文/焦發(fā)存 武成利 華心祝 李寒旭(安徽理工大學(xué))
我國“富煤、貧油、少氣”的資源稟賦狀況決定了未來相當(dāng)長時間內(nèi),煤炭仍將是我國的重要基礎(chǔ)能源,擔(dān)負(fù)著保障國家能源安全、支撐國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重任。隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不斷提高,油氣對外依存度逐年攀升,2019 年,我國原油和天然氣的對外依存度分別突破70%和40%。以煤為原料制備液體燃料和化學(xué)品的煤化工產(chǎn)業(yè)越來越受重視。
安徽省煤炭資源豐富,2019 年安徽省原煤產(chǎn)量近1.1 億噸,98%的產(chǎn)能集中在兩淮地區(qū)。2009 年,《安徽省石化產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》發(fā)布,明確指出把安徽建成國內(nèi)先進(jìn)的重要煤化工基地,先后啟動淮南現(xiàn)代煤化工基地和淮北現(xiàn)代煤化工合成材料基地建設(shè)。《安徽省煤炭工業(yè)“十三五”規(guī)劃》中也將穩(wěn)妥推進(jìn)淮南、淮北、阜亳煤化工產(chǎn)業(yè)基地建設(shè),加快中安煤化工項目建設(shè),積極推進(jìn)淮南、安慶、宿州煤制氣等項目前期工作作為該規(guī)劃目標(biāo)之一。煤化工是安徽省化學(xué)工業(yè)的重要組成部分,為地方經(jīng)濟(jì)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn),但在安徽省煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的過程中,也存在著諸如本土煤氣化難、利用率低,“三廢”排放高,煤化工產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重等諸多問題,值得重點關(guān)注。
煤化工分為傳統(tǒng)煤化工和現(xiàn)代煤化工兩大類。傳統(tǒng)煤化工是將煤焦化生產(chǎn)焦炭、焦?fàn)t氣和煤焦油,典型代表有煤制合成氨、煤制甲醇、煤制電石—乙炔—聚氯乙烯等,煤焦油經(jīng)深加工可制化學(xué)品?,F(xiàn)代煤化工的典型代表主要有煤液化生產(chǎn)油品(直接液化和間接液化)、煤氣化制甲醇、煤制乙二醇、煤制烯烴/芳烴(MTO/MTP、MTA)、煤制天然氣等。相對于傳統(tǒng)煤化工,現(xiàn)代煤化工不僅在產(chǎn)品種類、生產(chǎn)規(guī)模、技術(shù)裝備上有了大幅提升,而且在環(huán)保措施和安全手段上也日臻完善。
安徽省規(guī)模以上煤化工企業(yè)共12 家,以傳統(tǒng)煤化工為主,主要分布在水資源相對豐富的長江和淮河流域,主要產(chǎn)品包括合成氨、氮肥、磷肥、硝酸、雙氧水、甲醇等。經(jīng)過多年的發(fā)展,安徽傳統(tǒng)煤化工產(chǎn)業(yè)在技術(shù)上已經(jīng)取得重大進(jìn)步,為地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出重大貢獻(xiàn)。但隨著市場供求關(guān)系的變化,傳統(tǒng)煤化工產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重、產(chǎn)品單一、附加值低的缺點導(dǎo)致傳統(tǒng)煤化工企業(yè)競爭力不強(qiáng),抗風(fēng)險能力弱。在去產(chǎn)能以及安全、環(huán)保政策日趨嚴(yán)格的背景下,傳統(tǒng)煤化工行業(yè)的盈利水平逐步下降,企業(yè)的生存和發(fā)展面臨巨大的挑戰(zhàn),傳統(tǒng)煤化工產(chǎn)業(yè)將經(jīng)歷深刻的變革。2018 年,昔日省內(nèi)煤化工龍頭企業(yè)安徽淮化集團(tuán)全面停產(chǎn),給未及時轉(zhuǎn)變發(fā)展理念、推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)型升級的傳統(tǒng)煤化工企業(yè)敲響警鐘。
