煤炭深加工发展及我国的产业政策
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煤炭深加工发展及我国的产业政策
编者按:目前,煤炭是我国的主要能源,如何开发、利用好煤炭资源成为解决我国能源问题,构建可持续能源体系的首要任务。近年来,作为实现煤炭清洁高效综合利用的重要手段,我国煤炭深加工技术在研发和工业化示范等方面都取得了很大成绩,为此我们对国内外煤炭深加工产业发展及我国的产业政策分两期进行介绍,供参考。
煤化工主要是指以煤为原料,经过一系列物理、化学加工,使煤转化为各种燃料及化学品的过程,包括煤的热解、气化、液化等领域。煤炭深加工是煤化工今后转型升级的方向,即在现有煤化工产业基础上,以技术创新为手段,通过对煤炭加工转化多种单项技术进行耦合、集成,联产生产多种清洁燃料、化工原材料以及热能、电力等产品,从而实现煤炭资源的综合利用,提高煤炭转化效率。
18世纪后半叶,工业革命带动炼铁用焦炭需求量大增,焦炭工业应运而生。18世纪末,煤开始用来生产民用煤气,首先用于欧洲城市的街道照明。19世纪,炼焦副产焦油的利用水平进一步提高,成为多种有机化学品、药品的主要原料。20世纪初期,煤炭加工转化技术发展较快:1913年,柏吉斯(Bergius)成功地由煤直接液化制取液体燃料,并因此获得
了1931年的诺贝尔化学奖; 1923年,德国科学家费雪(Fischer)和托普斯(Tropsch)发现由一氧化碳加氢合成液体燃料的费托合成反应;低温干馏技术发展也较快,所得半焦可作为民用无烟燃料,焦油进一步加氢生产液体燃料。
20世纪上半叶,德国是煤化工产业发展的代表性地区,1927年,在莱那(Leuna)建立了世界上第一个煤直接液化工厂,年产油品10万吨,在1936年~1943年间,又有11套装臵建成投产,到1944年总生产能力达到400万吨/年。1936年,以费托合成为核心的煤间接液化技术实现了工业生产,年产量7万吨,到1944年产能达到60万吨/年。二战期间,德国的煤制油工厂为其提供了约2/3的航空用油和50%的汽车及装甲车用油。20世纪50年代,南非因实施种族歧视政策受到国际社会石油禁运的制裁。为解决液体燃料供应问题,南非Sasol公司1955年建成Sasol-Ⅰ厂,产能25~40万吨/年,随后又在70年代和80年代建设了Ⅱ厂和Ⅲ厂,每年可将4600万吨煤炭转化为760万吨油品和化学品,其中油品产量约500万吨,占南非燃料油总消费量的30%。
随着20世纪50年代中东地区大量廉价石油的开发,煤加工转化技术开发和工业化发展势头减弱。上世纪70年代石油危机后,煤炭加工转化领域,特别是生产液体燃料技术的开发又活跃起来,出现了许多新工艺技术:直接液化方面有美国的溶剂精炼法(SRC)、氢煤法(H-coal)以及在此基础
上发展的HTI工艺、供氢溶剂法(EDS),德国液化新工艺(NewIG),日本新能源开发机构液化法(NEDOL)等;间接液化方面有南非沙索(Sasol)公司技术,荷兰壳牌公司天然气制油工艺(SMDS),美国Mobile公司甲醇制汽油技术等;甲醇制烯烃方面,美国环球石油公司(UOP)和挪威海德鲁公司(Hydro)、中国科学院大连化学物理研究所均开发了甲醇制烯烃技术;合成气制乙二醇方面,美国UOP公司、日本宇部兴产、美国联碳公司、中国科学院福建物质结构研究所等进行了大量研究,开展部分试验;煤制醋酸成功实现工业化;德国鲁奇公司开发了甲烷化工艺技术,美国于1984年建成世界首个煤制天然气工厂(大平原合成燃料厂),年产13亿方天然气/年,一直运行至今。
