轉(zhuǎn)型升級是當下中國經(jīng)濟的熱門話題。神木作為成長型的資源型城市,面對原煤價格大幅下滑、傳統(tǒng)煤化工(焦炭、合成氨、電石、甲醇等)產(chǎn)能過剩、新興產(chǎn)業(yè)競爭力不強等嚴峻形勢,如何選準轉(zhuǎn)型發(fā)展的突破口,獲取持續(xù)發(fā)展的新動力,進入優(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)展的難得機遇,集中力量予以突破,必將迎來經(jīng)濟社會發(fā)展的新飛躍。
一、加快發(fā)展現(xiàn)代煤化工的動因與條件
首先,這是積極應(yīng)對煤炭市場過剩和大氣污染治理,實現(xiàn)資源清潔高效利用的需要。我國是一個富煤、缺油、少氣的國家,煤炭在一次能源結(jié)構(gòu)中的比重達70%以上。過去十年,我國煤炭產(chǎn)量高速增長,2012年達到36.6億噸,是2002年的2.63倍。產(chǎn)能過快增長,經(jīng)濟增速放緩,加上進口煤炭沖擊,煤炭市場已進入供過于求的時代。目前國內(nèi)煤礦建成和在建產(chǎn)能為40億噸以上,每年凈進口煤炭約2.5億噸,而全國煤炭消費僅35億噸左右。
大規(guī)模的煤炭開發(fā)利用帶來了嚴峻的環(huán)境問題。據(jù)測算,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,煤炭首當其沖。2013年9月,國務(wù)院印發(fā)《大氣污染防治行動計劃》,明確提出加快調(diào)整能源結(jié)構(gòu),控制煤炭消費總量,推進清潔能源替代利用。到2017年煤炭占能源消費總量比重降低到65%以下,京津冀、長三角、珠三角等區(qū)域力爭實現(xiàn)煤炭消費總量負增長。加大天然氣、煤制天然氣、煤層氣供應(yīng),到2015年新增天然氣干線管輸能力1500億立方米以上,覆蓋京津冀、長三角、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的環(huán)境問題,還可以替代石油和天然氣化工,保障國家能源安全,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,正在迎來大發(fā)展的關(guān)鍵時期。國家“十二五”規(guī)劃綱要指出,要“發(fā)揮資源優(yōu)勢,實施以市場為導向的優(yōu)勢資源轉(zhuǎn)化戰(zhàn)略,在資源富集地區(qū)布局一批資源開發(fā)及深加工項目,建設(shè)國家重要能源、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)模長距離輸送壓力。”“有序開展煤制天然氣、煤制液體燃料和煤基多聯(lián)產(chǎn)研發(fā)示范,穩(wěn)步推進產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。”
2011年3月,針對一些地區(qū)盲目規(guī)劃無序建設(shè)問題,國家發(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”重點組織實施好現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)的升級示范項目建設(shè)。2012年5月發(fā)布的《煤炭深加工示范項目規(guī)劃》確定了15個煤化工示范項目,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,即兗礦集團、延長石油集團的100萬噸煤間接液化項目,神華集團、陜西煤化、陶氏公司等建設(shè)的煤化電熱一體化項目。未來5年,煤化工示范項目總投資近5000億元。
經(jīng)過近年發(fā)展,我國煤制油、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)開發(fā)與應(yīng)用處于世界前列。神華包頭60萬噸/年煤制烯烴項目、神華寧煤和大唐多倫50萬噸/年煤制烯烴項目、神華集團108萬噸/年煤直接液化項目、伊泰集團16萬噸/年煤間接液化項目、潞安集團16萬噸/年煤間接液化項目均已建成投運。
隨著煤化工技術(shù)的成熟,以及國際油價、煤炭市場的變化,國家對現(xiàn)代煤化工項目的審批開始松動。截至2013年10月,已獲得路條的現(xiàn)代煤化工項目達16個,包括9個煤制氣項目(640億m3)、5個煤制烯烴項目(300萬噸)、2個煤制油項目(580萬噸)。其中有14個路條于2013年獲得。權(quán)威專家指出,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。煤炭資源是發(fā)展現(xiàn)代煤化工最重要的核心要素,資源儲量和品位決定煤化工產(chǎn)業(yè)鏈的戰(zhàn)略投資價值和路徑選擇。神木地處國家級能源化工基地核心區(qū)域,煤炭探明儲量500億噸,年采煤量已超過兩億噸,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,這無疑對投資者具有很強的吸引力。以煤干餾技術(shù)為起點的蘭炭、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)代煤化工項目陸續(xù)上馬建設(shè)。民營資本積累已達相當規(guī)模,神華集團、陜煤集團、延長集團等大型國有企業(yè)在神木有多個煤、電、化工項目,且創(chuàng)造了合作發(fā)展混合所有制經(jīng)濟的成功范例。
