煤炭是化工不可或缺的原料，也是煤炭產(chǎn)業(yè)鏈上的碳排放大戶(hù)。日前印發(fā)的《中共中央國務(wù)院關(guān)于加快經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展全面綠色轉型的意見(jiàn)》提出，推動(dòng)包括化工、石化和鋼鐵等傳統產(chǎn)業(yè)綠色低碳改造升級，并加強化石能源清潔高效利用。
近年來(lái)，技術(shù)創(chuàng )新和政策支持促進(jìn)現代煤化工與新能源耦合發(fā)展，實(shí)現更高效、環(huán)保的能源利用。未來(lái)，煤化工清潔高效發(fā)展將盯準科技創(chuàng )新和多產(chǎn)業(yè)融合，堅持高端化、多元化、低碳化發(fā)展。
煤炭地位短期難被取代
近年來(lái)，隨著(zhù)傳統煤炭企業(yè)向煤化工轉型，我國煤化工產(chǎn)業(yè)規模穩步增長(cháng)。2023年，煤（甲醇）制烯烴產(chǎn)能為1865萬(wàn)噸，較2019年增長(cháng)17.9%；煤制氣產(chǎn)能67.1億立方米，較2019年增長(cháng)33.3%；煤制乙二醇產(chǎn)能1118萬(wàn)噸，較2019年增長(cháng)131.5%；煤制油產(chǎn)能1138萬(wàn)噸，較2019年增長(cháng)23.56%。
煤制油、煤制天然氣可為國家能源安全提供戰略支撐和應急保障。通過(guò)煤化工過(guò)程生產(chǎn)的烯烴、乙二醇、甲醇等化工原料，可廣泛用于生產(chǎn)塑料、合成纖維、合成橡膠、醫藥等產(chǎn)品，有助于減少對外依賴(lài)，提高石化產(chǎn)品自給能力。
但同時(shí)，煤化工行業(yè)長(cháng)期以來(lái)是煤炭產(chǎn)業(yè)鏈上的碳排放大戶(hù)。“由于現代煤化工工藝中調氫反應不可缺失，因此耗水與碳排放較多，由‘三廢’特別是煤化工廢水引起的環(huán)保問(wèn)題突出。”中國礦業(yè)大學(xué)（北京）教授劉淑琴告訴《中國能源報》記者。
然而，在中國化工領(lǐng)域，煤炭短期內其很難被其他原料完全取代，因此其清潔高效利用成為關(guān)鍵。劉淑琴表示，通過(guò)采用節能、降碳、節水、減污技術(shù)，提高資源能源利用效率，并積極探索二氧化碳捕集利用與封存等技術(shù)，現代煤化工產(chǎn)業(yè)正向綠色低碳方向轉型。
技術(shù)創(chuàng )新仍有空間
以合成氨和甲醇為例，權威統計顯示，大多數國家以天然氣為主要原料，而我國約80%的合成氨和甲醇由煤炭制成，導致煤化工行業(yè)碳排放強度較高。氫作為合成氨和甲醇的原料氣，生產(chǎn)1公斤煤制氫會(huì )排放約11公斤二氧化碳，相比之下，天然氣制氫的碳排放可減少一半。
中國煤炭工業(yè)協(xié)會(huì )發(fā)布的《2023中國煤炭工業(yè)發(fā)展報告》指出，煤炭清潔高效利用最主要的方向是煤化工，而技術(shù)創(chuàng )新不足仍是制約現代煤化工產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的瓶頸，尤其是缺乏下游產(chǎn)品高端化核心技術(shù)，且產(chǎn)業(yè)鏈較短。
“當前，煤化工能源利用與資源轉化效率偏低、初級產(chǎn)品多，精細化、差異化、專(zhuān)用化下游產(chǎn)品開(kāi)發(fā)不足，導致產(chǎn)業(yè)競爭力不強。”劉淑琴指出，我國現代煤化工科技創(chuàng )新需在共性關(guān)鍵技術(shù)、前沿引領(lǐng)技術(shù)、現代工程技術(shù)、“卡脖子”技術(shù)，以及部分重大裝備、重要材料上實(shí)現新突破。“面對產(chǎn)業(yè)鏈短、產(chǎn)品結構相對單一、基礎產(chǎn)品占比過(guò)高的情況，我國煤化工需要向高端化、多元化、低碳化方向發(fā)展，避免同質(zhì)化、低水平重復建設。
探索與新能源融合
“近年來(lái)，國家出臺一系列政策，鼓勵現代煤化工與新能源技術(shù)結合，如氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規劃和支持煤化工與綠電、綠氫、綠氧等產(chǎn)業(yè)耦合示范。”劉淑琴稱(chēng)，部分現代煤化工產(chǎn)品是新能源產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵材料，例如煤液化瀝青可為電池產(chǎn)業(yè)提供負極原料。“另一方面，儲能技術(shù)也可為煤化工提供靈活的節能減排方案。”
據了解，目前在建的寶豐能源煤基新材料項目采用綠氫與現代煤化工融合生產(chǎn)工藝，烯烴總產(chǎn)能300萬(wàn)噸/年，其中40萬(wàn)噸將依托配套建設的風(fēng)光制氫一體化項目。相比純煤方案，該項目有望增加甲醇產(chǎn)量122.89萬(wàn)噸/年，節約標準煤253萬(wàn)噸/年，減少碳排放量631萬(wàn)噸/年。
煤炭企業(yè)在原料開(kāi)發(fā)方面的優(yōu)勢也可延伸至煤化工項目。近期，位于內蒙古鄂爾多斯的山東能源集團內蒙古榮信化工有限公司烯烴項目開(kāi)建。“一二期項目原料煤和氣化煤部分利用達拉特旗周邊煤礦產(chǎn)品。向南300公里范圍內不僅有為煤制烯烴配套建設項目，還有集團內部煤礦企業(yè)的煤礦，節省了原料運輸成本。”該項目相關(guān)負責人表示，項目采用的技術(shù)設備可減少蒸汽用量，降低循環(huán)水用量，減少污水處理量，并接入部分綠電，提高清潔能源利用比例。
