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今年9月，國家發(fā)改委、工信部等六部門聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于加強煤炭清潔高效利用的意見》，對推動煤炭清潔高效利用進行了系統(tǒng)部署，其中就提到要促進煤化工產(chǎn)業(yè)高端化、多元化、低碳化發(fā)展。
近日，在與2024全國石油和化工行業(yè)科技創(chuàng)新大會同期舉辦的現(xiàn)代煤化工技術(shù)創(chuàng)新論壇暨2024(第十二屆)中國國際煤化工發(fā)展論壇上，業(yè)內(nèi)專家圍繞“高端化、多元化、低碳化”這三個“關(guān)鍵詞”，針對煤化工產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展方向進行了一系列討論。
煤炭分質(zhì)利用原料選擇多元化
在我國煤炭資源中，褐煤等低階煤儲量占50%以上，并且超過90%的低階煤都直接燃燒用于發(fā)電，未能充分發(fā)揮其富含油氣資源的原料屬性。因此，如何擴大煤化工原料的選擇范圍，提高低階煤利用率，是煤炭清潔高效利用的重要路徑。
陜西煤業(yè)化工集團有限責任公司總工程師尚建選認為，應(yīng)建立以能量和物質(zhì)同向轉(zhuǎn)化、梯級利用為原則，以追求能源轉(zhuǎn)化效率和碳氫元素利用率高、碳排水耗少、產(chǎn)品高端化為目標的低階煤分質(zhì)利用技術(shù)體系。比如通過低溫熱解等方式，充分利用含氫、含氧量高的低階煤生產(chǎn)熱解氣、煤焦油、半焦等初級產(chǎn)品，再進一步分質(zhì)轉(zhuǎn)化為清潔燃料、工藝油品、化工原料等。在這套方案下，10億噸低階煤經(jīng)過高效熱解分質(zhì)轉(zhuǎn)化可生產(chǎn)油品1.5億噸，產(chǎn)生的半焦還可發(fā)電1.97萬千瓦時，相比起直接燃燒發(fā)電可降低21%的碳排放，提高20%以上的產(chǎn)值。
航天長征化學(xué)工程股份有限公司副總經(jīng)理兼總工程師丁建平介紹了航天長征在多煤種煤氣化技術(shù)方面進行的研究。他表示，根據(jù)具體煤種、煤質(zhì)特性，因地制宜開發(fā)生產(chǎn)工藝，將有力推動煤炭資源的高效清潔、安全利用。目前，航天長征公司已經(jīng)在煙煤、褐煤和無煙煤氣化技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了長周期穩(wěn)定運行，達到國際領(lǐng)先水平，今年又突破了新疆高氯高堿煤的氣化技術(shù)難題，將為煤制油、煤制天然氣、煤制烯烴等大型現(xiàn)代煤化工項目提供有力技術(shù)支撐。
能源高效利用生產(chǎn)過程低碳化
煤化工是煤炭產(chǎn)業(yè)鏈中的碳排放“大戶”，煤炭的清潔高效利用，繞不開煤化工生產(chǎn)過程的低碳化。
國家能源集團首席科學(xué)家化工事業(yè)部主任王建立表示，煤化工產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展應(yīng)當充分發(fā)揮我國煤炭資源與風光資源在西部地區(qū)同向分布的優(yōu)勢，全面推進煤化工與新能源多元互補耦合發(fā)展。
王建立表示，煤化工產(chǎn)業(yè)在綠色低碳領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展分為三個時期。從短期看，因現(xiàn)階段綠氫成本較高，所以創(chuàng)新主要方向為通過少量摻氫實現(xiàn)煤化工項目對新能源電力波動的消納；從中期看，隨著清潔能源成本逐漸降低，將逐步增加綠電、綠氫的耦合比例，實現(xiàn)煤化工持續(xù)減污降碳；從遠期看，利用合成氣的下游產(chǎn)業(yè)平臺，將煤氣化龍頭大比例切換為綠氫龍頭，實現(xiàn)由高碳煤化工向低碳電化工的無縫銜接。
中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所低碳催化與工程研究部副部長葉茂則研究員提出，化學(xué)反應(yīng)本身產(chǎn)生的能量也是可以利用的能源，傳統(tǒng)石油化工裂解制烯烴、芳烴需要高溫條件，而煤化工小分子重構(gòu)是強放熱過程，大化所研究團隊將傳統(tǒng)石腦油蒸汽裂解制烯烴生產(chǎn)路線與合成氣制甲醇路線耦合，替代傳統(tǒng)的烯烴和芳烴路線，能夠節(jié)能1/3以上。
“我們計劃將二氧化碳也引入耦合流程，讓煤基甲醇這種平臺產(chǎn)品能夠在化工流程工業(yè)中發(fā)揮再造作用，為我國流程工業(yè)和新能源體系的構(gòu)建作出貢獻。”葉茂說。
拓展下游產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高端化
“煤制油、煤制氣、煤制烯烴等傳統(tǒng)煤化工技術(shù)在油價高的時候有一定盈利空間，但也存在著產(chǎn)品附加值不高、同質(zhì)化嚴重的問題。”上海浦景化工技術(shù)股份有限公司研發(fā)中心主任毛彥鵬表示，結(jié)合現(xiàn)有政策來看，開發(fā)化工新材料、生物降解材料、電子化學(xué)品等下游新產(chǎn)品都是煤化工發(fā)展的重要方向。例如，煤基醋酸經(jīng)過延鏈補鏈，可將原有產(chǎn)品向下游延伸至聚乙烯醇(PVA)、乙烯—醋酸乙烯共聚物(EVA)等聚合材料；草酸二甲酯生產(chǎn)乙二醇可以聯(lián)產(chǎn)乙醇酸甲酯，同時生產(chǎn)聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚羥基乙酸(PGA)等生物降解材料，增加產(chǎn)業(yè)鏈的經(jīng)濟價值。
中科合成油技術(shù)有限公司副總工程師王洪則提出，未來煤化工產(chǎn)業(yè)基地建設(shè)的一個可行方向是“油氣化動態(tài)聯(lián)產(chǎn)”，既生產(chǎn)平臺化學(xué)品和高值化學(xué)品，又可在需要時生產(chǎn)煤制油、合成氣等燃料，保障國家能源安全。
“黨的二十大報告中提出，要堅持把發(fā)展經(jīng)濟的著力點放在實體經(jīng)濟上，推進新型工業(yè)化。對于我們煤化工來講，就是要站在新型工業(yè)化的角度，對整個行業(yè)的工藝、技術(shù)、裝備、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，以及產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈，乃至未來行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)進行重新梳理，使煤化工的產(chǎn)業(yè)水平邁上新臺階。”國家發(fā)展和改革委員會公共政策學(xué)者楊尚寶教授說。