但神木目前煤化工發(fā)展也存在一些突出問題,如縣級缺乏有實力的投資主體、民營企業(yè)難以承擔大項目、大項目向周邊園區(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
綜合考察我國現(xiàn)代煤化工技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展,有以下幾個趨勢值得加以重視:
一是科學布局、重點示范、有序發(fā)展,F(xiàn)代煤化工是資源、技術(shù)、資金密集型產(chǎn)業(yè),國家強調(diào)有序發(fā)展現(xiàn)代煤化工,就是要根據(jù)資源探明儲量、儲采率、水富余量、環(huán)境容量及區(qū)域經(jīng)濟水平,對煤化工項目進行科學布局。為此國家將新疆、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)展的重點地區(qū),支持建設(shè)升級示范工程。新疆伊犁和準東地區(qū),煤水結(jié)合好,成為現(xiàn)代煤化工的熱點地區(qū)。陜西、內(nèi)蒙、寧夏等地受煤價影響,煤化工發(fā)展有較強針對性,重點發(fā)展煤制烯烴等競爭力較強的產(chǎn)業(yè)。
二是項目大型化、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)百萬噸級產(chǎn)品、具有國際競爭能力的大型項目,其經(jīng)濟規(guī)模和投資一般為,甲醇100萬噸/年、50-60億元,煤直接液化300萬噸/年、600-750億元,間接液化300萬噸/年、450-600億元,煤制烯烴60萬噸/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)上開發(fā)合成樹脂、合成橡膠、合成纖維等高端化學品。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)特點及不同目標產(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,實現(xiàn)煤炭資源價值的梯級利用。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,推進粗酚、粗苯、煤氣等副產(chǎn)品深度加工,實施煤矸石、粉煤灰、爐尾氣等廢棄物綜合利用,實現(xiàn)經(jīng)濟增長與生態(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、煤基碳材料五個方向展開。綜合技術(shù)成熟度、經(jīng)濟性、市場空間、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),重點發(fā)展煤制烯烴芳烴和衍生化學品產(chǎn)業(yè),積極發(fā)展煤制天然氣和新材料產(chǎn)業(yè),擇機發(fā)展煤制油產(chǎn)業(yè)。
重點打造五條產(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。這一工藝路線能有效實現(xiàn)煤炭分級轉(zhuǎn)化和綜合利用,最大限度地減少能耗和污染物排放,得到煤化工界的認同,已列入國家《煤炭深加工示范項目規(guī)劃》。
目前我縣塊煤干餾已形成3000多萬噸規(guī)模,小粒煤干餾技術(shù)業(yè)已成熟,粉煤干餾正在進行工業(yè)化試驗。神木天元化工公司50萬噸/年煤焦油加氫項目自2010年4月投產(chǎn)以來,累計實現(xiàn)利潤超過13億元。神木富油公司開發(fā)的我國首套12萬噸/年煤焦油全餾分加氫示范項目實現(xiàn)安全平穩(wěn)運行,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)鏈還可進一步延伸。如焦油預(yù)處理過程中提取苯酚、鄰甲酚、間/對甲酚、二甲酚等高附加值精酚產(chǎn)品,尾油生產(chǎn)高級潤滑油、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)能過剩,作為清潔燃料發(fā)電、供熱存在價格過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)。三是煤干餾過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢水尚無高效的處理技術(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)品的市場需求,合理確定各類干餾項目的總體規(guī)模,對過剩的塊煤干餾項目可向小粒煤干餾改造;加大對粉煤干餾技術(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)化的研究和市場開發(fā),進一步延伸產(chǎn)業(yè)鏈,提高經(jīng)濟效益;切實解決粉塵、廢氣、廢水污染問題,實現(xiàn)清潔生產(chǎn)。
