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虽然中国煤炭储量大概是世界的12%,但中国人口占世界的20%,如果按照人均算,约为世界人均水平的一半,而且还有很多煤是采不出来的。“我们的煤也要节约用,也不是多的不得了”,金涌认为,搞煤化工的第一个指导思想就是,要尽量把煤的价值充分体现出来。“一定要想到,煤不只是碳,煤是有机无机的复合物,里面有机的成分有十几种,煤里面还有氢,碳氢比在煤的组成里是1:0.8,就是1个原子的碳有0.8个氢存在。如果煤炭只是烧掉,就把氢也烧掉了。氢实际上是很珍贵的,烧掉很不合算。能不能首先通过拆解,把链拆开,高价高用,就是煤的综合利用”。
业界还有一种观点是,煤炭的综合利用还应该配合煤的多联产。金涌这样解释煤的多联产:煤先热解,变成半焦,半焦拿来燃烧,产生蒸汽发电,蒸汽轮机的背压还有十几公斤的压力,可以用来供热。半焦热解产出的东西,可以拿来分离煤气作燃料,可以做合成气,变换配比后可以合成甲烷、轻柴油、轻焦油、重焦油......这样对煤的利用就是全价的。
“我们很多院士也在一起讨论,现在煤化工井喷,特别是煤变油,指标都已经分给大煤炭企业了。这样做是不是最好呢?”金涌一直在思考这个问题。
最明显的问题是,煤化工要多排放几十亿吨的二氧化碳,“虽然城市是清洁了,但是全国总的二氧化碳排放增加了”,而且煤炭转化也会损失很多能量,用煤制气后再发电很不合算。金涌认为,煤制气再发电的效率是百分之三十多,而煤直接燃烧,通过超超临界发电的效率最高可以达到42%~45%。在民用方面,用天然气做饭其实热效率很低,大约70%的热量都散发在空气里浪费了,所以美国虽然天然气产业很发达,但还是有一半以上的家庭用电做饭。“还不如改造煤电厂技术,可以实现煤耗很低,很清洁”,金涌认为,煤制气一定要考虑到使用是不是合理。
相对于煤制油和煤制气,金涌更看好煤制芳烃的前景。芳烃主要用于生产异氰酸酯等,做高档汽车的表面漆、高级泡沫塑料(9885, -5.00, -0.05%)、人造革、各种电器的外壳等高档产品。现在国内的芳烃90%来自石脑油裂解,消费量大概是1400万吨,对外依存度是44%。金涌认为,用煤做芳烃是很好的契机,“中国要开辟煤制芳烃的技术,这个是全世界第一的”。
“大家都在大规模做同样的东西,而且都是大路货,没有想怎么和使用过程对接。比如聚乙烯,实际上汽车用的都不是纯聚乙烯,都是复配的塑料合金,这个必须做深入研究”。金涌坚信要做高附加值的产品,这才是煤化工应该走的道路。“从甲醇(2678, -7.00, -0.26%)出发可以做成乙烯丙烯,做成三烯三苯等很多原来用石油产生的东西。甲醇的价钱大概现在两三千元一吨,假如做成高档的产品,可以增加几倍十几倍的附加值。所以用煤炭做甲醇,发展三烯三苯往下走,前景很好。如果做成油,一燃烧就没有了,变成二氧化碳了”。“我们现在考察的是万元GDP能耗,假如产品价钱高,万元GDP能耗就降下来了,所以提高附加值是我们减碳,搞低碳经济的一个好抓手”。
“煤变油是翻山,醇醚是打隧道”
十多年以来,对于怎么用煤来替代石油作为燃料开汽车,一直有两种不同观点。一种观点支持煤变油,另外一种观点则主张,开车不一定用油,可以用醇醚添加。从技术经济性的角度,金涌更看好煤化工的醇醚路线。“只要可以驱动汽车,为什么一定要是汽油或柴油呢?”
实际上,最早的醇醚路线是甲醇汽油。甲醇添加到汽油里,如果不超过14%,是感觉不出来的。但是甲醇路线在国内一直没有进入主流。
从技术角度看,还有一个选择是二甲醚。二甲醚合成也用氢气和二氧化碳作为原料,产品是1份重量的水,2.5份重量的二甲醚。假如是煤变油,合成出来的产品是0.78份重量的油,1份重量的水。所以,二甲醚的用煤量只是煤变油的二分之一,而且1公斤二甲醚的行驶里程数和同等量的柴油一样。金涌表示,二甲醚的排放非常干净,“在排气管后面放一张白纸,跑多远纸都是白的”。不过有个问题是,二甲醚在常温下是气态的,使用必须压缩灌装。
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