从国家能源战略角度关注煤炭热解产业

众所周知,中国能源基本特征是贫油少气富煤。从未来能源需求结构的变化看,IEA数据显示,到2030年中国石油消费量将达到10.5亿吨标油,天然气消费量将达到2.76亿吨标油(3340亿方)。即使中国石油产量能够保持在现有的2亿吨(多数预测认为2030年左右中国石油产量将下降到1亿吨以下),石油的进口量将可能高达9亿吨,石油的自给率将不到20%。如在资源储量方面没有重大突破,天然气的生产量也不可能有大的提升,天然气的自给率大体将会和石油相当。考虑到这些预测数据显著地低于过去10年的平均增长率,如果实际的能源需求超过前述的预测,油气资源的自给率将会进一步下降。因此,如何克服油气资源不足,确保液体燃料、气体燃料和化工原料供给是国家能源安全的关键。

为确保国家能源安全,积极“走出去”努力开发国际油气资源是完全必要的,但更应考虑立足国内煤炭资源,走中国特色的能源安全之路。其中,煤化工产业是将煤炭转换为液体燃料、气体燃料和化工原料的基本途径,因而也是确保液体燃料、气体燃料和化工原料供给,保障国家能源安全的基础。正是在这样的背景下,2000年以来,我国掀起了以煤炭气化和直接液化为主要技术路线的煤化工产业发展热潮。短短数年间,在“逢煤必化”的区域经济发展目标和巨大投资能力的推动下,煤化工产业发展的重点经历了煤基甲醇、煤基二甲醚、煤制油、煤基甲烷的快速移动,并正在向煤基烯烃领域汇聚。受市场容量、技术发展成熟程度以及煤资源利用本身的特点制约,在上述各领域中,均在不同程度上出现了多方面的问题。尤为突出的是高水耗、高能耗、温室气体排放与我国力图转变发展方式的战略存在明显冲突;技术层面、供求状况也出现了不少问题。基于这些问题,国家发展和改革委员会收紧了煤化工产业政策。当前,煤化工产业发展正处在一个十字路口。

值此之际,本期刊发的一组论文为我国煤化工产业发展提供了一种新的选择。

煤的热解(俗称“干馏”)是指煤在隔绝空气条件下进行加热,生成煤气、焦油和半焦三种形态的产品。焦油加氢可生产汽油、柴油等石油代用品。煤气是清洁燃料和化工合成气的原料气。半焦是优质无烟燃料,可作为民用燃料及电石、铁合金、炼铁高炉喷吹料,也是优质的气化用原料、吸附材料。

煤炭中低温热解的最大优势是低能耗、低水耗、低环境消耗、低成本、多联产,在实现煤炭对油气资源可替代的同时,又不影响发电等传统燃煤产业对煤炭的需求,实现煤炭、电力、石油、天然气、化工等产业的协调发展。在采用较成熟先进技术的条件下,中低温热解至少可以从原煤中获得20%左右的油气和50%的产品半焦(扣除了过程加热用半焦)。按此计算,我国15亿吨左右燃料用煤如果有50%在燃烧之前进行中低温热解,将生产油气1.5亿吨!这对我国能源安全的意义将是不言而喻的。

当然,要充分发挥煤炭热解产业在国家能源安全中的战略作用,大规模发展煤炭热解产业,还有许多问题需要解决。其中,最为重要的是在明确煤炭热解产业战略意义基础上,将煤炭热解产业归类于洁净煤技术给予扶持,尽快建立产业化示范基地,着力解决三个问题:一是用先进热解技术逐步替代传统技术,提高热解的油气综合产出率并解决生产装置大型化、国产化问题。二是改变煤炭的使用方式,逐步在下游发电等产业中以半焦替代煤炭作为燃料。三是开发半焦净化装置替代现有的电厂脱硫和烟气净化装置,以系统地降低煤炭使用过程形成的污染。

多年来,每当新的技术和新的产业机会出现时,一哄而上,攻城掠地,重复建设,而后问题重重、破产淘汰、拖累银行几乎成为中国产业发展的基本模式。我们期望煤热解产业能够避免重蹈覆辙,产生一种新的产业发展模式。