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煤炭产业链延伸指以原煤开采为基础,生产经营系列煤炭产品和与之关联的下游产品的综合发展模式。根据国内外的经验,煤炭矿区产业链延伸综合发展包括:原煤及原煤洗选加工形成的多品种的系列煤炭产品,用动力煤及洗选加工副产品等低热值燃料发电,用炼焦煤炼焦及焦油加工生产煤化工产品,生产煤化工产品,用矿区电力发展高耗能产业产品,用煤炭及其它原料生产建筑材料,开采和利用共伴生矿物及煤层气,经营矿区铁路及专用线等。由此形成了以下几种产业链延伸模式:煤-电产业链延伸模式,煤-电-运产业链延伸模式,煤-电-焦-化产业链延伸模式,煤-气-化产业链延伸模式,煤-电-运-高能耗项目产业链延伸模式,煤-煤液化-化工产业链延伸模式。
可见,发展煤化工是延伸煤炭产业链条的重要方式之一,不过,发展煤化工产业也面临一些问题。煤炭矿区产业链延伸对调整矿区产业结构、实现可持续发展有重要意义,但产业链延伸并没有从根本上摆脱资源约束,而且一些产业链延伸项目属于新兴产业,科技含量高,投资巨大,存在资源风险、技术风险、经济风险和政策风险等诸多风险。
并非想象中的美好
发展煤化工需直面一系列问题的制约。首先,就我国的传统煤化工来说,主要面临的挑战是产品产能过剩,产业集中度低,布局分散,多数企业竞争力不强等问题。就现代煤化工来说,虽然在我国发展时间不长,但由于盲目发展,产能增长过快,如煤制甲醇等项目目前就面临着严重的产能过剩、效益急剧下滑等问题。
其次,煤化工产业资源消耗高,节能减排任务艰巨。目前,低碳经济正成为新一轮国际经济的增长点和竞争焦点,其核心是建立高能效、低能耗、低排放的发展模式。煤化工产业能耗高、资源消耗高、二氧化碳排放多,产业发展面临资源、环境的约束和节能减排的压力。在煤的转化过程中,有大量的碳要以二氧化碳的形式排放出来。例如,以煤为原料生产1吨甲醇,要排放出3.85吨二氧化碳;生产1吨醋酸,要排放出1.81吨二氧化碳。大力发展煤化工将使我国在碳减排方面承受更大的国际压力。因此,妥善解决二氧化碳的出路和利用是发展现代煤化工的关键问题。
第三,现代煤化工发展消耗水资源过多。我国是水资源严重短缺的国家,而煤炭资源与水资源大体呈逆向分布,煤炭资源丰富的地区多数缺乏水资源。现代煤化工的发展需要大量的水资源支持。例如,生产1吨直接液化的油品约需耗水10吨,生产1吨间接液化合成油约需耗水11吨,不采用空气冷却的甲醇装置生产1吨甲醇也需耗水5吨左右。如果不考虑水资源平衡,盲目发展煤化工必将会对当地的水资源以及环境带来破坏性的影响。因此,有效解决水资源和水处理问题是发展现代煤化工产业的又一基本条件,加强水资源的合理利用和节水技术的开发应用对现代煤化工的发展至关重要。
第四,煤炭资源强力开发会使煤化工发展风险加大,长期稳定的资源难以得到保障。现代煤化工产业对煤炭资源的消耗非常大,煤制烯烃、煤制油生产吨产品对煤炭的需求量分别为6吨和4吨左右,拥有丰富、廉价的煤炭资源是发展现代煤化工的前提条件。尽管相对石油、天然气资源,我国煤炭资源较为丰富,但煤炭主要用于发电。2011年,在我国消耗的36.9亿吨煤炭资源中,发电约占53%,钢铁工业和建材工业合计约占29%,化工仅占4%。未来我国煤炭仍将主要用于发电,可供现代煤化工产业发展的煤炭资源量有限。即便在部分煤炭资源十分丰富的地区,由于其基础设施薄弱,发展也受到一定限制。
面临人才和技术制约
现代煤化工属于技术、人才密集型产业。当前,许多大型现代煤化工技术仍处于示范阶段,要实现大规模工业化生产还需要一个过程,需要大量研发、设计、施工、生产、运营等方面的高素质人才。目前从事煤化工技术研发以及工程应用的人员,大多是从石油化工等其他技术领域转行而来,因此,高素质人才缺乏是对现代煤化工产业发展的一个严峻挑战。
应该看到,在我国现代煤化工示范项目中应用的煤化工技术多数为首次进行大规模工业化,仍存在着以下风险:一是尽管示范阶段在技术上可行,但尚未经过长周期稳定运行的考验。二是目前煤化工的“三废”处理技术尚不十分完善,距离真正的“零排放”仍有不小距离。三是在工程、技术、经济等方面尚未得到充分验证,还需要进一步集成优化和升级示范,距技术完全成熟还有一定的距离。四是现代煤化工产业具有较高的投资强度。例如,煤制烯烃万吨产品的投资约1.6亿元,是石脑油制烯烃万吨产品投资额的3倍~5倍;煤制油万吨产品投资约1.3亿元,是原油炼制万吨产品投资额的8倍~10倍。因此,发展现代煤化工面临的经济风险不可忽视。
从技术上看,一些产业链延伸项目的技术开发尚不成熟,在实施过程中还面临着较大的不确定性,存在技术风险。以煤炭地下气化技术为例,虽已证实技术和工程可行性,但技术尚不成熟,存在一系列有待解决的问题,如气化过程很难控制,冒顶可能严重干扰气化过程,使地下水进入气化带,烟煤加热膨胀产生塑性变形会阻塞气化通道,煤气中的固体颗粒和焦炭会堵塞和腐蚀管道等。就煤制油这一最热门的煤化工项目来说,在世界范围内,还没有完全成熟的科学技术和工业化发展的成功经验。
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