轉(zhuǎn)型升級(jí)是當(dāng)下中國(guó)經(jīng)濟(jì)的熱門(mén)話(huà)題。神木作為成長(zhǎng)型的資源型城市,面對(duì)原煤價(jià)格大幅下滑、傳統(tǒng)煤化工(焦炭、合成氨、電石、甲醇等)產(chǎn)能過(guò)剩、新興產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)等嚴(yán)峻形勢(shì),如何選準(zhǔn)轉(zhuǎn)型發(fā)展的突破口,獲取持續(xù)發(fā)展的新動(dòng)力,進(jìn)入優(yōu)質(zhì)高效發(fā)展的新境界?在深入研究能源化工產(chǎn)業(yè)政策、前沿技術(shù)、發(fā)展動(dòng)態(tài)的基礎(chǔ)上,我們深切感到,神木正面臨現(xiàn)代煤化工(煤制油、煤制烯烴、煤制醇醚、煤制天然氣等)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的難得機(jī)遇,集中力量予以突破,必將迎來(lái)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的新飛躍。
一、加快發(fā)展現(xiàn)代煤化工的動(dòng)因與條件
首先,這是積極應(yīng)對(duì)煤炭市場(chǎng)過(guò)剩和大氣污染治理,實(shí)現(xiàn)資源清潔高效利用的需要。我國(guó)是一個(gè)富煤、缺油、少氣的國(guó)家,煤炭在一次能源結(jié)構(gòu)中的比重達(dá)70%以上。過(guò)去十年,我國(guó)煤炭產(chǎn)量高速增長(zhǎng),2012年達(dá)到36.6億噸,是2002年的2.63倍。產(chǎn)能過(guò)快增長(zhǎng),經(jīng)濟(jì)增速放緩,加上進(jìn)口煤炭沖擊,煤炭市場(chǎng)已進(jìn)入供過(guò)于求的時(shí)代。目前國(guó)內(nèi)煤礦建成和在建產(chǎn)能為40億噸以上,每年凈進(jìn)口煤炭約2.5億噸,而全國(guó)煤炭消費(fèi)僅35億噸左右。
大規(guī)模的煤炭開(kāi)發(fā)利用帶來(lái)了嚴(yán)峻的環(huán)境問(wèn)題。據(jù)測(cè)算,燃煤排放的SO2占總排放量的90%,NOX占75%,總懸浮顆粒占60%,CO2占75%。治理霧霾,煤炭首當(dāng)其沖。2013年9月,國(guó)務(wù)院印發(fā)《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》,明確提出加快調(diào)整能源結(jié)構(gòu),控制煤炭消費(fèi)總量,推進(jìn)清潔能源替代利用。到2017年煤炭占能源消費(fèi)總量比重降低到65%以下,京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角等區(qū)域力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)煤炭消費(fèi)總量負(fù)增長(zhǎng)。加大天然氣、煤制天然氣、煤層氣供應(yīng),到2015年新增天然氣干線(xiàn)管輸能力1500億立方米以上,覆蓋京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角等區(qū)域,到2017年基本完成燃煤鍋爐、工業(yè)窯爐、自備燃煤電站的天然氣替代改造任務(wù)。
產(chǎn)能過(guò)剩、限制燃煤的雙重壓力,逼迫我們加快煤炭的加工轉(zhuǎn)化,實(shí)現(xiàn)清潔高效利用。發(fā)展現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè),將煤炭轉(zhuǎn)化為氣體燃料、液體燃料和化工產(chǎn)品,不僅可以解決煤炭直接燃燒帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題,還可以替代石油和天然氣化工,保障國(guó)家能源安全,具有廣闊的發(fā)展前景。
第二,現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)政策日漸明晰,技術(shù)走向成熟,正在迎來(lái)大發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期。國(guó)家“十二五”規(guī)劃綱要指出,要“發(fā)揮資源優(yōu)勢(shì),實(shí)施以市場(chǎng)為導(dǎo)向的優(yōu)勢(shì)資源轉(zhuǎn)化戰(zhàn)略,在資源富集地區(qū)布局一批資源開(kāi)發(fā)及深加工項(xiàng)目,建設(shè)國(guó)家重要能源、戰(zhàn)略資源接續(xù)地和產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)。”“提高能源就地加工轉(zhuǎn)化水平,減少一次能源大規(guī)模長(zhǎng)距離輸送壓力。”“有序開(kāi)展煤制天然氣、煤制液體燃料和煤基多聯(lián)產(chǎn)研發(fā)示范,穩(wěn)步推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。”