进入21世纪后,国际油价逐渐升高,国内科技创新体制不断完善,国家科研投入大幅提高,我国煤化工技术研发及产业化取得了显著进步。神华集团在日本NEDOL工艺和美国HTI工艺的基础上,开发出神华煤直接液化工艺技术,并在鄂尔多斯建成世界唯一的百万吨级煤直接液化装臵,打通了全部流程;伊泰集团和潞安集团16万吨/年煤间接液化等装臵陆续建成并逐渐实现连续满负荷稳定运行,其中伊泰煤制油厂在今年经过性能考核,吨油煤耗、水耗,催化剂产油能力、产品选择性等指标优异,处于国际前列水平;中科院大连化学物理研究所开发了DMTO技术,采用该技术建设的
神华包头60万吨煤制烯烃项目已于2010年8月一次投料试车成功,成为世界首套大型煤制烯烃装臵。目前,大连化物所又公开发布其研发的第二代DMTO技术,烯烃的选择性比一代技术有明显提高;采用中科院福建物质结构所技术建设的内蒙古通辽20万吨/年煤制乙二醇项目于2009年12月成功投产,结束了只能采用石油技术路线来生产乙二醇的历史;内蒙古克旗大唐40亿立方米/年煤制天然气项目一期工程于2012年7月建成并打通流程,目前正在进行试生产。
我国一直致力于推动煤炭生产和利用方式变革,促进煤炭清洁高效利用,积极引导和规范煤炭深加工产业的科学有序发展。金融危机以来,针对一些地区出现的部分产业(包括煤化工)低水平重复建设的问题,2009年9月,国务院下发了《国务院批转发展改革委等部门关于抑制部分行业产能过剩和重复建设引导产业健康发展若干意见的通知》(国发[2009]38号),有效遏制了煤化工产能过剩和重复建设。但受技术突破和部分示范项目实现商业化的影响,很多地方发展煤化工,尤其是现代煤化工的积极性仍然较高,为把各方面的积极性引导好,发挥好,国家发展改革委于2011年3月下发了《关于规范煤化工产业有序发展的通知》(发改产业[2011]635号),全面贯彻落实国务院通知精神,明确国家发展改革委、国家能源局将编制规划和产业政策,对产业今后发展进行调控和引导。
2011年以来,国家发展改革委、国家能源局总结了近年来产业发展的经验教训,梳理、研究了各方面的观点和意见,分析了国内外先进洁净煤技术发展趋势,在统一思想、形成共识的基础上,组织编制了《煤炭深加工示范项目规划》和《煤炭深加工产业发展政策》,主要包括以下内容:(一)指导思想和原则。深入贯彻落实科学发展观,统筹规划、合理布局,通过煤炭深加工示范项目建设,抢占未来技术制高点,加快先进技术产业化,推动传统煤化工产业升级和结构调整,促进煤炭利用方式的变革,探索符合我国国情的高效率、低排放、长产业链、高附加值的煤炭深加工产业发展道路。做好战略技术储备,掌握应对国际能源形势变化的主动权。“十二五”时期,煤炭深加工示范工作应坚持升级示范与传统煤化工结构调整相结合,坚持产业发展与总量控制、提效减排相结合,坚持煤炭高效利用与提高产品附加值相结合,坚持单项技术发展与系统优化、集成相结合。
(二)发展目标。通过示范项目建设,探索和开发一批具有自主知识产权的先进煤炭深加工技术并实现产业化,产业技术水平大幅提升,能源转化效率进一步提高,对生态环境的负面影响进一步降低,形成若干集煤炭开发、加工转化、电力、化工于一体的大型综合性能源基地和能源企业;产业科技创新和自我发展能力增强,形成包括科技研发、工程设计与建设、生产运营、人才培养与队伍建设在内的完整产业