亿立方米/年、1872万吨/年和1143万吨/年，较“十二五”末大幅增加，除煤制乙二醇受市场环境影响开工率较低外，其他几条路线在2023年都处于较高的开工水平。

现代煤化工，尤其是煤制烯烃和煤制天然气已经成为我国石化行业的重要补充，预计2030年产能分别为2740万吨/年和324亿立方米/年。

从产业布局看，现代煤化工项目布局相对集中，大型的煤制油、煤制气、煤制烯烃主要集中在能源金三角（榆林、宁东、鄂尔多斯）和新疆的煤炭资源产地，上述区域现代煤化工项目占全国产能80%以上。耗煤量相对较低的煤制乙二醇则分布相对分散，很多布局在煤价较高区域，这也是导致部分煤制乙二醇盈利能力较差的主要原因。

从未来发展趋势看，按照产业政策要求，我国将重点发展内蒙古鄂尔多斯、陕西榆林、宁夏宁东、新疆准东四大煤化工基地。

2023年，我国煤化工产业已拥有3亿吨标准煤/年的煤炭转化能力，当年实现煤炭转化约2.5亿吨标准煤，替代油气当量约1.3亿吨，成为我国石化化工行业的重要补充。其中，煤制合成氨、煤制甲醇分别占我国当年氨、甲醇产量的76.5%、83.9%，是粮食安全和产业链供应链安全的重要支柱；煤制烯烃、煤制乙二醇分别占我国当年烯烃、乙二醇产量的18.4%、33.8%，成为我国石化原料多元化的重要路线之一；煤制油、煤制天然气分别占我国当年原油、天然气产量的3.6%、2.8%，建立起煤制油气产能和技术储备。

技术水平、综合利用效能、产品结构仍需进一步优化

我国现代煤化工水资源和煤炭资源消耗强度仍然较大，同质化现象严重，高端化、差异化产品较少，产业政策也对现代煤化工发展提出了更高的要求。

虽然经过多年发展，我国现代煤化工产业技术水平已处于世界领先水平，但现代煤化工水资源和煤炭资源消耗强度仍然较大。以当前发展最快的煤制烯烃为例，吨烯烃的煤耗约5吨、水耗约10吨。

我国煤炭资源和水资源呈逆向分布。当前煤化工主要分布在西部煤炭资源产地，这些地区富煤少水，比如内蒙古地区，水煤比为1∶30，水资源比较缺乏。因此，现代煤化工发展必须提升技术水平，进一步降低资源消耗，提高综合利用效能。

目前，现代煤化工产品同质化现象严重，高端化、差异化产品较少，主要以油品、聚烯烃、乙二醇和天然气为主。比如，煤制烯烃的产品主要是通用聚乙烯、聚丙烯，高端牌号相对较少。随着近年来石化产业快速发展，国内聚乙烯、聚丙烯产能逐步增加，基础化学品市场趋近饱和，并面临低成本大宗产品进口冲击。未来，我国在新兴领域、新材料领域具有发展空间，且产品价值较高，但现代煤化工产品涉及较少。

现代煤化工单位二氧化碳排放量较大，煤制油单位碳排放约6吨/吨、煤制烯烃约10吨/吨、煤制气和煤制乙二醇约5吨/吨，绿色低碳发展任重道远。

未来增加碳交易费用也会对煤化工产业成本产生影响。以煤制烯烃为例，碳交易费用如按照每吨100元计，烯烃成本将每吨增加1000元。煤制烯烃单位产品碳排放量是石脑油裂解碳排放量的两倍左右，将对煤制烯烃的竞争力产生不利影响。

从产业政策环境看。据不完全统计，近十年国家先后出台涉及煤化工产业政策20余项。近年来，随着“双碳”目标的提出，国家层面对于现代煤化工产业政策逐步清晰，规范发展、高质量低碳发展是未来方向，产业政策对现代煤化工发展提出了更高的要求。

现代煤化工未来发展四大关键词

未来发展现代煤化工需要以技术升级示范为首要任务，以基础+高端化+多元化为产业发展方向，以绿色低碳化为发展目标，实现高质量发展。

关键词一：技术革新——推进新技术应用示范，加强创新技术研发应用

科技创新是现代煤化工高质量发展的首要推动力。我国应加大现代煤化工技术创新的投入力度，深入推进产学研用协同创新，推进新型气化、新一代MTO、石脑油甲醇耦合裂解等新技术应用示范，提升产业自主发展和创新能力建设。

鼓励新建现代煤化工项目承担相应的技术创新示范升级任务，实施重大技术装备攻关工程，加快产业技术优化升级，推动关键技术首批（次）材料、首台（套）装备、首版（次）软件产业化应用。针对产业仍然存在的一些短板，如百万吨级自主甲醇合成技术装备、10亿~20亿立方米级自主甲烷合成技术装备、百万吨级甲醇制芳烃技术装备，加快示范应用。