2011年3月,針對(duì)一些地區(qū)盲目規(guī)劃無(wú)序建設(shè)問(wèn)題,國(guó)家發(fā)改委曾發(fā)出《關(guān)于規(guī)范煤化工產(chǎn)業(yè)有序發(fā)展的通知》,提出要合理開(kāi)發(fā)和利用好寶貴的煤炭資源,走高效率、低排放、清潔加工轉(zhuǎn)化利用的現(xiàn)代煤化工發(fā)展之路,“十二五”重點(diǎn)組織實(shí)施好現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)的升級(jí)示范項(xiàng)目建設(shè)。2012年5月發(fā)布的《煤炭深加工示范項(xiàng)目規(guī)劃》確定了15個(gè)煤化工示范項(xiàng)目,主要分布在新疆、內(nèi)蒙、陜西、山西、寧夏等西部省區(qū)。其中榆林兩個(gè),即兗礦集團(tuán)、延長(zhǎng)石油集團(tuán)的100萬(wàn)噸煤間接液化項(xiàng)目,神華集團(tuán)、陜西煤化、陶氏公司等建設(shè)的煤化電熱一體化項(xiàng)目。未來(lái)5年,煤化工示范項(xiàng)目總投資近5000億元。
經(jīng)過(guò)近年發(fā)展,我國(guó)煤制油、煤制烯烴、煤制醇醚、煤制天然氣等關(guān)鍵技術(shù)均已取得突破,現(xiàn)代煤化工技術(shù)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用處于世界前列。神華包頭60萬(wàn)噸/年煤制烯烴項(xiàng)目、神華寧煤和大唐多倫50萬(wàn)噸/年煤制烯烴項(xiàng)目、神華集團(tuán)108萬(wàn)噸/年煤直接液化項(xiàng)目、伊泰集團(tuán)16萬(wàn)噸/年煤間接液化項(xiàng)目、潞安集團(tuán)16萬(wàn)噸/年煤間接液化項(xiàng)目均已建成投運(yùn)。
隨著煤化工技術(shù)的成熟,以及國(guó)際油價(jià)、煤炭市場(chǎng)的變化,國(guó)家對(duì)現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目的審批開(kāi)始松動(dòng)。截至2013年10月,已獲得路條的現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目達(dá)16個(gè),包括9個(gè)煤制氣項(xiàng)目(640億m3)、5個(gè)煤制烯烴項(xiàng)目(300萬(wàn)噸)、2個(gè)煤制油項(xiàng)目(580萬(wàn)噸)。其中有14個(gè)路條于2013年獲得。權(quán)威專(zhuān)家指出,今后十年將是煤化工發(fā)展的黃金期。
第三,神木發(fā)展現(xiàn)代煤化工具有其它地區(qū)難以匹敵的優(yōu)勢(shì)。煤炭資源是發(fā)展現(xiàn)代煤化工最重要的核心要素,資源儲(chǔ)量和品位決定煤化工產(chǎn)業(yè)鏈的戰(zhàn)略投資價(jià)值和路徑選擇。神木地處國(guó)家級(jí)能源化工基地核心區(qū)域,煤炭探明儲(chǔ)量500億噸,年采煤量已超過(guò)兩億噸,符合煤化工布局中最重要的產(chǎn)地原則。神木煤固定碳高、揮發(fā)分高、化學(xué)活性高、熱穩(wěn)定性好、粘結(jié)性弱、灰分低、有害物質(zhì)(硫、磷)少,是優(yōu)質(zhì)的氣化用煤、液化用煤、干餾用煤和水煤漿用煤,這無(wú)疑對(duì)投資者具有很強(qiáng)的吸引力。以煤干餾技術(shù)為起點(diǎn)的蘭炭、電石、尾氣發(fā)電、聚氯乙烯等傳統(tǒng)煤化工產(chǎn)業(yè)已形成集群,煤焦油加氫、1,4-丁二醇等現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目陸續(xù)上馬建設(shè)。民營(yíng)資本積累已達(dá)相當(dāng)規(guī)模,神華集團(tuán)、陜煤集團(tuán)、延長(zhǎng)集團(tuán)等大型國(guó)有企業(yè)在神木有多個(gè)煤、電、化工項(xiàng)目,且創(chuàng)造了合作發(fā)展混合所有制經(jīng)濟(jì)的成功范例。
但神木目前煤化工發(fā)展也存在一些突出問(wèn)題,如縣級(jí)缺乏有實(shí)力的投資主體、民營(yíng)企業(yè)難以承擔(dān)大項(xiàng)目、大項(xiàng)目向周邊園區(qū)流失等,亟待予以解決。
二、神木現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的思路探索
