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开发新工艺推动现代煤化工健康发展
2023年19-20期 发行日期:2023-10-12
作者:■ 中国煤炭加工利用协会 阮立军

  近日,六部门联合印发了《关于推动现代煤化工产业健康发展的通知》(以下简称《通知》)。业界普遍认为,《通知》进一步限制了现代煤化工的发展。但事实上,任何一个产业的发展最终还是要靠自身的技术经济成熟度和市场空间,某一政策不足以成为产业发展的决定因素,除非有实际的补贴鼓励,或者有严格的淘汰量化指标。从现代煤化工近几年的进展情况,以及对未来发展的预计,该《通知》可能对产业的影响并不具决定性。

过去几年现代煤化工基本没有大的发展

  发展现代煤化工就是要替代油气产品减少外依,扩展煤炭消费领域和清洁利用途径,这一宗旨完全符合我国以煤炭为主的资源禀赋国情。

  但是经过多年发展,特别是最近几年,煤制油、煤制气、煤制烯烃、煤制乙二醇等产能或产量基本都持平,没有大幅增长,生产负荷也大多不高。

  煤制油由于规模尚小,不可能自建运销系统和加油站,只能在油基产品中添加或混合销售。而目前的产能占消费需求微不足道。间接液化工艺先天不足,投资巨大,自身竞争力严重不足,很难起到替代油基油品的作用,产业整体难以大规模发展,有些项目已经停建或转产。

  煤制气虽然现在经过管网公司,可以避开入管价格的控制,企业已能盈利,但终端城市燃气供销系统仍然非企业所能掌握。目前建成项目稀少,新建、在建项目基本没有。未来可考虑东中部各省自建煤制气项目,不跨省外输和外省销售,省内自用,自己定价。而且中东部地区水资源相对丰富,废渣也便于利用,可以减少污染,既能满足需要,又有经济效益。

  煤制烯烃目前虽然尚有盈利,且超负荷运行,主要缘自市场缺口较大。随着石化产能的释放,其竞争力的劣势将日益凸显。另外,中石化“原油直接制乙烯”工业试验取得圆满成功,百万吨级项目已开始设计。这一技术大幅缩短生产流程,使能耗、碳排放大幅度降低,与石脑油裂解路线相比具有更显著的成本优势,而且还可以提升烯烃产品的占比。因此,未来煤制烯烃能否盈利还存在不确定性,很可能重蹈煤制乙二醇的覆辙。

  前几年煤制乙二醇盈利较好,新建很多项目。但后来由于石化产能释放,市场已趋饱和。由于缺乏竞争力,目前开工率已不到一半。而且其单系列规模较小,工艺流程过长,除非国际油价大涨,否则看不到成本竞争的优势。同时,在品质和纯度上与石化产品还存在差距,未来很难大规模发展。

石化产品即将过剩

  据大多数研究和预测表明,如果石化在建项目大多能按计划建成投产,到“十四五”末,聚乙烯基本饱和,聚丙烯和乙二醇则将过剩。

  这意味着,届时煤制化学品不仅要与石化产品直面竞争,还要面对进口低价产品的竞争。原来存在市场缺口有可能利润空间较大,但市场饱和后,必然变成近乎纯价格的竞争,而现代煤化工显然并不具备与石化产品的竞争能力。

根本原因是自身竞争力不足

  在市场经济中,任何产业的长期发展都应靠自身的竞争力。发展现代煤化工最大的挑战是要与石化产品竞争,而目前最大的问题是投资过大和碳排放。

  目前除直接液化外,现代煤化工的工艺流程基本都是:一要先将煤气化成为一氧化碳和氢,而气化和配套设备投资大、能耗高;二是由于煤中的碳氢比不够,要通过变换工艺增加氢,这不仅要增加投资和能耗,还要消耗大量的水和产生大量的二氧化碳;三是后续还要经过一系列复杂的化合反应,需要大量设备和催化剂,又涉及高耗能等;此外,其三废处理成本高昂。而煤制烯烃和煤制乙二醇甚至不能由合成气直接制取,要经过甲醇和草酸二甲酯,这无疑又增加了固定投资和运行成本。

  整体来说,现代煤化工的单系列产能规模远小于石油化工,而同等产能规模的投资却是石化的多倍。这样相对于油基产品,现代煤化工项目整体投资过大,投资回报周期过长,财务成本和运行维护成本过高。这使得其产品与国内外的同类石化产品相比很难具有竞争力,唯一指望的就是高油价。

  而在可预见的未来,世界范围内油气仍是供大于求。除去政治和人为因素会暂使油价攀升外,在纯经济因素下,大多数研究和预测都是油价将持续低位。而国内煤价受产能、环保、“双控”、“双碳”、保供等多因素的影响,就算动力煤价受控,化工用煤的价格也难以走低。

