传统化石能源清洁化利用的现状及展望

殷伊琳（天津渤海化工集团有限责任公司，天津300040）

传统化石能源清洁化利用的现状及展望

殷伊琳
（天津渤海化工集团有限责任公司，天津300040）

我国长期以来“高碳型”的能源结构迫使我们必须实行能源结构的低碳化改良。传统化石能源的清洁化是清洁能源的最主要发展方向。本文介绍了煤基能源、油基能源、气基能源的清洁化技术，并提出了加快传统化石能源清洁化利用的几点建议。

化石能源；高碳型；清洁能源；市场机制

以化石能源为主的世界能源结构，带来的化石能源枯竭和环境污染问题，已经使能源问题上升为一个国家能否安全、全面、协调、可持续发展的重大战略问题。我国作为能源需求巨大的大型发展中国家，如何协调新能源与传统化石能源之间的关系，成为当前中国能源行业最为关注的问题。

1我国目前的能源结构及存在问题

我国目前的能源结构中，化石能源与非化石能源之比大体上是9:1[1]，太阳能、风能、核能、生物质能、地热能、海洋能等“新能源”只占8%左右。在化石能源中，煤炭、石油、天然气的比例大体上是80: 17:3的关系，煤炭是大头。我国是一个典型的“煤基能源”大国，为全球第二，煤炭比例高达69%[1]，南非77%为全球第一。目前中国的能源消费已经位居世界第二，煤炭消费主要是火电，电力装机中火电装机5.54亿kW，占77.7%。而在低碳类电力装机中，水电装机1.48亿kW，占20.4%；核电装机906.8万kW，占1.3%；风电及其他新能源600多万kW，仅占0.8%[1]。

我国“高碳型”的能源结构基本上是在改革开放30年进程中成型的，比较现代化的煤炭工业、石油天然气工业的完整体系主要是20世纪80年代中后期及90年代刚刚建成的，设计寿命一般都在30～ 50年，大庆油田甚至要延续100年，到2015年仅仅运行了一多半的生命周期，巨量的投资被固化在其中，整个体系的运转才刚刚成熟，短期内停产也是不现实的。如果急速改变目前的能源结构，还将引发一系列的社会问题，诸如对消费结构、就业结构等的破坏性冲击，控制不好就会影响社会稳定。因此，在这一结构被长期锁定的情况下，唯一的出路就是实行能源结构的低碳化改良。

2化石能源的清洁化是清洁能源的最主要发展方向

作为清洁的和可再生的能源，“新能源”是我国低碳发展的希望，但在连续30年9%增速的高速增长中，太阳能、风能、核能、生物质能、地热能、海洋能等“新能源”的整体贡献度不到2%。清洁能源不等同于“新能源”，清洁能源还包括可以被清洁化的“不洁能源”，即传统的化石能源。

2.1清洁化的“煤基能源”

煤炭的能源链条主要包括煤炭本身、燃煤发电、煤炭能源转化等几个环节，这些在国民经济中占有极大的份额，市场容量极大。煤炭本身的生产、物流、消费过程存在着巨大的清洁化空间；煤炭的能源转化同样拥有十分巨大的清洁化空间，仅仅煤化工一个链条就有做不完的市场；煤电的清洁化可能是最有市场潜力的清洁能源方向，可以容纳消化很多的技术、设备、投资。

煤基清洁转化技术主要包括煤制油（直接液化、煤基费托合成、煤基甲醇转制汽油）、煤制天然气、煤制烯烃、煤制乙二醇、大型煤制醇醚等。目前，国内已投入示范运行的煤制油总规模达到188 万t油当量/a、煤制烯烃115万t/a、煤制乙二醇20万 t/a；大型气流床煤气化、浆态床费托合成、煤加氢液化、甲醇制烯烃等技术达到国际领先或先进水平。

在煤制清洁燃气关键核心技术有合成气完全甲烷化催化剂制备、甲烷化反应器等关键技术和成套工艺；煤低温催化气化、煤加氢气化两种制天然气新工艺关键技术及气化炉等核心装备；煤炭地下气化过程稳定控制技术和地下水环境监控技术，煤地下气化大型成套技术工艺包，大规模合成气净化技术等。

2.2清洁化的“油基能源”

原油(重油)、轻油(汽柴油)的生产、集输、消费过程的清洁化市场空间同样十分巨大。近年来，市场对油基能源清洁化的关注主要集中在后端，对于汽车尾气的排放治理更加注意。事实上，除了汽车尾气，向汽柴油的前端发展清洁作业，能够从源头减轻大气污染。