綜合考察我國(guó)現(xiàn)代煤化工技術(shù)開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展,有以下幾個(gè)趨勢(shì)值得加以重視:
一是科學(xué)布局、重點(diǎn)示范、有序發(fā)展。現(xiàn)代煤化工是資源、技術(shù)、資金密集型產(chǎn)業(yè),國(guó)家強(qiáng)調(diào)有序發(fā)展現(xiàn)代煤化工,就是要根據(jù)資源探明儲(chǔ)量、儲(chǔ)采率、水富余量、環(huán)境容量及區(qū)域經(jīng)濟(jì)水平,對(duì)煤化工項(xiàng)目進(jìn)行科學(xué)布局。為此國(guó)家將新疆、內(nèi)蒙古、陜西、山西、云南、貴州等地確定為現(xiàn)代煤化工發(fā)展的重點(diǎn)地區(qū),支持建設(shè)升級(jí)示范工程。新疆伊犁和準(zhǔn)東地區(qū),煤水結(jié)合好,成為現(xiàn)代煤化工的熱點(diǎn)地區(qū)。陜西、內(nèi)蒙、寧夏等地受煤價(jià)影響,煤化工發(fā)展有較強(qiáng)針對(duì)性,重點(diǎn)發(fā)展煤制烯烴等競(jìng)爭(zhēng)力較強(qiáng)的產(chǎn)業(yè)。
二是項(xiàng)目大型化、產(chǎn)品高端化、產(chǎn)業(yè)集群化,F(xiàn)代煤化工大多是投資百億以上、生產(chǎn)百萬(wàn)噸級(jí)產(chǎn)品、具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力的大型項(xiàng)目,其經(jīng)濟(jì)規(guī)模和投資一般為,甲醇100萬(wàn)噸/年、50-60億元,煤直接液化300萬(wàn)噸/年、600-750億元,間接液化300萬(wàn)噸/年、450-600億元,煤制烯烴60萬(wàn)噸/年、180-190億元,煤制天然氣(SNG)40億方/年、220-240億元。產(chǎn)品主要是替代石油化工生產(chǎn)大宗基礎(chǔ)化工原料,在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)合成樹(shù)脂、合成橡膠、合成纖維等高端化學(xué)品。布局上以基地和園區(qū)為載體,形成上下游銜接、相關(guān)產(chǎn)業(yè)配套、服務(wù)體系完備的集群體系,實(shí)現(xiàn)集約發(fā)展。
三是分質(zhì)轉(zhuǎn)化、多聯(lián)產(chǎn)、綜合利用。根據(jù)煤種、煤質(zhì)特點(diǎn)及不同目標(biāo)產(chǎn)品,采用不同的煤轉(zhuǎn)化技術(shù),并在能源利用、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行不同工藝的優(yōu)化集成,獲得多種高附加值的化工產(chǎn)品和潔凈的二次能源,實(shí)現(xiàn)煤炭資源價(jià)值的梯級(jí)利用。注重煤炭在整體產(chǎn)業(yè)鏈中的能源轉(zhuǎn)換效率、能源消耗和二氧化碳排放強(qiáng)度,最大限度提高資源利用效率。
四是清潔發(fā)展、低碳發(fā)展、循環(huán)發(fā)展。充分考慮資源和環(huán)境承載能力,運(yùn)用潔凈煤技術(shù)生產(chǎn),發(fā)展高技術(shù)含量、高附加值、低污染的綠色煤化工,推進(jìn)粗酚、粗苯、煤氣等副產(chǎn)品深度加工,實(shí)施煤矸石、粉煤灰、爐尾氣等廢棄物綜合利用,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與生態(tài)良好相一致。
現(xiàn)代煤化工主要沿煤干餾、煤氣化、煤間接液化、煤直接液化、煤基碳材料五個(gè)方向展開(kāi)。綜合技術(shù)成熟度、經(jīng)濟(jì)性、市場(chǎng)空間、能源轉(zhuǎn)換效率等因素,并結(jié)合資源條件和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),神木發(fā)展現(xiàn)代煤化工的基本思路可確定為:整合提升煤干餾及下游加工產(chǎn)業(yè),重點(diǎn)發(fā)展煤制烯烴芳烴和衍生化學(xué)品產(chǎn)業(yè),積極發(fā)展煤制天然氣和新材料產(chǎn)業(yè),擇機(jī)發(fā)展煤制油產(chǎn)業(yè)。
重點(diǎn)打造五條產(chǎn)業(yè)鏈:
1.煤—半焦、焦油、煤氣—熱、電、鎂產(chǎn)業(yè)鏈
這是與現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)聯(lián)系最緊密、亟待整合提升的產(chǎn)業(yè)。即以煤熱解為龍頭,將塊煤、小粒煤、粉煤經(jīng)不同的工藝進(jìn)行中低溫干餾,產(chǎn)出中低溫焦油、半焦(蘭炭、小粒焦、粉焦)和煤氣等初級(jí)產(chǎn)品。煤焦油加氫生產(chǎn)清潔燃料等高附加值產(chǎn)品,剩余煤氣發(fā)電、冶煉金屬鎂或制合成氣,半焦除蘭炭原有轉(zhuǎn)化途徑外,小粒焦、粉焦可用作活性炭、民用型焦、氣化原料或供熱燃料。這一工藝路線(xiàn)能有效實(shí)現(xiàn)煤炭分級(jí)轉(zhuǎn)化和綜合利用,最大限度地減少能耗和污染物排放,得到煤化工界的認(rèn)同,已列入國(guó)家《煤炭深加工示范項(xiàng)目規(guī)劃》。