可以預(yù)見,一旦粉煤干餾試驗取得成功,這一產(chǎn)業(yè)鏈將徹底擺脫塊煤貨緊價揚制約,使煤干餾—煤焦油加氫制油項目成本更低、競爭力更強。
2.煤—甲醇—烯烴、芳烴—衍生化學品產(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)各種基本有機化學品和精細化學品,形成龐大的產(chǎn)業(yè)鏈。加上煤炭原料的成本優(yōu)勢,將具有較強的競爭力,應(yīng)成為現(xiàn)代煤化工的重點發(fā)展方向。
2012年底,全國甲醇生產(chǎn)能力約5360萬噸,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)化試驗完成較早,發(fā)展相當迅猛。據(jù)煤化工專委會初步統(tǒng)計,目前國內(nèi)在建、擬建以及處于規(guī)劃階段的煤制烯烴項目多達53個,烯烴產(chǎn)能合計達3540萬噸/年。僅我省就有陜煤集團與三峽總公司建設(shè)的蒲城60萬噸烯烴、延長中煤榆林能源化工公司60萬噸烯烴、神華榆林分公司煤制烯烴、神華陶氏榆林循環(huán)經(jīng)濟煤炭綜合利用等多個項目。因此業(yè)界提出要科學、有序、有控制地發(fā)展煤制烯烴。神華陶氏項目位于清水工業(yè)園,一期工程投資100億美元,建設(shè)包括332萬噸/年甲醇、122萬噸/年烯烴等23套裝置,每年生產(chǎn)約350萬噸精細化工和塑料產(chǎn)品。
相對而言,我國甲醇制芳烴剛剛完成工業(yè)化試驗,技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平,市場缺口較大。芳烴是重要的石油化工原料,苯大量用于生產(chǎn)精細化工中間體和有機原料,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、甲酚等精細化工產(chǎn)品和中間體,此外作為廉價溶劑大量用于涂料、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)對苯二甲酸和苯酐,作為廉價低毒溶劑的消費量也很大,間二甲苯的消費量較少,主要用于生產(chǎn)間苯二甲酸和間苯二甲腈。2010年芳烴表觀消費量1738萬噸,產(chǎn)量1250萬噸,進口488萬噸。
2012年,陜西華電榆橫煤化工采用清華大學流化床甲醇制芳烴技術(shù),建設(shè)世界首套萬噸級工業(yè)示范項目試車成功,隨即啟動百萬噸級煤制芳烴工業(yè)示范項目,規(guī)模為300萬噸煤制甲醇和100萬噸芳烴裝置,總投資285億元。同時,中科院山西煤化所與賽鼎工程有限公司設(shè)計的內(nèi)蒙慶華集團10萬噸/年甲醇制芳烴裝置一次試產(chǎn)成功。
從長遠看,做煤化工應(yīng)首選做高附加值的化學品。如果能在神木建設(shè)一個大型的煤制芳烴項目,則可以帶動下游精細煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,既解決傳統(tǒng)煤化工產(chǎn)品雷同、競爭力差、產(chǎn)能過剩問題,又能解決能源轉(zhuǎn)換效率偏低等問題。
3.煤—天然氣產(chǎn)業(yè)鏈
煤制天然氣是指煤經(jīng)過氣化產(chǎn)生合成氣,再經(jīng)過甲烷化處理,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,對天然氣的需求量迅速增長,2012年,全國天然氣產(chǎn)量1077億立方米,消費量1471億立方米,供需缺口達394億立方米。到2020年,供需缺口將持續(xù)擴大。
煤制天然氣不僅符合能源結(jié)構(gòu)改善的趨勢,而且能源轉(zhuǎn)化效率較高(可達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!洞髿馕廴痉乐涡袆佑媱潯诽岢,要“制定煤制天然氣發(fā)展規(guī)劃,在滿足最嚴格的環(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);椒。”繼“十一五”期間在新疆、內(nèi)蒙古、山西、遼寧建設(shè)四個煤制氣示范項目之后,2011年起更多的煤制氣項目獲得國家發(fā)改委核準,僅新疆正在建設(shè)和進行前期工作的煤制天然氣項目就有30多個。
粗略匡算,一個年產(chǎn)40億立方米煤制天然氣項目需投資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,國家重點考慮在煤炭外運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管道經(jīng)過地,完全具備爭取這一項目的條件。
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領(lǐng)域一個最引人矚目的發(fā)展方向。煤作為一種復雜有機碳烴大分子物質(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雜芳香結(jié)構(gòu)單元,這無疑為煤基聚合物材料的開發(fā)帶來新的機遇。相對于其他煤化工而言,煤基碳素材料投資比較少,開發(fā)周期短,有極高的性價比,特別適合民營企業(yè)投資。
