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。日前印發(fā)的《中共中央國務(wù)院關(guān)于加快經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型的意見》提出，推動包括化工、石化和鋼鐵等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)綠色低碳改造升級，并加強(qiáng)化石能源清潔高效利用。
近年來，技術(shù)創(chuàng)新和政策支持促進(jìn)現(xiàn)代煤化工與新能源耦合發(fā)展，實(shí)現(xiàn)更高效、環(huán)保的能源利用。未來，煤化工清潔高效發(fā)展將盯準(zhǔn)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，隨著傳統(tǒng)煤炭企業(yè)向煤化工轉(zhuǎn)型，我國煤化工產(chǎn)業(yè)規(guī)模穩(wěn)步增長。2023年，煤（甲醇）制烯烴產(chǎn)能為1865萬噸，較2019年增長17.9%；煤制氣產(chǎn)能67.1億立方米，較2019年增長33.3%；煤制乙二醇產(chǎn)能1118萬噸，較2019年增長131.5%；煤制油產(chǎn)能1138萬噸，較2019年增長23.56%。
煤制油、煤制天然氣可為國家能源安全提供戰(zhàn)略支撐和應(yīng)急保障。通過煤化工過程生產(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(yī)藥等產(chǎn)品，有助于減少對外依賴，提高石化產(chǎn)品自給能力。
但同時，煤化工行業(yè)長期以來是煤炭產(chǎn)業(yè)鏈上的碳排放大戶。“由于現(xiàn)代煤化工工藝中調(diào)氫反應(yīng)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(nèi)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，通過采用節(jié)能、降碳、節(jié)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(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)正向綠色低碳方向轉(zhuǎn)型。
技術(shù)創(chuàng)新仍有空間
以合成氨和甲醇為例，權(quán)威統(tǒng)計顯示，大多數(shù)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(dǎo)致煤化工行業(yè)碳排放強(qiáng)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(xiàn)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(dāng)前，煤化工能源利用與資源轉(zhuǎn)化效率偏低、初級產(chǎn)品多，精細(xì)化、差異化、專用化下游產(chǎn)品開發(fā)不足，導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)競爭力不強(qiáng)。”劉淑琴指出，我國現(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)新突破。“面對產(chǎn)業(yè)鏈短、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相對單一、基礎(chǔ)產(chǎn)品占比過高的情況，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(fù)建設(shè)。
探索與新能源融合
“近年來，國家出臺一系列政策，鼓勵現(xiàn)代煤化工與新能源技術(shù)結(jié)合，如氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)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，部分現(xiàn)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(fù)極原料。“另一方面，儲能技術(shù)也可為煤化工提供靈活的節(jié)能減排方案。”
據(jù)了解，目前在建的寶豐能源煤基新材料項目采用綠氫與現(xiàn)代煤化工融合生產(chǎn)工藝，烯烴總產(chǎn)能300萬噸/年，其中40萬噸將依托配套建設(shè)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122.89萬噸/年，節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤253萬噸/年，減少碳排放量631萬噸/年。
煤炭企業(yè)在原料開發(fā)方面的優(yōu)勢也可延伸至煤化工項目。近期，位于內(nèi)蒙古鄂爾多斯的山東能源集團(tuán)內(nèi)蒙古榮信化工有限公司烯烴項目開建。“一二期項目原料煤和氣化煤部分利用達(dá)拉特旗周邊煤礦產(chǎn)品。向南300公里范圍內(nèi)不僅有為煤制烯烴配套建設(shè)項目，還有集團(tuán)內(nèi)部煤礦企業(yè)的煤礦，節(jié)省了原料運(yùn)輸成本。”該項目相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，項目采用的技術(shù)設(shè)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。