目前我縣塊煤干餾已形成3000多萬(wàn)噸規(guī)模,小粒煤干餾技術(shù)業(yè)已成熟,粉煤干餾正在進(jìn)行工業(yè)化試驗(yàn)。神木天元化工公司50萬(wàn)噸/年煤焦油加氫項(xiàng)目自2010年4月投產(chǎn)以來(lái),累計(jì)實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)超過(guò)13億元。神木富油公司開(kāi)發(fā)的我國(guó)首套12萬(wàn)噸/年煤焦油全餾分加氫示范項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)安全平穩(wěn)運(yùn)行,柴油+石腦油餾分收率96.31%,系世界首創(chuàng),居領(lǐng)先水平。
這條產(chǎn)業(yè)鏈還可進(jìn)一步延伸。如焦油預(yù)處理過(guò)程中提取苯酚、鄰甲酚、間/對(duì)甲酚、二甲酚等高附加值精酚產(chǎn)品,尾油生產(chǎn)高級(jí)潤(rùn)滑油、基礎(chǔ)油,瀝青可加工高性能活性炭和碳纖維等。
目前這一產(chǎn)業(yè)面臨的最大問(wèn)題,一是原有的塊煤干餾工藝在采煤方式變革后,原料供應(yīng)不足,成本提高。二是蘭炭下游電石、硅鐵、化肥等行業(yè)產(chǎn)能過(guò)剩,作為清潔燃料發(fā)電、供熱存在價(jià)格過(guò)高及鍋爐改造等困難,制約產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展和焦油穩(wěn)定供應(yīng)。三是煤干餾過(guò)程中產(chǎn)生的工業(yè)廢水尚無(wú)高效的處理技術(shù)。
整合提升的思路是,根據(jù)煤礦綜采后塊煤、小粒煤、粉煤的比例,結(jié)合半焦產(chǎn)品的市場(chǎng)需求,合理確定各類(lèi)干餾項(xiàng)目的總體規(guī)模,對(duì)過(guò)剩的塊煤干餾項(xiàng)目可向小粒煤干餾改造;加大對(duì)粉煤干餾技術(shù)的研發(fā)和推廣力度,使其盡快形成產(chǎn)能;加大粉焦、煤氣加工轉(zhuǎn)化的研究和市場(chǎng)開(kāi)發(fā),進(jìn)一步延伸產(chǎn)業(yè)鏈,提高經(jīng)濟(jì)效益;切實(shí)解決粉塵、廢氣、廢水污染問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。
可以預(yù)見(jiàn),一旦粉煤干餾試驗(yàn)取得成功,這一產(chǎn)業(yè)鏈將徹底擺脫塊煤貨緊價(jià)揚(yáng)制約,使煤干餾—煤焦油加氫制油項(xiàng)目成本更低、競(jìng)爭(zhēng)力更強(qiáng)。
2.煤—甲醇—烯烴、芳烴—衍生化學(xué)品產(chǎn)業(yè)鏈
即以煤氣化為龍頭,先由合成氣(CO+H2O)制取甲醇,再由甲醇制取烯烴、芳烴、二甲醚、醋酸等下游化工產(chǎn)品。煤制烯烴、芳烴中的主要組分“三烯”、“三苯”是石油化工的基礎(chǔ)原料,可以與成熟的石化技術(shù)相銜接,生產(chǎn)各種基本有機(jī)化學(xué)品和精細(xì)化學(xué)品,形成龐大的產(chǎn)業(yè)鏈。加上煤炭原料的成本優(yōu)勢(shì),將具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力,應(yīng)成為現(xiàn)代煤化工的重點(diǎn)發(fā)展方向。
2012年底,全國(guó)甲醇生產(chǎn)能力約5360萬(wàn)噸,80%以上煤制甲醇企業(yè)虧損或盈虧平衡。但甲醇作為煤化工中間環(huán)節(jié),可與生產(chǎn)烯烴、芳烴、甲醛、甲醇汽油、甲醇蛋白等下游產(chǎn)業(yè)聯(lián)產(chǎn)。煤制烯烴工業(yè)化試驗(yàn)完成較早,發(fā)展相當(dāng)迅猛。據(jù)煤化工專(zhuān)委會(huì)初步統(tǒng)計(jì),目前國(guó)內(nèi)在建、擬建以及處于規(guī)劃階段的煤制烯烴項(xiàng)目多達(dá)53個(gè),烯烴產(chǎn)能合計(jì)達(dá)3540萬(wàn)噸/年。僅我省就有陜煤集團(tuán)與三峽總公司建設(shè)的蒲城60萬(wàn)噸烯烴、延長(zhǎng)中煤榆林能源化工公司60萬(wàn)噸烯烴、神華榆林分公司煤制烯烴、神華陶氏榆林循環(huán)經(jīng)濟(jì)煤炭綜合利用等多個(gè)項(xiàng)目。因此業(yè)界提出要科學(xué)、有序、有控制地發(fā)展煤制烯烴。神華陶氏項(xiàng)目位于清水工業(yè)園,一期工程投資100億美元,建設(shè)包括332萬(wàn)噸/年甲醇、122萬(wàn)噸/年烯烴等23套裝置,每年生產(chǎn)約350萬(wàn)噸精細(xì)化工和塑料產(chǎn)品。
