时间:2024-07-28
文/焦发存 武成利 华心祝 李寒旭(安徽理工大学)
我国“富煤、贫油、少气”的资源禀赋状况决定了未来相当长时间内,煤炭仍将是我国的重要基础能源,担负着保障国家能源安全、支撑国民经济可持续发展的重任。随着我国经济发展水平不断提高,油气对外依存度逐年攀升,2019 年,我国原油和天然气的对外依存度分别突破70%和40%。以煤为原料制备液体燃料和化学品的煤化工产业越来越受重视。
安徽省煤炭资源丰富,2019 年安徽省原煤产量近1.1 亿吨,98%的产能集中在两淮地区。2009 年,《安徽省石化产业调整和振兴规划》发布,明确指出把安徽建成国内先进的重要煤化工基地,先后启动淮南现代煤化工基地和淮北现代煤化工合成材料基地建设。《安徽省煤炭工业“十三五”规划》中也将稳妥推进淮南、淮北、阜亳煤化工产业基地建设,加快中安煤化工项目建设,积极推进淮南、安庆、宿州煤制气等项目前期工作作为该规划目标之一。煤化工是安徽省化学工业的重要组成部分,为地方经济的持续稳定发展作出了重要贡献,但在安徽省煤化工产业发展的过程中,也存在着诸如本土煤气化难、利用率低,“三废”排放高,煤化工产品同质化严重等诸多问题,值得重点关注。
煤化工分为传统煤化工和现代煤化工两大类。传统煤化工是将煤焦化生产焦炭、焦炉气和煤焦油,典型代表有煤制合成氨、煤制甲醇、煤制电石—乙炔—聚氯乙烯等,煤焦油经深加工可制化学品。现代煤化工的典型代表主要有煤液化生产油品(直接液化和间接液化)、煤气化制甲醇、煤制乙二醇、煤制烯烃/芳烃(MTO/MTP、MTA)、煤制天然气等。相对于传统煤化工,现代煤化工不仅在产品种类、生产规模、技术装备上有了大幅提升,而且在环保措施和安全手段上也日臻完善。
安徽省规模以上煤化工企业共12 家,以传统煤化工为主,主要分布在水资源相对丰富的长江和淮河流域,主要产品包括合成氨、氮肥、磷肥、硝酸、双氧水、甲醇等。经过多年的发展,安徽传统煤化工产业在技术上已经取得重大进步,为地方经济发展作出重大贡献。但随着市场供求关系的变化,传统煤化工产品同质化严重、产品单一、附加值低的缺点导致传统煤化工企业竞争力不强,抗风险能力弱。在去产能以及安全、环保政策日趋严格的背景下,传统煤化工行业的盈利水平逐步下降,企业的生存和发展面临巨大的挑战,传统煤化工产业将经历深刻的变革。2018 年,昔日省内煤化工龙头企业安徽淮化集团全面停产,给未及时转变发展理念、推动产业结构调整和转型升级的传统煤化工企业敲响警钟。
安徽省现代煤化工产业起步较晚,规模相对较小,煤制烯烃、乙二醇和天然气等一批重大现代煤化工项目还在稳步实施中。2019 年,安徽省政府公布的省级调度重大项目计划中,涉及到煤化工项目的投资为476 亿元。主要建设项目包括上海宝钢气体有限公司的年产30 亿立方米煤制合成气项目(合肥庐江县)、浙江桐昆控股集团有限公司的年产120 万吨合成气制乙二醇项目、安徽临涣化工有限责任公司的年产100万吨碳基新材料项目(淮北)、中安联合煤化有限公司二期项目90 万吨煤制乙二醇。中安联合煤化有限公司的年产170 万吨煤制乙二醇及转化烯烃项目(淮南)在2019 年8月已经开始试生产,设计生产能力为170 万吨煤制甲醇及35 万吨聚乙烯、35 万吨聚丙烯,配套400 万吨/年煤矿。目前已顺利打通全流程,生产出合格的聚丙烯粒子和聚乙烯粒子。此外,安徽昊源化工的甲醇制烯烃项目以及年产30 万吨煤制乙二醇项目正在建设中,安徽省能源集团和中煤新集集团共同投资的22亿立方米煤制天然气项目已开展前期工作。这些现代煤化工项目建成后,将形成千亿级煤化工产业群。安徽省将逐渐形成传统煤化工与现代煤化工协同发展的格局。
(1)煤炭资源丰富。截至2018 年底,安徽省累计查明煤炭资源储量304.89 亿吨,其中绝大部分位于两淮地区,煤种齐全。两淮煤田主要以气煤、焦煤、1/3 焦煤、肥煤等为主,大都属于低硫、高发热量煤种,是较好的动力、冶炼、化工和燃料用煤。
(2)水资源和电力充足、稳定。安徽省拥有淮河、长江、新安江三大水系,水域辽阔。淮河在安徽境内流域面积约6.69 万平方公里,长江流经安徽省流域面积约6.6 万平方公里,新安江干流在安徽省境内流域面积约6 500 平方公里。丰富的水资源为安徽省煤化工产业发展提供了可靠保障。