  现代煤化工目前尚缺竞争性和经济性,表面上看是由于国际油价低迷刺激国内煤价高企,但深层的本质原因是由以气化为龙头的工艺路线与技术特性决定的。

  而煤化工的工艺和原理也决定了未来即使进行技术升级和改造,上述主要工段也不可能取消,因而成本的降低幅度有限,不足以解决根本问题。

  虽然产品向高端化、精细化和多元化发展,但这些产品的市场需求总量都有限,而且同样面临油基高端产品的竞争。另外,煤化工企业在知识产权和技术掌握上也不具优势。

  目前,“双碳”已开始加紧落实。虽然现代煤化工的二氧化碳在原料化利用上技术可行,但与其需投入和运行成本相比,能否盈利还未知。而产业化之前,在碳减排方面的众多举措目前看都将增加成本,这无疑使现代煤化工的竞争力更加不足。

  综上所述,现代煤化工作为新兴产业,在还未成熟产业化的时候,又面临油价、工艺、“双碳”等诸多因素的制约,其未来的盈利难言乐观。

《通知》对产业的影响有限

  《通知》的出台,笔者认为应该是为了保供优先,特别是在煤炭不足或调入地区不应为了现代煤化工项目用煤而影响保供。

  现代煤化工产能和产量近年连续未见明显增长,说明产业已停滞不前。产能没有明显增长说明行业内外对现代煤化工普遍投资意愿不足,对未来发展不乐观;产量没有明显增长说明产品市场竞争力不足,市场占有能力欠缺。

  另一方面,未来也看不到大幅增长的投资欲望。因此,即使没有类似《通知》的限制,现代煤化工产业短期内也不会有太大发展,更不可能大幅增加其煤炭消耗量。

  目前,现代煤化工产业处境比较尴尬。一方面需要保证煤炭来源,同时还要受到环保、水资源、碳排放等诸多限制;另一方面是自身没有竞争力,鲜有新建项目,建成项目又无法直接转产,只能保持低开工率。

  发展现代煤化工的目的和意义在于利用我国丰富的煤炭资源作为原料,生产目前需要大量外依的油气和化学品,保障能源安全。这无疑是正确的,也是坚定不移的发展方向。广大科技工作者和产业人员也为此付出了极大的努力,并取得了巨大的成绩。但现代煤化工最大的挑战就是要与国产油制品、进口原油国内制品、进口制成品等多方竞争,产业要发展必须依靠自身的竞争力实现盈利。

  目前新建和在建现代煤化工项目屈指可数,未来产业整体煤炭消耗量不会有大幅增加,除已建成的个别地区外,应该不会对保供产生明显的影响。

  如果已建成的项目不能进一步增强竞争力,随着石化产品的日趋饱和,今后的产量和开工率有可能还会降低,进而影响新建项目的积极性,现代煤化工产业有可能继续停滞甚至萎缩。

  因此,现代煤化工产业未来的发展终归是由其自身决定的,《通知》不会对产生根本的影响。

产业需要换代性变革

  长远看,现代煤化工要想生存乃至发展,应该在工艺和流程上进行本质的变革。最根本的就是放弃现有的以气化为龙头的流程,开发类似直接液化的“煤直接转化”工艺,由煤直接制取各类产品,去掉气化、变换、合成等工段。这样才有可能大幅减少投资,扩大单系列产能,降低整体和单位成本。

  煤化工还有一个最大的不足,就是煤中的碳氢比太低,不论什么工艺都必须额外补充氢。最好的方式是利用绿电制氢,可以考虑与电力单位合作,争取利用弃风弃光的电,这样既可以削峰错谷,又可能取得最低电价;甚至可以考虑自建风光电场,与自备火电相配合,以达到最佳的效果和成本,同时还能大幅减少碳排放。

  现代煤化工其实已经到了何去何从的时候。从客观来看,除非极端情况,国家另有支持措施外,在纯市场经济条件下,在现有工艺和流程下,在目前的条件制约下,现代煤化工很难与石化产品竞争。甚至可以说,经过多年的示范与实践,验证了以气化为龙头的现代煤化工在技术上可行,但经济上可行性差强人意。

  任何产业和企业,如果不能盈利,自然就无法生存与发展。现代煤化工到了当断则断之时,要么转产转型,要么开发全新工艺技术,否则将来的发展仍会困难重重。

  因此,现代煤化工必须要进行本质的变革,甚至重新开发新的工艺与技术。一是开发类似直接液化的“直接法”工艺,一步制取终端产品;二是尽量利用“弃风弃光”来制取绿氢,争取最低的成本;三是将变换工段产生的二氧化碳作为原料继续生产化学品,既减排又创收,争取达到利润的最大化。


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