相對(duì)而言,我國(guó)甲醇制芳烴剛剛完成工業(yè)化試驗(yàn),技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平,市場(chǎng)缺口較大。芳烴是重要的石油化工原料,苯大量用于生產(chǎn)精細(xì)化工中間體和有機(jī)原料,甲苯除用于歧化生產(chǎn)苯和二甲苯外,其化工利用主要是生產(chǎn)硝基甲苯、苯甲酸、苯甲醛、甲酚等精細(xì)化工產(chǎn)品和中間體,此外作為廉價(jià)溶劑大量用于涂料、粘合劑、油墨和農(nóng)藥等方面。二甲苯在化工方面的應(yīng)用主要是生產(chǎn)對(duì)苯二甲酸和苯酐,作為廉價(jià)低毒溶劑的消費(fèi)量也很大,間二甲苯的消費(fèi)量較少,主要用于生產(chǎn)間苯二甲酸和間苯二甲腈。2010年芳烴表觀消費(fèi)量1738萬(wàn)噸,產(chǎn)量1250萬(wàn)噸,進(jìn)口488萬(wàn)噸。
2012年,陜西華電榆橫煤化工采用清華大學(xué)流化床甲醇制芳烴技術(shù),建設(shè)世界首套萬(wàn)噸級(jí)工業(yè)示范項(xiàng)目試車(chē)成功,隨即啟動(dòng)百萬(wàn)噸級(jí)煤制芳烴工業(yè)示范項(xiàng)目,規(guī)模為300萬(wàn)噸煤制甲醇和100萬(wàn)噸芳烴裝置,總投資285億元。同時(shí),中科院山西煤化所與賽鼎工程有限公司設(shè)計(jì)的內(nèi)蒙慶華集團(tuán)10萬(wàn)噸/年甲醇制芳烴裝置一次試產(chǎn)成功。
從長(zhǎng)遠(yuǎn)看,做煤化工應(yīng)首選做高附加值的化學(xué)品。如果能在神木建設(shè)一個(gè)大型的煤制芳烴項(xiàng)目,則可以帶動(dòng)下游精細(xì)煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,既解決傳統(tǒng)煤化工產(chǎn)品雷同、競(jìng)爭(zhēng)力差、產(chǎn)能過(guò)剩問(wèn)題,又能解決能源轉(zhuǎn)換效率偏低等問(wèn)題。
3.煤—天然氣產(chǎn)業(yè)鏈
煤制天然氣是指煤經(jīng)過(guò)氣化產(chǎn)生合成氣,再經(jīng)過(guò)甲烷化處理,生產(chǎn)代用天然氣。隨著城鎮(zhèn)化發(fā)展和人民生活水平的提高,對(duì)天然氣的需求量迅速增長(zhǎng),2012年,全國(guó)天然氣產(chǎn)量1077億立方米,消費(fèi)量1471億立方米,供需缺口達(dá)394億立方米。到2020年,供需缺口將持續(xù)擴(kuò)大。
煤制天然氣不僅符合能源結(jié)構(gòu)改善的趨勢(shì),而且能源轉(zhuǎn)化效率較高(可達(dá)50%),技術(shù)已基本成熟,是生產(chǎn)石油替代產(chǎn)品的有效途徑!洞髿馕廴痉乐涡袆(dòng)計(jì)劃》提出,要“制定煤制天然氣發(fā)展規(guī)劃,在滿(mǎn)足最嚴(yán)格的環(huán)保要求和保障水資源供應(yīng)的前提下,加快煤制天然氣產(chǎn)業(yè)化和規(guī)模化步伐。”繼“十一五”期間在新疆、內(nèi)蒙古、山西、遼寧建設(shè)四個(gè)煤制氣示范項(xiàng)目之后,2011年起更多的煤制氣項(xiàng)目獲得國(guó)家發(fā)改委核準(zhǔn),僅新疆正在建設(shè)和進(jìn)行前期工作的煤制天然氣項(xiàng)目就有30多個(gè)。
粗略匡算,一個(gè)年產(chǎn)40億立方米煤制天然氣項(xiàng)目需投資200—300億元,每千立方米天然氣耗煤3噸左右,耗水10噸左右。以噸煤300元估算,每方天然氣成本為1.59元左右。鑒于天然氣輸出需相應(yīng)的管網(wǎng)建設(shè)配套,國(guó)家重點(diǎn)考慮在煤炭外運(yùn)困難和擁有輸氣干網(wǎng)的地區(qū)布局。神木是西氣東輸一二線(xiàn)管道經(jīng)過(guò)地,完全具備爭(zhēng)取這一項(xiàng)目的條件。
4. 煤—煤基新材料產(chǎn)業(yè)鏈
煤基碳素材料是高分子材料科學(xué)領(lǐng)域一個(gè)最引人矚目的發(fā)展方向。煤作為一種復(fù)雜有機(jī)碳烴大分子物質(zhì),具有石油或人工合成難以得到的特殊芳香結(jié)構(gòu)。而目前新的高性能聚合材料大都具有復(fù)雜芳香結(jié)構(gòu)單元,這無(wú)疑為煤基聚合物材料的開(kāi)發(fā)帶來(lái)新的機(jī)遇。相對(duì)于其他煤化工而言,煤基碳素材料投資比較少,開(kāi)發(fā)周期短,有極高的性?xún)r(jià)比,特別適合民營(yíng)企業(yè)投資。
