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谨慎发展煤制气,严格限制煤制油
记者:请您详细谈谈对现代煤化工的看法和建议。
金涌:发展现代煤化工要以煤炭清洁高效转化为目标,以燃料向原料转变为重点,以煤炭分质分级利用为方向。规模化发展煤制烯烃、煤制芳烃和煤制乙二醇,谨慎发展煤制气,严格限制煤制油。
这是因为,相比石油和天然气,现有技术条件下,煤炭再怎么转化,都没有石油天然气化工更清洁、更节能,必须瞄准能够使煤炭高效清洁转化的前沿技术进行联合攻关,才能最终打破制约煤化工健康发展的环境影响大、能耗高这一瓶颈问题,促进行业健康可持续发展。
而从几大现代煤化工产品市场供需格局看,中国烯烃年缺口达上千万吨,芳烃及乙二醇缺口也均在数百万吨,巨大的需求和供需缺口,使这些产品暂无产能过剩之虞。且与石油路径相比,即便在目前较低的油价情况下,煤制烯烃、芳烃、乙二醇与石脑油路线相比仍然具有一定的成本优势,具备规模化发展的条件。
煤制油则不然。按热值计算,1吨油比1吨标煤高30%。但以目前的工艺技术,4~5吨煤才能生产1吨油品,无论经济效益、能量转换效率都较低。加之生产过程还要排放大量二氧化碳,如果“十三五”期间开征碳税,同时严格加征燃油消费税,在油价中短期仍将低位运行的情况下,煤制油项目将很难盈利。因此,不能再扩大煤制油规模,而应将其作为战略性技术储备,搞几套工业化示范试验装置,由国家给予一定补贴,养着这些项目,支持其技术优化升级,以备特殊情况(比如战争)发生时,能够迅速形成应有的规模,保障国家战略安全。
退一步讲,即便要搞煤制油,也不能再搞普通的燃料油,而应搞航油、基础油、润滑油、超硬蜡等高端特色且是石油化工难以生产的油品,以增强项目的盈利能力。
另外,若从治理雾霾及社会综合效益考虑,与其发展煤制油,还不如发展煤-甲醇-油品改良剂更合理。比如煤经甲醇生产聚甲氧基二甲醚(DMMn)。目前,机动车尾气对PM2.5的贡献率近三分之一,而导致机动车尾气对PM2.5贡献率高的重要原因,是国产柴油的十六烷值较低、燃烧不充分。但若向柴油中加入含氧的聚甲氧基二甲醚,就能显著提升柴油十六烷值和燃净率,减少颗粒物排放和PM2.5产生。
至于煤制天然气,应坚持能进口尽量进口、谨慎发展的原则。虽然单从能源转化效率看,煤制气在几条现代煤化工路径中是比较高的,但其市场需求及项目的经济性存在较大变数。我国目前仍有数亿吨煤用于散烧,是主要的燃煤污染源,特别是城乡结合部、中小城镇,应是防止燃煤污染的重点。若将煤制气用于包括上述领域的居民燃气,则燃煤污染会大大减轻,关键是控制好价格。其居高不下的价格将很难被老百姓接受;若将煤制天然气用于发电,其能源利用效率、经济环保等综合效益还不如进口天然气发电,甚至比不上煤直接燃烧发电。
目前,全球天然气价格步入下降通道,国产天然气与进口气价格已经出现倒挂,煤制天然气风险正在增大,市场呈现的这些新特征应引起投资者警觉。
更何况,国内已经上马或将要建设的煤制天然气项目,基本与美国大平原煤气化厂所用的合成气甲烷化技术(即两步法技术)趋同。该技术路径的短板是:为了从气化气中获得较多甲烷,煤制气企业普遍采用鲁奇炉。而鲁奇炉最大的问题,就是运行过程会产生大量含酚、焦油等污染重、难处理的废水。这已经成为制约煤制气项目正常运行、盈利的一大瓶颈。建议新建项目眼光放远,尽可能采用先进环保的新工艺。
煤炭分质分级利用前景更加广阔
记者:您在许多场合都提到应将低阶煤炭(褐煤、长焰煤等)分质分级利用作为发展煤化工的总方向,理由是什么?
金涌:这是因为,第一,以低阶煤热解为龙头的煤炭分质分级利用,先通过温和的物理方式,将煤中轻质易挥发也是附加值高的部分“拔”出来,剩余部分该怎么用还怎么用。这符合高质高用、低质低用的客观规律,已经被公认为褐煤等最合理的利用路径和煤炭清洁高效利用的方向,包括美国、德国、日本、匈牙利、前苏联等国家均在开发相关技术。
第二,自上世纪80年代以来,中国的低阶煤热解技术得到了飞速发展,煤炭分质利用拥有良好的技术与产业基础。
第三,科技部已经将百万吨低阶煤定向热解制高品质焦油及煤气确定为“十三五”重大科技攻关项目,要求2020年以前取得突破,建成百万吨级工业化示范装置,表明煤炭分质分级利用得到国家高层认可,拥有了政策基础。
第四,以煤热解为龙头的煤炭分质分级利用,在提取了包括煤焦油、煤气等轻质高附加值组分后,还能方便地与传统煤化工、现代煤化工、超超临界发电等煤的所有应用领域实现耦合。同时开发重焦油裂解的等离子法制乙炔技术等,即解决了污染问题,而且也有比较好的经济效益,从而构筑起跨行业发展的大煤化工构架,使煤炭高效利用的途径更加丰富、前景更加广阔。
第五,实际上煤的最佳利用方案仍然是超超临界发电,发展先进蓄电池和直插式电动车,统一电池规格,施行电池租赁,使用后的乏电池夜间充电,缓解电网峰谷波动,可能是即大幅节能,又大幅度减少石油资源不足的最佳途径。
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