活性炭是一種孔隙發(fā)達、比表面積大、吸附能力強的功能型碳材料,其耐酸、耐堿、耐熱,被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、交通、醫(yī)藥衛(wèi)生、環(huán)境保護等各個領(lǐng)域。全球范圍內(nèi)日漸嚴厲的環(huán)保法規(guī)使活性炭需求進一步增長,其中水處理是最大市場和主要增長領(lǐng)域,氣體處理是需求增長最快的市場,燃煤電廠排放氣體凈化是最大的潛在市場。專家預(yù)測,未來10—20年,我國的活性炭需求將進一步加大。
我國是世界最大的活性炭生產(chǎn)國、出口國。煤科總院北京煤化工分院和中科院山西煤化所等長期致力于活性炭技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用研究,我國成功開發(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,增強了國際市場競爭力。
2011年全國活性炭產(chǎn)量35萬噸,煤質(zhì)活性炭24萬噸,其中90%產(chǎn)能集中于山西、寧夏。神府長焰煤是最年輕的煙煤煤種,是除山西大同弱粘煤、寧夏太西無煙煤之外的第三大優(yōu)質(zhì)活性炭原料煤,將其單獨磨粉后添加焦油或瀝青粘合成型,采用氣體活化法,能制造出中孔和微孔同時發(fā)達的中孔型活性炭產(chǎn)品,適用于有機廢水的深度凈化。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、血液透析等軍工、醫(yī)療領(lǐng)域,此項技術(shù)已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化,實現(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;蚪(jīng)過磨粉、粘結(jié)成型、二次炭化和氣體活化,生產(chǎn)高強度活性半焦,用于燃煤電廠脫硫脫硝。因此有專家指出,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%的無機高分子纖維。作為一種力學性能優(yōu)異的復合材料,它是一種強度比鋼大、密度比鋁小、比不銹鋼耐腐蝕、比耐熱鋼耐高溫、又能像銅那樣導電,具有許多寶貴的電學、熱學和力學性能的新型材料,被廣泛應(yīng)用于航天、航空等尖端領(lǐng)域,長期受國外技術(shù)封鎖。
2010年11月,由河南煤化集團與中科院山西煤化所合作建設(shè)的永煤千噸級碳纖維項目成功產(chǎn)出合格MH300高性能碳纖維產(chǎn)品,標志著國內(nèi)最大的高性能碳纖維生產(chǎn)基地的建成。該項目一期工程投資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國家碳纖維工程技術(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)化試驗項目。中國礦業(yè)大學教授魏賢勇領(lǐng)銜的科研團隊,用煤焦油分離得到的精制瀝青,拉出了長達萬米的長絲碳纖維。
煤基碳纖維是一種國產(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)及早動作,與相關(guān)科研院所進行合作開發(fā),爭取在這一新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中爭得一席之地。
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,通過化學加工過程生產(chǎn)油品和石油化工產(chǎn)品。目前我國已經(jīng)掌握了4條不同路徑的煤制油工業(yè)化技術(shù),即神華集團煤直接液化技術(shù)、中科合成油公司漿態(tài)床費托合成油工藝、陜煤—榆林版煤制油技術(shù)、中科院山西煤化所等開發(fā)的甲醇制汽油技術(shù)。我國已具備了開發(fā)和提供先進成套產(chǎn)業(yè)化自主技術(shù)的能力,并成為世界上少數(shù)幾個擁有可將煤變?yōu)楦咔鍧嵅裼腿准夹g(shù)的國家之一。
煤直接制油和間接制油的經(jīng)濟性曾是影響項目建設(shè)的重要因素,業(yè)內(nèi)普遍的看法是,只有國際油價位于70-80美元/桶以上,煤價保持每噸在200-300元之間,項目才能獲利。近兩年來的高油價(85—105美元)、低煤價,使煤制油在經(jīng)濟上變得可行。2012年開始,國家發(fā)改委對煤制油項目嚴控已經(jīng)開始松綁。神華集團寧夏400萬噸/年煤制油項目、潞安集團540萬噸/年煤制油項目、兗礦和延長石油榆林100萬噸/年三個煤間接制油項目啟動。