活性炭是一種孔隙發(fā)達(dá)、比表面積大、吸附能力強(qiáng)的功能型碳材料,其耐酸、耐堿、耐熱,被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防、交通、醫(yī)藥衛(wèi)生、環(huán)境保護(hù)等各個(gè)領(lǐng)域。全球范圍內(nèi)日漸嚴(yán)厲的環(huán)保法規(guī)使活性炭需求進(jìn)一步增長(zhǎng),其中水處理是最大市場(chǎng)和主要增長(zhǎng)領(lǐng)域,氣體處理是需求增長(zhǎng)最快的市場(chǎng),燃煤電廠排放氣體凈化是最大的潛在市場(chǎng)。專(zhuān)家預(yù)測(cè),未來(lái)10—20年,我國(guó)的活性炭需求將進(jìn)一步加大。
我國(guó)是世界最大的活性炭生產(chǎn)國(guó)、出口國(guó)。煤科總院北京煤化工分院和中科院山西煤化所等長(zhǎng)期致力于活性炭技術(shù)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用研究,我國(guó)成功開(kāi)發(fā)了催化活化、氧化還原、壓塊成型、超純煤和一步法等活性炭生產(chǎn)工藝,并生產(chǎn)出壓塊活性炭、球形活性炭、煤基脫硫?qū)S没钚越沟却罅炕钚蕴啃庐a(chǎn)品,增強(qiáng)了國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
2011年全國(guó)活性炭產(chǎn)量35萬(wàn)噸,煤質(zhì)活性炭24萬(wàn)噸,其中90%產(chǎn)能集中于山西、寧夏。神府長(zhǎng)焰煤是最年輕的煙煤煤種,是除山西大同弱粘煤、寧夏太西無(wú)煙煤之外的第三大優(yōu)質(zhì)活性炭原料煤,將其單獨(dú)磨粉后添加焦油或?yàn)r青粘合成型,采用氣體活化法,能制造出中孔和微孔同時(shí)發(fā)達(dá)的中孔型活性炭產(chǎn)品,適用于有機(jī)廢水的深度凈化。用煤焦油加氫預(yù)處理提取的煤瀝青可以生產(chǎn)球形高性能活性炭,可廣泛應(yīng)用于生化防護(hù)、血液透析等軍工、醫(yī)療領(lǐng)域,此項(xiàng)技術(shù)已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化,實(shí)現(xiàn)小批量試產(chǎn)。此外,蘭炭、粉焦也可作為活性炭原料,經(jīng)磨粉粘合成型后,直接催化活化,生產(chǎn)低成本的活性炭產(chǎn)品。或經(jīng)過(guò)磨粉、粘結(jié)成型、二次炭化和氣體活化,生產(chǎn)高強(qiáng)度活性半焦,用于燃煤電廠脫硫脫硝。因此有專(zhuān)家指出,神府地區(qū)有望在10年之內(nèi)成為繼寧夏、大同之后的第三個(gè)大型煤質(zhì)活性炭生產(chǎn)基地。
碳纖維是一種含碳量高于90%的無(wú)機(jī)高分子纖維。作為一種力學(xué)性能優(yōu)異的復(fù)合材料,它是一種強(qiáng)度比鋼大、密度比鋁小、比不銹鋼耐腐蝕、比耐熱鋼耐高溫、又能像銅那樣導(dǎo)電,具有許多寶貴的電學(xué)、熱學(xué)和力學(xué)性能的新型材料,被廣泛應(yīng)用于航天、航空等尖端領(lǐng)域,長(zhǎng)期受?chē)?guó)外技術(shù)封鎖。
2010年11月,由河南煤化集團(tuán)與中科院山西煤化所合作建設(shè)的永煤千噸級(jí)碳纖維項(xiàng)目成功產(chǎn)出合格MH300高性能碳纖維產(chǎn)品,標(biāo)志著國(guó)內(nèi)最大的高性能碳纖維生產(chǎn)基地的建成。該項(xiàng)目一期工程投資7.4億元,年生產(chǎn)MH300高性能碳纖維500噸。此外,山西宏特煤化工公司與北京化工大學(xué)國(guó)家碳纖維工程技術(shù)研究中心合作,2011 年2月投資10億元建設(shè)5000噸煤系瀝青基碳纖維工業(yè)化試驗(yàn)項(xiàng)目。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)教授魏賢勇領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊(duì),用煤焦油分離得到的精制瀝青,拉出了長(zhǎng)達(dá)萬(wàn)米的長(zhǎng)絲碳纖維。
煤基碳纖維是一種國(guó)產(chǎn)技術(shù)逐步成熟,正在走向工業(yè)化生產(chǎn)的新材料產(chǎn)業(yè),我們應(yīng)及早動(dòng)作,與相關(guān)科研院所進(jìn)行合作開(kāi)發(fā),爭(zhēng)取在這一新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中爭(zhēng)得一席之地。
除此之外,煤基碳納米管、石墨烯、炭分子篩、針狀焦、炭黑等新型碳素材料也值得關(guān)注。
5.煤—油,煤—甲醇—汽油產(chǎn)業(yè)鏈