安徽省現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)起步較晚,規(guī)模相對較小,煤制烯烴、乙二醇和天然氣等一批重大現(xiàn)代煤化工項目還在穩(wěn)步實施中。2019 年,安徽省政府公布的省級調(diào)度重大項目計劃中,涉及到煤化工項目的投資為476 億元。主要建設(shè)項目包括上海寶鋼氣體有限公司的年產(chǎn)30 億立方米煤制合成氣項目(合肥廬江縣)、浙江桐昆控股集團(tuán)有限公司的年產(chǎn)120 萬噸合成氣制乙二醇項目、安徽臨渙化工有限責(zé)任公司的年產(chǎn)100萬噸碳基新材料項目(淮北)、中安聯(lián)合煤化有限公司二期項目90 萬噸煤制乙二醇。中安聯(lián)合煤化有限公司的年產(chǎn)170 萬噸煤制乙二醇及轉(zhuǎn)化烯烴項目(淮南)在2019 年8月已經(jīng)開始試生產(chǎn),設(shè)計生產(chǎn)能力為170 萬噸煤制甲醇及35 萬噸聚乙烯、35 萬噸聚丙烯,配套400 萬噸/年煤礦。目前已順利打通全流程,生產(chǎn)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烴項目以及年產(chǎn)30 萬噸煤制乙二醇項目正在建設(shè)中,安徽省能源集團(tuán)和中煤新集集團(tuán)共同投資的22億立方米煤制天然氣項目已開展前期工作。這些現(xiàn)代煤化工項目建成后,將形成千億級煤化工產(chǎn)業(yè)群。安徽省將逐漸形成傳統(tǒng)煤化工與現(xiàn)代煤化工協(xié)同發(fā)展的格局。
(1)煤炭資源豐富。截至2018 年底,安徽省累計查明煤炭資源儲量304.89 億噸,其中絕大部分位于兩淮地區(qū),煤種齊全。兩淮煤田主要以氣煤、焦煤、1/3 焦煤、肥煤等為主,大都屬于低硫、高發(fā)熱量煤種,是較好的動力、冶煉、化工和燃料用煤。
(2)水資源和電力充足、穩(wěn)定。安徽省擁有淮河、長江、新安江三大水系,水域遼闊?;春釉诎不站硟?nèi)流域面積約6.69 萬平方公里,長江流經(jīng)安徽省流域面積約6.6 萬平方公里,新安江干流在安徽省境內(nèi)流域面積約6 500 平方公里。豐富的水資源為安徽省煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了可靠保障。
淮南是我國六大煤電基地之一,2019 年,全市火力發(fā)電裝機(jī)容量為1 434 萬千瓦,有“火電三峽”之稱,為煤化工企業(yè)提供安全、穩(wěn)定的電力供應(yīng)。
(3)區(qū)位競爭優(yōu)勢明顯。安徽省地處華東腹地,是承接長三角地區(qū)經(jīng)濟(jì)輻射和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的前沿地帶,也是我國實施西部大開發(fā)、中部崛起發(fā)展戰(zhàn)略的橋頭堡。鐵路東接京滬線,西連京九線,水路、公路發(fā)達(dá),交通運輸便捷。安徽不僅有煤炭資源優(yōu)勢,而且地處我國經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的華東地區(qū),毗鄰高速成長的華東大市場,滬蘇浙是甲醇、二甲醚、烯烴等主要煤化工產(chǎn)品的主消費區(qū),因此區(qū)位競爭優(yōu)勢得天獨厚。
(1)兩淮地區(qū)高灰熔點煤制約煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展。煤氣化是現(xiàn)代煤化工發(fā)展的龍頭,高溫、加壓、大規(guī)模氣流床氣化技術(shù)是煤氣化發(fā)展的核心。安徽省煤炭資源豐富,但高灰熔點煤占比較大,一直面臨不能直接用于氣流床氣化的難題。雖然中國石化與華東理工大學(xué)聯(lián)合開發(fā)的SE-東方爐可以實現(xiàn)淮南煤的直接試燒,但在中安聯(lián)合煤化有限責(zé)任公司實際生產(chǎn)過程中,為防止氣化爐堵渣,該氣化爐摻燒本土煤的比例不足30%,主要氣化原料煤為外購的西部產(chǎn)煤區(qū)低灰熔點煤,運輸成本大大增加,且煤質(zhì)不穩(wěn)定。
(2)煤化工行業(yè)的環(huán)境風(fēng)險。煤化工行業(yè)的環(huán)境風(fēng)險主要體現(xiàn)在“三廢”的排放和治理上。
一是廢水處理。煤化工廢水組分復(fù)雜,主要包括COD、BOD、總氨、總酚等,現(xiàn)代煤化工并沒有做到真正意義上的“零排放”,主要原因是“三廢”處理投資大。一般來說,要實現(xiàn)“零排放”,環(huán)保投資至少要占到項目總投資的5%~8%。
二是廢氣處理。所需處理的廢氣主要為揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs),目前煤化工中VOCs 排放無行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),管控難度較大?,F(xiàn)代煤化工項目生產(chǎn)過程中排放的VOCs具有成分復(fù)雜、有毒有害物質(zhì)種類多、含量高等特點。由于不同生產(chǎn)過程和工藝特點,VOCs 廢氣中的成分差異較大,處理難度大。