淮南是我国六大煤电基地之一,2019 年,全市火力发电装机容量为1 434 万千瓦,有“火电三峡”之称,为煤化工企业提供安全、稳定的电力供应。
(3)区位竞争优势明显。安徽省地处华东腹地,是承接长三角地区经济辐射和产业转移的前沿地带,也是我国实施西部大开发、中部崛起发展战略的桥头堡。铁路东接京沪线,西连京九线,水路、公路发达,交通运输便捷。安徽不仅有煤炭资源优势,而且地处我国经济发达的华东地区,毗邻高速成长的华东大市场,沪苏浙是甲醇、二甲醚、烯烃等主要煤化工产品的主消费区,因此区位竞争优势得天独厚。
(1)两淮地区高灰熔点煤制约煤化工产业发展。煤气化是现代煤化工发展的龙头,高温、加压、大规模气流床气化技术是煤气化发展的核心。安徽省煤炭资源丰富,但高灰熔点煤占比较大,一直面临不能直接用于气流床气化的难题。虽然中国石化与华东理工大学联合开发的SE-东方炉可以实现淮南煤的直接试烧,但在中安联合煤化有限责任公司实际生产过程中,为防止气化炉堵渣,该气化炉掺烧本土煤的比例不足30%,主要气化原料煤为外购的西部产煤区低灰熔点煤,运输成本大大增加,且煤质不稳定。
(2)煤化工行业的环境风险。煤化工行业的环境风险主要体现在“三废”的排放和治理上。
一是废水处理。煤化工废水组分复杂,主要包括COD、BOD、总氨、总酚等,现代煤化工并没有做到真正意义上的“零排放”,主要原因是“三废”处理投资大。一般来说,要实现“零排放”,环保投资至少要占到项目总投资的5%~8%。
二是废气处理。所需处理的废气主要为挥发性有机化合物(VOCs),目前煤化工中VOCs 排放无行业标准,管控难度较大。现代煤化工项目生产过程中排放的VOCs具有成分复杂、有毒有害物质种类多、含量高等特点。由于不同生产过程和工艺特点,VOCs 废气中的成分差异较大,处理难度大。
三是固废处理。灰渣综合利用难度大,灰渣利用率低造成其大量堆存、占用土地及破坏生态环境;副产物结晶盐的分离和利用仍需探索。
(3)煤化工标准体系不健全。现代煤化工产业标准体系不健全,缺失煤化工产品标准、技术安全导则等重要基础通用标准,直接影响产品的销售以及项目的设计、建设和运营水平,不利于项目的整体优化。
随着长三角一体化的高质量发展,安全环保要求日益提高,沪、苏、浙地区的化工产业转移外迁将提速。安徽省煤化工基础较好,区位优势明显,应利用难得的机遇大力发展现代煤化工产业,深入参与长三角一体化发展。项目规划和布局上总结已建成投产项目在设计、建设、管理和运行等过程中的成果、经验和教训,科学规划、合理布局,避免重复性建设和低端产能扎堆,形成终端产品高端化、差异化发展。
虽然煤化工技术发展已取得长足的进步,但仍有较多的关键共性技术有待突破,如两淮矿区高灰熔点煤气流床气化技术和煤化工生产过程中“三废”处理及综合利用技术等。坚持自主创新、以问题为导向,依托高校、科研院所开展联合攻关,发挥技术支撑和引领,促进产业高质量发展。建议依托安徽省煤炭资源综合利用工程技术研究中心、安徽省现代煤炭加工技术研究院和合肥综合性国家科学中心能源研究院,着力解决煤化工领域的关键工程技术难题,并逐步实现工业示范和产业化,引领和带动行业发展及技术进步。
加快构建煤化工产业技术标准体系,解决影响产品市场准入和工程设计与建设标准缺位等重点问题,推进装备、工程设计与建设标准规范的制定,以高质量标准引领和规范产业发展。建议由安徽省煤化工标准化技术委员会牵头,联合省内煤化工企业,加快推进煤化工标准体系的建立工作。
安徽省煤炭资源丰富,煤种齐全,区位优势明显,发展煤化工产业基础条件良好,但存在着安徽本土煤灰熔点高导致在气流床气化过程中掺配量低、“三废”处理技术落后、煤化工产业众多标准缺失等问题。今后,紧抓长三角一体化高质量发展的机遇,在安徽省合理布局煤化工产业,对制约煤化工产业发展的关键共性技术进行攻关,建立健全相应标准体系是安徽省煤化工产业发展过程中需重点关注的内容。
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