即以煤炭為原料,通過(guò)化學(xué)加工過(guò)程生產(chǎn)油品和石油化工產(chǎn)品。目前我國(guó)已經(jīng)掌握了4條不同路徑的煤制油工業(yè)化技術(shù),即神華集團(tuán)煤直接液化技術(shù)、中科合成油公司漿態(tài)床費(fèi)托合成油工藝、陜煤—榆林版煤制油技術(shù)、中科院山西煤化所等開(kāi)發(fā)的甲醇制汽油技術(shù)。我國(guó)已具備了開(kāi)發(fā)和提供先進(jìn)成套產(chǎn)業(yè)化自主技術(shù)的能力,并成為世界上少數(shù)幾個(gè)擁有可將煤變?yōu)楦咔鍧嵅裼腿准夹g(shù)的國(guó)家之一。
煤直接制油和間接制油的經(jīng)濟(jì)性曾是影響項(xiàng)目建設(shè)的重要因素,業(yè)內(nèi)普遍的看法是,只有國(guó)際油價(jià)位于70-80美元/桶以上,煤價(jià)保持每噸在200-300元之間,項(xiàng)目才能獲利。近兩年來(lái)的高油價(jià)(85—105美元)、低煤價(jià),使煤制油在經(jīng)濟(jì)上變得可行。2012年開(kāi)始,國(guó)家發(fā)改委對(duì)煤制油項(xiàng)目嚴(yán)控已經(jīng)開(kāi)始松綁。神華集團(tuán)寧夏400萬(wàn)噸/年煤制油項(xiàng)目、潞安集團(tuán)540萬(wàn)噸/年煤制油項(xiàng)目、兗礦和延長(zhǎng)石油榆林100萬(wàn)噸/年三個(gè)煤間接制油項(xiàng)目啟動(dòng)。
但總體而言,煤制油能源轉(zhuǎn)換效率只有24%—26%,生產(chǎn)一噸油需消耗約4噸煤、10噸水,且受?chē)?guó)際油價(jià)波動(dòng)的影響較大,目前主要作為國(guó)家應(yīng)對(duì)石油安全的戰(zhàn)略性技術(shù)儲(chǔ)備,而不是大規(guī)模推廣的煤化工方向。
與煤直接液化、間接液化相比,甲醇制汽油(MTG)具有投資較少的優(yōu)勢(shì)。晉煤集團(tuán)引進(jìn)美國(guó)埃克森美孚公司技術(shù)建設(shè)的10萬(wàn)噸/年MTG項(xiàng)目已于2009年投產(chǎn),100萬(wàn)噸/年MTG項(xiàng)目于2012年7月開(kāi)工建設(shè),項(xiàng)目總投資30億元。中科院山西煤化所開(kāi)發(fā)的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的一步法甲醇轉(zhuǎn)化制汽油技術(shù)已完成中試,正在進(jìn)行工業(yè)化推廣。
將煤化工與石油、天然氣化工全面耦合是一種新的思路。延長(zhǎng)石油集團(tuán)延安煤油氣資源綜合利用項(xiàng)目即是范例。它彌補(bǔ)了單一天然氣化工合成氣氫多碳少和單一煤化工合成氣碳多氫少的不足,實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的碳?xì)淦胶猓忍岣吡速Y源利用效率,也減少了二氧化碳排放,還能多產(chǎn)目標(biāo)產(chǎn)品,將成為一個(gè)低碳經(jīng)濟(jì)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)、資源綜合利用的示范工程。我縣境內(nèi)有中石化天然氣開(kāi)采項(xiàng)目,將煤化工與天然氣化工耦合的可能性是存在的,應(yīng)予以深入研究。
三、加快發(fā)展現(xiàn)代煤化工的保障條件
在煤化工產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展過(guò)程中,政府的主要作為應(yīng)體現(xiàn)在規(guī)劃引導(dǎo)、政策支持、技術(shù)支撐、環(huán)境保障等方面。
(一)加強(qiáng)宏觀統(tǒng)籌。為克服部門(mén)和園區(qū)力量分散的弊端,建議縣政府成立現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展領(lǐng)導(dǎo)小組,加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的統(tǒng)籌規(guī)劃和項(xiàng)目引進(jìn)。將原有的蘭炭產(chǎn)業(yè)辦職能擴(kuò)展到整個(gè)煤化工,積極跟蹤現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前沿技術(shù)和發(fā)展動(dòng)態(tài),籌劃包裝引資項(xiàng)目,同時(shí)研究解決好傳統(tǒng)煤化工產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的問(wèn)題,為縣委縣政府科學(xué)決策當(dāng)好參謀。各園區(qū)重點(diǎn)做好項(xiàng)目策劃包裝、招商引資、管理服務(wù)等工作。