三是固廢處理?;以C合利用難度大,灰渣利用率低造成其大量堆存、占用土地及破壞生態(tài)環(huán)境;副產(chǎn)物結(jié)晶鹽的分離和利用仍需探索。
(3)煤化工標(biāo)準(zhǔn)體系不健全?,F(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系不健全,缺失煤化工產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)安全導(dǎo)則等重要基礎(chǔ)通用標(biāo)準(zhǔn),直接影響產(chǎn)品的銷售以及項目的設(shè)計、建設(shè)和運營水平,不利于項目的整體優(yōu)化。
隨著長三角一體化的高質(zhì)量發(fā)展,安全環(huán)保要求日益提高,滬、蘇、浙地區(qū)的化工產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移外遷將提速。安徽省煤化工基礎(chǔ)較好,區(qū)位優(yōu)勢明顯,應(yīng)利用難得的機(jī)遇大力發(fā)展現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè),深入?yún)⑴c長三角一體化發(fā)展。項目規(guī)劃和布局上總結(jié)已建成投產(chǎn)項目在設(shè)計、建設(shè)、管理和運行等過程中的成果、經(jīng)驗和教訓(xùn),科學(xué)規(guī)劃、合理布局,避免重復(fù)性建設(shè)和低端產(chǎn)能扎堆,形成終端產(chǎn)品高端化、差異化發(fā)展。
雖然煤化工技術(shù)發(fā)展已取得長足的進(jìn)步,但仍有較多的關(guān)鍵共性技術(shù)有待突破,如兩淮礦區(qū)高灰熔點煤氣流床氣化技術(shù)和煤化工生產(chǎn)過程中“三廢”處理及綜合利用技術(shù)等。堅持自主創(chuàng)新、以問題為導(dǎo)向,依托高校、科研院所開展聯(lián)合攻關(guān),發(fā)揮技術(shù)支撐和引領(lǐng),促進(jìn)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。建議依托安徽省煤炭資源綜合利用工程技術(shù)研究中心、安徽省現(xiàn)代煤炭加工技術(shù)研究院和合肥綜合性國家科學(xué)中心能源研究院,著力解決煤化工領(lǐng)域的關(guān)鍵工程技術(shù)難題,并逐步實現(xiàn)工業(yè)示范和產(chǎn)業(yè)化,引領(lǐng)和帶動行業(yè)發(fā)展及技術(shù)進(jìn)步。
加快構(gòu)建煤化工產(chǎn)業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系,解決影響產(chǎn)品市場準(zhǔn)入和工程設(shè)計與建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)缺位等重點問題,推進(jìn)裝備、工程設(shè)計與建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的制定,以高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)和規(guī)范產(chǎn)業(yè)發(fā)展。建議由安徽省煤化工標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會牽頭,聯(lián)合省內(nèi)煤化工企業(yè),加快推進(jìn)煤化工標(biāo)準(zhǔn)體系的建立工作。
安徽省煤炭資源豐富,煤種齊全,區(qū)位優(yōu)勢明顯,發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)條件良好,但存在著安徽本土煤灰熔點高導(dǎo)致在氣流床氣化過程中摻配量低、“三廢”處理技術(shù)落后、煤化工產(chǎn)業(yè)眾多標(biāo)準(zhǔn)缺失等問題。今后,緊抓長三角一體化高質(zhì)量發(fā)展的機(jī)遇,在安徽省合理布局煤化工產(chǎn)業(yè),對制約煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵共性技術(shù)進(jìn)行攻關(guān),建立健全相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)體系是安徽省煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中需重點關(guān)注的內(nèi)容。