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,且受國際油價波動的影響較大,目前主要作為國家應(yīng)對石油安全的戰(zhàn)略性技術(shù)儲備,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。晉煤集團引進美國?松梨诠炯夹g(shù)建設(shè)的10萬噸/年MTG項目已于2009年投產(chǎn),100萬噸/年MTG項目于2012年7月開工建設(shè),項目總投資30億元。中科院山西煤化所開發(fā)的具有自主知識產(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。延長石油集團延安煤油氣資源綜合利用項目即是范例。它彌補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,實現(xiàn)整個系統(tǒng)的碳氫平衡,既提高了資源利用效率,也減少了二氧化碳排放,還能多產(chǎn)目標產(chǎn)品,將成為一個低碳經(jīng)濟、循環(huán)經(jīng)濟、資源綜合利用的示范工程。我縣境內(nèi)有中石化天然氣開采項目,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)展過程中,政府的主要作為應(yīng)體現(xiàn)在規(guī)劃引導、政策支持、技術(shù)支撐、環(huán)境保障等方面。
(一)加強宏觀統(tǒng)籌。為克服部門和園區(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)導小組,加強對現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的統(tǒng)籌規(guī)劃和項目引進。將原有的蘭炭產(chǎn)業(yè)辦職能擴展到整個煤化工,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)展動態(tài),籌劃包裝引資項目,同時研究解決好傳統(tǒng)煤化工產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的問題,為縣委縣政府科學決策當好參謀。各園區(qū)重點做好項目策劃包裝、招商引資、管理服務(wù)等工作。
(二)提供水源保障。我國煤炭與水資源呈逆向分布,缺水是煤化工基地的共同問題,解決之道就是開源節(jié)流。據(jù)測算,生產(chǎn)60萬噸烯烴、300萬噸間接制油、40億方天然氣年耗水分別為2700萬方、2700萬方、2630萬方,每個項目平均日耗水4萬方至7.5萬方。能否解決水源問題,成為建設(shè)大型煤化工項目的關(guān)鍵。
目前神木境內(nèi)主要有瑤鎮(zhèn)水庫、采兔溝水庫,設(shè)計日供水能力分別為18萬方、15萬方,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23萬方。而窟野河流域幾個工業(yè)園區(qū)尚無穩(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,實施周期長。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質(zhì)性進展,今年開工的神華陶氏項目也是以采兔溝水庫和煤礦疏干水為水源的。
我們在積極配合上述兩大工程并爭取更多用水指標的同時,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7萬方,每年2555萬方。可將煤礦疏干水按流域分區(qū)收集,進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10萬方的水源需求。
(三)激活投資主體。現(xiàn)代煤化工中較大的項目投資動輒上百億,且需要上億噸的資源作保證,單靠一兩個民營企業(yè)是難以支撐的。激活投資主體可從三方面著手:一是引進中省或其他大的企業(yè)集團。目前神華、陜煤在神木境內(nèi)年采煤量分別達1億噸和5000萬噸,應(yīng)力促其就地新建大型煤化工項目,發(fā)揮帶動作用。還可以進一步放開視野,引進中石化、中石油、中煤、兗礦等有實力的大型國企或民營企業(yè)集團來神木建設(shè)煤化工項目。二是組建實體性的煤業(yè)化工集團?h煤業(yè)集團有一定的資源占用和經(jīng)濟實力,應(yīng)借鑒陜煤模式,將煤炭開采與轉(zhuǎn)化結(jié)合,拓展為煤業(yè)化工集團,主導縣內(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。民營企業(yè)有一定的投資能力和發(fā)展愿望,可以通過政府引導,實現(xiàn)與省市國企或縣煤業(yè)化工集團進行多種形式的資本聯(lián)合,發(fā)揮國有、民營兩方面的優(yōu)勢,推動煤化工產(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目的成敗。目前我國在現(xiàn)代煤化工方面的技術(shù)已處于國際先進水平,中科院山西煤化所、大連化物所、煤炭科學研究院、清華大學、北京化工大學、華東理工大學、大連理工大學、太原理工大學等科研院所都在煤化工技術(shù)和工藝開發(fā)上擁有眾多成果,一些院所已與神木進行了項目上的良好合作。今后的合作,一是要加強合作開發(fā),通過建立中試基地、建設(shè)工業(yè)示范項目等方式,搶占技術(shù)高地。二是以一個院所為主,建立開放的煤化工(或某一方面)技術(shù)創(chuàng)新與服務(wù)平臺,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。同時為政府提供戰(zhàn)略決策咨詢,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。