(二)提供水源保障。我國(guó)煤炭與水資源呈逆向分布,缺水是煤化工基地的共同問(wèn)題,解決之道就是開(kāi)源節(jié)流。據(jù)測(cè)算,生產(chǎn)60萬(wàn)噸烯烴、300萬(wàn)噸間接制油、40億方天然氣年耗水分別為2700萬(wàn)方、2700萬(wàn)方、2630萬(wàn)方,每個(gè)項(xiàng)目平均日耗水4萬(wàn)方至7.5萬(wàn)方。能否解決水源問(wèn)題,成為建設(shè)大型煤化工項(xiàng)目的關(guān)鍵。
目前神木境內(nèi)主要有瑤鎮(zhèn)水庫(kù)、采兔溝水庫(kù),設(shè)計(jì)日供水能力分別為18萬(wàn)方、15萬(wàn)方,除去縣城生活用水和下游農(nóng)業(yè)用水,最大只能向錦界和清水工業(yè)園區(qū)日供水23萬(wàn)方。而窟野河流域幾個(gè)工業(yè)園區(qū)尚無(wú)穩(wěn)定水源保證。省上黃河大泉引水工程處于前期階段,工程投資額度大,實(shí)施周期長(zhǎng)。市上規(guī)劃的榆神工業(yè)區(qū)府谷巖溶水引水工程尚未取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展,今年開(kāi)工的神華陶氏項(xiàng)目也是以采兔溝水庫(kù)和煤礦疏干水為水源的。
我們?cè)诜e極配合上述兩大工程并爭(zhēng)取更多用水指標(biāo)的同時(shí),可做好兩方面工作:一是搞好煤礦疏干水的分區(qū)收集利用。據(jù)測(cè)算,陜北地區(qū)煤礦疏干水水量一般為大型煤礦每天1500—3000方,中型煤礦每天500方,依此推算,我縣煤炭資源整合后每天可利用的疏干水量約為7萬(wàn)方,每年2555萬(wàn)方。可將煤礦疏干水按流域分區(qū)收集,進(jìn)行集中處理后為工業(yè)園區(qū)供水。二是我縣自主建設(shè)馬鎮(zhèn)引水工程。2012年,縣政府委托地礦部地質(zhì)工程勘查院完成了黃河河谷區(qū)域大雨溝、馬鎮(zhèn)、合河、石街上四個(gè)地段的地下水資源勘查工作,采用滲流井技術(shù),完全可以保證日引水10萬(wàn)方的水源需求。
(三)激活投資主體,F(xiàn)代煤化工中較大的項(xiàng)目投資動(dòng)輒上百億,且需要上億噸的資源作保證,單靠一兩個(gè)民營(yíng)企業(yè)是難以支撐的。激活投資主體可從三方面著手:一是引進(jìn)中省或其他大的企業(yè)集團(tuán)。目前神華、陜煤在神木境內(nèi)年采煤量分別達(dá)1億噸和5000萬(wàn)噸,應(yīng)力促其就地新建大型煤化工項(xiàng)目,發(fā)揮帶動(dòng)作用。還可以進(jìn)一步放開(kāi)視野,引進(jìn)中石化、中石油、中煤、兗礦等有實(shí)力的大型國(guó)企或民營(yíng)企業(yè)集團(tuán)來(lái)神木建設(shè)煤化工項(xiàng)目。二是組建實(shí)體性的煤業(yè)化工集團(tuán)。縣煤業(yè)集團(tuán)有一定的資源占用和經(jīng)濟(jì)實(shí)力,應(yīng)借鑒陜煤模式,將煤炭開(kāi)采與轉(zhuǎn)化結(jié)合,拓展為煤業(yè)化工集團(tuán),主導(dǎo)縣內(nèi)的煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展。三是大力發(fā)展混合所有制經(jīng)濟(jì)。民營(yíng)企業(yè)有一定的投資能力和發(fā)展愿望,可以通過(guò)政府引導(dǎo),實(shí)現(xiàn)與省市國(guó)企或縣煤業(yè)化工集團(tuán)進(jìn)行多種形式的資本聯(lián)合,發(fā)揮國(guó)有、民營(yíng)兩方面的優(yōu)勢(shì),推動(dòng)煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
(四)搞好技術(shù)服務(wù)。作為正在崛起的新興產(chǎn)業(yè),技術(shù)和工藝的選擇決定著項(xiàng)目的成敗。目前我國(guó)在現(xiàn)代煤化工方面的技術(shù)已處于國(guó)際先進(jìn)水平,中科院山西煤化所、大連化物所、煤炭科學(xué)研究院、清華大學(xué)、北京化工大學(xué)、華東理工大學(xué)、大連理工大學(xué)、太原理工大學(xué)等科研院所都在煤化工技術(shù)和工藝開(kāi)發(fā)上擁有眾多成果,一些院所已與神木進(jìn)行了項(xiàng)目上的良好合作。今后的合作,一是要加強(qiáng)合作開(kāi)發(fā),通過(guò)建立中試基地、建設(shè)工業(yè)示范項(xiàng)目等方式,搶占技術(shù)高地。二是以一個(gè)院所為主,建立開(kāi)放的煤化工(或某一方面)技術(shù)創(chuàng)新與服務(wù)平臺(tái),使其成為技術(shù)研發(fā)基地、產(chǎn)業(yè)化基地和相關(guān)領(lǐng)域人才培養(yǎng)基地。同時(shí)為政府提供戰(zhàn)略決策咨詢(xún),幫助企業(yè)解決重大關(guān)鍵技術(shù)難題。政府主要提供基礎(chǔ)設(shè)施、后勤服務(wù)和資金保障。