煤化工产业迎难而上 助力实现“双碳”目标

攻克一系列重大技术难题、形成较为完整的产业体系、综合科技实力国际领先……基于丰富的煤炭资源，我国现代煤化工产业不断发展壮大，技术创新水平走在世界前列，为能源保障提供了重要支撑。面对碳达峰、碳中和“双碳”目标的提出，现代煤化工行业面临的能源利用率低、碳排放规模大等问题愈加凸显。专家认为，应切实把煤炭清洁高效开发利用作为能源转型的立足点和首要任务，加大对现代煤化工颠覆性技术的研发，让现代煤化工在“清洁低碳、安全高效”的能源体系框架下发展，让煤化工产业链低碳化助力“双碳”目标实现。

现代煤化工不负使命担当

我国资源禀赋具有缺油少气煤炭资源相对丰富的特点，煤炭占一次能源消费比例达56.8%，适度的发展现代煤化工产业是实施能源替代发展、保障国家能源安全的一个重要举措。

“总体来看，我国现代煤化工产业取得长足进步，形成较完整的产业体系，综合科技实力保持国际领先水平。‘十三五’末，现代煤化工已经与传统石油化工形成互为补充、协调发展的格局。”工业和信息化部原材料工业司副司长余薇说。

数据显示，截至“十三五”末，我国煤制油年产能达823万吨，煤制天然气年产能达51亿立方米，煤(甲醇)制烯烃年产能达到1672万吨。与“十二五”末相比，这些主要煤化工产品产能实现大幅增长。

我国现代煤化工项目主要布局在14个大型煤炭基地和9个大型煤电基地内，培育了宁东能源化工基地、鄂尔多斯能源化工基地、榆林能源化工基地等多个煤炭深加工产业集聚区。大多数现代煤化工项目包含煤炭开采、现代煤化工等上下游关联产业，有的还与石化、电力等产业实现多联产，减少了污染排放。

中国石油和化学工业联合会会长李寿生说，我国攻克了一系列重大技术难题，开发出一大批关键技术，建设了多个现代煤化工示范工程。“十三五”以来，随着国家能源集团108万吨煤直接液化和400万吨煤间接液化、大唐克旗煤制天然气等工程稳定运行，第三代甲醇制烯烃技术等创新成果捷报频传，我国现代煤化工无论从创新能力、产品结构、产能规模，还是从工艺技术管理和装备制造等方面都走在了世界前列。

但与此同时，煤化工产业的发展仍存在一定差距，特别是面对“3060”碳达峰、碳中和的要求，现代煤化工产业的发展还任重道远。

“十四五”期间，石化化工产业产品的需求增速总体可能趋缓，特别是大宗化工产品将达到产能的天花板，而且资源能源和生态环境的强约束，国家对碳达峰、碳中和的硬要求，人民群众对安全生产的新期盼，这些都对行业发展提出了更高要求。

绿色低碳转型十分迫切

“煤炭在我国能源安全中仍起着‘压舱石’作用。要立足这一基本国情和发展阶段，在保障能源供应安全的前提下进行低碳转型，多元发展能源供给，提高能源安全保障水平，科学研究二氧化碳过量排放问题的系统性解决方案。”中国工程院院士谢克昌说。

煤炭的清洁高效利用，不仅是我国实现经济发展的历史使命，而且也是化学工业可持续发展的重大责任。我国现代煤化工产业因为自身的特点，在新形势下还面临着许多尖锐挑战。

李寿生说，“双碳”目标提出后，现代煤化工面临更大减排压力。据测算，煤间接液化制油、煤直接液化制油、煤制烯烃和煤制乙二醇，吨产品二氧化碳排放量分别约为6.5吨、5.8吨、11.1吨和5.6吨，未来二氧化碳的处置费用将直接增加企业的运营成本，部分产品将失去竞争力。

现代煤化工产业集中的地区，恰是水资源短缺的地区，随着煤化工产业规模越来越大，水资源瓶颈日益凸显。黄河中上游的山西、陕西、内蒙古、宁夏四省区煤炭资源占全国的67%，但水资源仅占3.85%。陕西、内蒙古、宁夏现代煤化工项目用水依赖黄河，由于黄河来水减少，而项目用水量不断增加，今后水资源供需矛盾将更加突出。

由于尚未从高端化、差异化上解决同质化问题，现代煤化工产业被产品雷同、产能过剩、无序竞争等问题所困扰。煤制油项目同业竞争激烈，导致产品价格持续走低，加剧了生存压力。煤制烯烃项目产品以中低端为主，双烯产品集中在一些通用料或中低端专用料品牌上，高端专用料牌号基本空白。煤制乙二醇项目的产品结构单一，已建成的项目通常以乙二醇为主打产品，下游用于聚酯消费的占比高达95%。

煤耗大、固废难处理、碳排放问题突出，现代煤化工面临的环境治理难题亟待解决。我国实行更严格的水资源管理、节能减排、环境监管政策，对各省区市提出相应控制指标，对水资源“三条红线”进行全面管控，对能源消费将实行总量和强度双控。部分地区出台了大气联防联控区域治理方案，严格限制新增化工产能。同时，要求现有现代煤化工企业的污染物排放总量必须连年大幅下降，企业无法扩大规模。

颠覆性技术创新拓展发展空间

在近日召开的中国能源“金三角”“十四五”区域协同发展论坛上，中国石油和化学工业联合会联同能源“金三角”地区17家化工园区发布了绿色协同发展倡议，通过探索构建能源“金三角”协同发展新机制，共同破解同质化无序竞争等难题，适应环境及减排约束趋紧等要求，推进区域产业互动、互融、互补、互联，促进现代煤化工由“小而全”向“专而精”转变。

业内专家指出，为应对即将到来的碳达峰和碳中和，现代煤化工行业必须提前谋划，努力走出一条高碳产业低碳排放、二氧化碳循环利用的新路子。通过颠覆性技术创新，突破源头减排和节能提效的瓶颈，以科技创新推动下游化工产品向精细化、高附加值方向发展，降低二氧化碳排放并开拓二氧化碳资源化利用新路径，进而争取持续发展空间。

一是开创煤制烯烃、芳烃终端产品高端化、差异化的新突破。开发合成气直接催化合成烯烃、芳烃、支链烷烃以及醇类含氧化合物技术;开发新牌号聚烯烃树脂;开发高端C3/C4下游衍生化学品。

二是开创煤直接生产化学品技术的新突破。未来应开发能直接和充分利用煤炭中的环状有机化合物的技术，如煤炭直接制芳烃技术、从煤中直接提取高附加值医药中间体和精细化学品技术等。

三是开创二氧化碳资源化利用的新突破。要利用生产过程中排放二氧化碳纯度较高的特点，积极开展捕集、封存和资源化利用。特别是在小分子化合物、高分子材料、与环氧化物的共聚反应等方面有所突破，尽快找到资源化利用的技术路径。

四是开创煤炭分质利用技术的新突破。要探索以清洁高效热解为龙头分质转化为高级能源和高附加值化工产品的新技术，如煤炭清洁高效催化热解技术、煤焦油提取高附加值精细化产品及制特种高级油品和芳烃技术等。

五是开创现代煤化工绿色节能节水新工艺技术的新突破。现代煤化工是水和能源消耗大户，要加快绿色转型，降低单位产品的能耗、水耗，强化废水、结晶盐的处置，进一步提高清洁生产水平。