原油中硫化物分布在重质部分，大部分都进入二次加工的工艺装置中，从炼化角度看来，非活性硫化物比活性硫化物更难脱除，原油的大部分硫化物存在于高沸点馏分中，这是原油加工过程面临的主要问题。

由于国内油品的低硫特点以及宽松的油品标准，国内油基能源生产的特点是[2]：催化裂化工艺投资少，使用率较高；加氢裂化工艺投资大，加氢精制工艺使用率较低。美国、日本、西欧等国的加氢能力分别占蒸馏能力的82%，93%和75%，而国内加氢能力仅占蒸馏能力的38%。加氢重组不仅实现了高辛烷值汽油，还生产廉价氢气。生产清洁化、高值化油品的重要手段主要应该依靠催化重整、异构化、叠合、烷基化等技术。近年来，沿海炼油厂针对高硫原油合理的选择加工路线，如茂名石化公司[3]采用大庆原油加氢工艺加工高硫原油达到国际先进水平，镇海炼油化工股份有限公司使用焦化路线加工进口原油，积累丰富的经验。

2.3清洁化的“气基能源”

“气基能源”本身就是一种清洁能源，在化石能源中，天然气是最干净的能源，我国储量巨大，应用前景广阔。但目前我国煤炭消费量仍占总能源消费量的70%左右[1]，且煤炭消费量呈逐年快速上升趋势。煤炭的使用是影响我国环境空气质量的主要因素。煤炭的开采、加工、运输、使用等过程都会带来大气污染物排放，造成污染。研究表明[4]：影响我国环境空气质量的首要污染物PM2.5中，除了一线城市，大多数城市燃煤对环境空气中PM2.5的直接贡献达到20%左右，同时，二次硫酸盐和二次硝酸盐等的贡献达到30%左右。

伴随国内天然气供给格局逐渐形成“常规天然气开采+多路进口气源+非常规天然气开采”的三位一体结构，才能使天然气供给安全性可以获得保障，天然气总用量增速维持在30%以上的势头能够得到延续[5]。首先要增加天然气供给量，才能真正解决供需矛盾，需加大天然气资源勘探开发力度。其次，要加快天然气管道网络和配套储气设施建设。要在现有基础上进一步加强天然气管道建设，促成全国统一的、相互有机联系的真正的天然气管网，才能灵活机动地进行资源调配，同时有效增强应急能力。再次，我国必须坚定不移地继续深化天然气价格形成机制改革。

3加快传统化石能源清洁化利用的建议

加快传统化石能源清洁化利用，加大非常规油气勘探开发将成为未来一段时间内我国能源战略的重要任务。

一是大力开展化石能源清洁化利用。加快研发现代煤制油化工技术，科学合理地规划产业布局。引导煤制油化工向规模化、大型化、一体化、基地化有序发展。进一步促进洁净煤产业发展。继续实施“上大压小”，全面开展燃煤机组的脱硫脱硝脱尘改造等工作。进一步提高天然气供应数量和质量，增加常规天然气产量，积极推动煤制天然气、煤层气等非常规天然气生产。

二是引进先进技术，加强国际合作。我国在能源清洁化利用技术领域仍存在较多难点，需要加强国际合作，向国外企业学习借鉴，吸取宝贵经验。应该鼓励外商以合作的方式，进行石油天然气勘探开发，开展页岩气、煤层气等非常规油气资源勘探开发，鼓励跨国能源公司在国内设立研发中心，

三是改革能源体制[6]，形成有效竞争的市场机制。在市场准入方面，应不断淡化企业身份限制，调动多元资本资源，共同构建安全、稳定、经济、清洁的现代能源产业体系。有序开放开采权，积极开发天然气、煤层气、页岩气。以更有效实现资源的开发利用为衡量标准和最终目的，吸收国资、民资、外资等多元资金和资源参与。

［1］姚飞,赵中华,俞珠峰.中国清洁能源现状分析[J].集团经济研究2007（1）.

［2］陈兴华.浅议我国可再生能源产业投资制度及其完善[J].环境保护.2006(09).

［3］廖家祺.含硫原油加工的流程比较—茂名石油化工公司加工进口含硫原油改扩建工程总流程方案比较[J].炼油设计.2000 （08）.

［4］冯银厂.高效清洁地利用煤炭资源是关键［V］.中国环境报，2014.

［5］张正敏,李宝山,祁和生.清洁能源促进政策的应用分析指南.草案[EB/OL]. jdluqx.bokee.com/inc/ 2005-11-30.

［6］冯飞,石耀东.加快能源管理体制改革建立现代监管制度[R].北京中国可持续能源项目第八次高级政策顾问委员会会议2005.

10.3969/j.issn.1008-1267.2016.02.001

TQ530.2

A

1008-1267（2016）02-0001-03

2015-11-20