推进原始创新和集成创新。推进高性能复合新型催化剂、合成气一步法制烯烃、一步法制低碳醇醚等技术创新。聚焦大型高效煤气化、新一代高效甲醇制烯烃等技术装备及关键原材料、零部件，优化调整产品结构，加快煤基新型合成材料、先进碳材料、可降解材料等高端化工品生产技术开发应用。加强有毒有害化学物质绿色替代品和无毒无害、低毒低害绿色化学物质和产品研发。

同时，推动煤化工产业数智化赋能，推广建设煤化工行业智能车间、智能物流、智能工厂和智慧园区。

关键词二：产品优化——坚持基础+高端化+多元化路线

现代煤化工产业要进一步立足国家能源安全战略和国民经济发展的需求，在发展大宗石化产品的同时，发挥煤炭原料优势，差异化发展石油化工难以生产或生产成本较高的特有产品，提升产品档次和附加值，走“基础+高端化+多元化”之路，构建具有比较优势的高端化差异化产品体系。

煤制天然气应采用管道天然气和液化天然气联合的方式实现下游外输途径多元化，提升调峰性能和经济效益；加强副产焦油、轻油的集中综合利用。

煤制油应充分利用生产过程组分特点，积极开拓高端产品市场，提高项目盈利能力，利用费托合成油多生产液体石蜡、全炼石蜡、专用蜡、白油、溶剂油、正构烷烃组分等高价值产品，利用直接液化油多生产低凝柴油、喷气燃料、火箭燃料等特种油品，探索高芳潜石脑油制芳烃等化学品生产路线。

煤制甲醇应根据市场情况发展醋酸、醋酸酯、甲基丙烯酸甲酯等高价值液体产品，重点发展聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）等工程塑料，积极开拓甲醇能源应用领域。煤制乙醇下游探索发展乙烯、乙醛等产品链。

煤制烯烃应积极优化下游产品方案，提高高端牌号产品比重。瞄准我国未来汽车工业轻量化发展的需求，重点发展车用聚丙烯、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物（ABS）等烯烃下游产品；瞄准未来风电产业发展，重点发展风电树脂基体（环氧树脂）、环氧固化剂、结构胶等产品；瞄准未来光伏产业，重点发展光伏胶膜用热塑性弹性体（POE）、乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）等树脂材料。结合市场需求和竞争力情况，适度发展烯烃下游超高分子量聚乙烯（UHMWPE）、丙烯腈、环氧丙烷、聚甲基乙撑碳酸酯（PPC）可降解塑料、聚醚多元醇（PPG）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、高吸水性树脂（SAP）等产品。

关键词三：多元发展——积极推进多产业融合，提高产业生态经济效益

按照循环经济理念，我国应积极推动多产业融合，促进现代煤化工产业内部多条产品链和上下游产业链融合，实现多元化发展，提升能源资源利用效率，降低生产成本，从而提高产业生态经济效益。

一是加强现代煤化工产业内部多条产品链的融合。要进一步开展烯烃多联产方案，深入研究以煤为原料生产甲醇，进而生产各类烯烃、芳烃等，提高生产柔性化水平，根据市场产品价格进行灵活调整；探索煤直接液化和间接液化耦合、煤制芳烃和煤制乙二醇耦合等路线。

二是推动现代煤化工与关联产业的融合度，一方面在多种能源系统之间相互补充和梯级利用，推动现代煤化工与新能源产业融合发展；另一方面，加强现代煤化工与石油化工、化纤、盐化工、冶金建材等上下游产业链的耦合。

关键词四：绿色转型——推进减碳化技术开发示范，实现产业低碳化发展

现代煤化工产业在通过新工艺源头减碳的同时，要加强减碳化技术示范应用，从末端减少碳排放。现代煤化工尾气中二氧化碳浓度较高，碳捕集成本相对较低，要积极开展跨行业上下游合作，推动二氧化碳驱油、驱煤层气等项目工业示范，实现规模化、工程化减碳；要加大二氧化碳资源化利用力度，推进二氧化碳制绿色化学品示范，建设具有示范效应的煤化工+大型CCUS循环利用项目，打造现代煤化工绿色低碳发展样板。

同时，积极推进现代煤化工与绿色新能源的耦合发展，用太阳能、风能、核能等可再生能源发展绿电，由绿电制取绿氢，用绿氢替代煤气化变换工序制氢，绿电、热能供应煤化工，实现绿电、绿氢、绿色能源与现代煤化工耦合发展，减少直接碳排放和工艺碳排放。初步估算，现有煤制烯烃项目耦合3万吨/年绿氢，每年可减排二氧化碳约66万吨。60万吨/年烯烃项目，理论上全部用绿氢替代，需要绿氢17万吨/年左右，可减少原料煤消耗一半左右，年减排二氧化碳460万吨，降低70%左右的碳排放。绿电、绿氧替代现有电力和空气分离，还可进一步降低碳排放。推进现代煤化工与绿色新能源耦合发展的关键还是在于通过技术进步，实现绿氢的稳定和低成本供应。