以内循环碳中和为基础的新型煤化工发展分析

＊潘伟亮

（中化商务有限公司 北京 100045）

1.引言

(1)论文的研究背景及研究意义

我国的能源结构以“富煤、贫油低气”为特征。整个石化产业链中的石油、天然气和部分化工产品都需要大量进口。如何改变对进口石油和天然气的强势依赖是我国不可回避的问题。

在我国已探明的能源储量中，石油和天然气储量的占比率很低，世界总储量中，石油仅占1.0%-1.4%，天然气仅占2.0%-2.3%。

截止目前，煤炭消耗量将占58%，天然气消耗量将占10%。我国原油表观消费量与进口量逐年递增；如图1，2020年石油进口占比达71%-73%，天然气消费量与进口量更是攀升，天然气进口占比达41%-43%；解决过度依赖石油和天然气进口的问题对于我国低碳转型非常重要。

图1 我国能源进口依赖度

对我们国家来说，向低碳未来的过渡意味着我们将扬长补短，煤炭是最容易转型的也是必须转变的，煤被化学加工成气液固体燃料和化学产品，煤化工将是未来以及长期必然的选择。

但是，受减碳承诺、碳中和以及环境影响和监管压力，煤化工企业在发展过程中保障经济去碳化，稳定气候仍被视为未衰退的风险。

(2)煤化工发展现状

①我国煤化工发展

目前，传统的煤化工行业面临产能过剩、能源消耗大、利用率低、污染严重等非生产过程浪费及环保等问题，我国明确提出积极利用清洁煤技术发展现代煤炭。

如图2，现代煤化工碳加工和转化工业创新发展促进大规模煤气化、液化、低温合成、多级转化流化床气化和促进催化的气化技术。同时，碳中和、能源与化工消费需求不仅促进了煤炭能源化工一体化技术、高新技术及优化继承、高附加值和高投入的清洁高效创新；也推进了煤化工产业结构的优化和可控的煤化工供应链、信息链和价值链搭建。

图2 煤化工分类

②基于碳中和目标，现代煤化工开拓煤炭新途径

2021年及后期，除新能源技术外，现代煤化工仍将承担并履行更多的碳中和义务。过去5年，我国煤炭消费量下降了约12%，但总消费量仍占主导地位。目前，现代煤炭化学工业正在将煤炭生产能力转变为稀有的清洁油和化学品，显著提高了煤转化效率和产品价值。这不仅是促进供给侧改革的重要途径，而且是实现石化原料多样化和确保我国能源安全的重要途径。

2.现代煤化工迎来发展新机遇

在“内循环”和“供给侧结构性改革”的发展战略下，安全智能、绿色、成熟的煤化工行业正在积极创新能源消费结构的绿色数字化转型，以满足未来对能源供应需求增长和零碳的要求。

(1)煤化工发展更成熟+更清洁+更安全

①煤化工发展更成熟

煤化工创新发展不仅仅是对能源行业的一个转变，也将对其他领域的发展造成影响。首先，实施总量控制的方法推动煤化工项目下的设计产能、总产量、产能利用率；其次，采取价格引导的途径促进产业链进一步降低能耗，向高质量、零排放的方向迈进。

目前，产业规模不断扩大，产业链得到整合和协同。工艺流程缩短、水耗低、副产物丰富、分离精制工艺降级提优；当然，成熟工艺技术只是其一方面。

②煤化工发展更清洁

在大气排放要求上现代煤化工指标优于火电。随着处理水平在不断提高，煤气化工艺方面含硫率为零，NOx、粉尘烟基本实现零排放，良好的工艺使得CO2易于捕封；废水重复利用、准零排放等优+环保指标均已在大型企业示范项目验证。

③煤化工发展更安全

按照园区化、一体化、设备大型化、生产清洁高端化要求，工业运行过程中的软硬安全涉及各个环节，包括工业工艺系统、设备等安全内容。其中，工艺是基础、清洁是核心、安全是保证。识别并抵御安全威胁，减轻各种安全风险，并建立一个连续、安全和可靠的环境。

煤化工设备安全随着3D技术的创新发展更有弹性、成本更低并且消减了无用聚合物产品的产生，使得设备整体成型避免传统工艺焊接所遗留的安全隐患；流程系统安全地部署主被动安全性，监视和预警以及紧急响应措施。该机制的部署增强了动态安全功能。

(2)多压力下煤化工具备较高发展潜力

随着理论和技术的突破，资源量将持续增加，通过科技创新和新技术的应用加速发展现代煤化工，降低现代煤化工相对于石化的成本劣势，并且深度发展的可能性很高。

对周期性行业，“一体化”“规模化”“多元化”是企业实现长期增长，对抗周期的必要路径。单套设备能力更高，能耗、物耗、人工及折旧成本更具优势，规模效应更强；且下游产品多元化程度更高，基于内循环发展，近期国内一些大型化纤企业有意与煤企合作，意在富煤产地投资建设煤基化纤原料项目，助推煤化工产业链延伸，综合优势更为明显。

近年来，在国家具体的政策扶持下，坚持“拓大缩小、增优弃劣”，继续优化分质分级利用、生产和开发布局能力结构，并鼓励企业高质量的增量供应，利于民营企业的业务拓展促进供需动态平衡助力经济大循环。

3.展望

根据“十四五”现代煤化工发展指导意见，如图3，预计2025年末建成煤制气产能150亿立方米，增长35%左右、煤制油1200万吨，增长77%左右、煤制烯烃1500万吨，增长91%左右、煤制乙二醇8百万吨，增长60%左右、长焰煤热解分质分级清洁利用3千万吨，产能规模扩张将打开行业成长空间。

图3 2025年煤化工行业预测

同时，在讨论全球能源趋势时，氢能已成为最热门的发展趋势之一。目前其使用受到限制，但是由于其经济效率和低氢排放量，它具有巨大的潜力。煤气化是用于大规模制氢的成熟的低排放技术。例如氢气是由煤/焦炭或沥青质（类似于焦炭）生产的。大规模的氢气生产和转化将为减少全球温室气体排放做出重要贡献，替代目前难以减少氢气排放的大多数化石能源。