刘中民：煤化工应与石油化学工业联动

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  在央视《大国科学家》系列报道中，中国工程院院士、中科院大连化物所所长刘中民作为把煤变成烯烃的“魔术师”，介绍了这一战略新兴起的产业的技术突破和经济的效果与利益。连日来，多家企业公布了煤制烯烃项目进展。新疆能化80万吨煤制烯烃项目、内蒙古宝丰100万吨煤制烯烃项目等均在积极地推进，这表明地方、企业在重视煤炭清洁高效利用的同时，对煤化工节能降碳也有着相应布局。

  近日，刘中民在接受中能传媒记者正常采访时介绍了近十年来煤化工技术的突破和商业化成功案例。他认为，从能源安全保底方面考虑，煤化工要与石油化学工业联动，以弥补石油化学工业因优质石脑油原料不足造成的烯烃和芳烃短缺，促进精细化工产业链的发展。

  中能传媒：这十年来，您认为在煤炭清洁高效利用方面，需要我们来关注的技术突破有哪些？

  刘中民：近年来，我国在煤炭清洁高效利用技术方面取得了显著进步，持续推动煤炭由燃料向燃料与原料耦合转变，部分技术已走在世界前列，煤化工进入加快速度进行发展期，高耗能工业能耗指标明显降低。

  一是燃煤发电机组供电煤耗逐步降低。煤电正在慢慢地推进深度灵活调峰技术的开发与实施，以平抑可再次生产的能源的间歇性、波动性问题，提升电力系统对可再次生产的能源的接纳能力。近年来，部分煤电企业不断下探负荷深度调峰空间，如国家能源投资集团有限责任公司开发的超低背压微出力切缸技术和高低旁联合供热技术实现煤电机组20%负荷深度调峰及灵活性供热改造调试。

  二是煤化工技术和产业加快速度进行发展。第三代甲醇制烯烃技术正在开展百万吨级工业示范装置建设，可实现吨烯烃甲醇单耗2.6~2.7吨，比目前行业指标降低10%以上。煤制乙醇技术累计许可产能达到285万吨/年，世界首套50万吨/年项目计划年内投产，将在替代粮食乙醇及钢厂煤气制乙醇方面发挥作用。以乙酸甲酯、甲氧基乙酸甲酯为平台的含氧化合物产业链有望快速形成，合成气直接制烯烃、芳烃等新技术取得突破性进展。煤化工行业整体规模保持增长，产能利用率逐渐提高，多数装置具备“安稳长满优”运行能力，原料煤耗、综合能耗、水耗持续下降，能效持续提升。

  三是重点高耗能行业节能降耗效果明显，正在探索低碳化转变发展方式与经济转型。化工、钢铁、有色、水泥等用煤行业作为重要的支柱性产业，都会存在高能耗、高排放问题。从“十三五”开始，我国在工业过程节能提效方面加大科学技术创新力度，取得很明显的成效。以水泥行业为例，与2015年相比，2020年规模以上水泥企业吨水泥熟料综合能耗下降3.6%。开发的水泥回转窑富氧燃烧技术，可使回转窑节煤率达到8%。钢铁行业作为典型高耗能行业，深入推动节能减排，截至2021年底，1.4亿吨钢铁产能完成全流程超低排放改造。采用氢基熔融还原冶炼技术成功生产出高纯铸造生铁水。

  中能传媒：为啥说相比煤炭燃烧供能，利用相同数量的煤炭转化成别的产品更划算？

  刘中民：煤炭是我国能源产业的主导资源，也是基础工业的主要燃料和原料。“富煤、贫油、少气”的能源资源禀赋决定着煤炭将在我们国家的经济发展中发挥长期作用。我国煤炭大多数都用在燃煤发电、工业生产及化工原料。以2020年煤炭消耗为例，燃煤发电占52%、钢铁占17%、化工占8%。

  我国的煤化工行业承担着弥补石油资源不足、保障能源安全的任务，特别在当前复杂的国际形势下，煤制油气及大宗化学品对保障国家能源安全及产业链、供应链安全具有战略意义。同时，发展现代煤化工也可以有效弥补石油化学工业原料（主要是石脑油）不足及其结构性缺陷，推进化工行业整体结构优化。相比燃煤发电，现代煤化工发挥了煤炭的原料属性，二氧化碳排放大幅降低。

  另一方面，现代煤化工技术与可再次生产的能源有效耦合，不但可以充分的发挥现代煤化工行业氢气利用规模化特点和技术积累优势，还以氢为纽带，通过非化石能源制绿氢，进而与现代煤化工及二氧化碳耦合等创新技术结合，大幅度降低现代煤化工的碳排放，达到低碳发展目标的同时，促进煤炭作为原料向高端化、多元化、低碳化发展。

  中能传媒：有关技术成果是否有成功的商业案例？目前效益如何？怎样吸引更加多的传统能源公司参与进来？

  刘中民：近年来，我国在煤化工领域已形成了一批核心技术，正处于完成工业示范并大规模推广应用的有利时期。

  煤制油方面，已经实现百万吨级工业化应用。全球单套规模最大、神华宁煤400万吨/年煤制油项目于2016年建成投产，并于2017年满负荷运行，于2018年实现赢利。目前，3套百万吨级商业示范项目实现了满（超）负荷稳定运行，已形成650万吨/年的产能。其中新一代间接液化成套技术全方面提升了核心技术的先进性，系统能效由现有百万吨商业化装置的43%~44%提高至49%。

  煤制烯烃方面，战略性新兴起的产业正在快速形成。2010年，神华包头项目在世界上首次实现煤制烯烃工业化。甲醇制烯烃技术（DMTO）目前已许可31套工业装置，烯烃产能2025万吨/年，已投产运行16套装置，烯烃产能超过903万吨/年；2019年新一代甲醇制烯烃（DMTO）催化剂实现工业化生产，2020年完成第三代甲醇制烯烃（DMTO-Ⅲ）技术开发，一次性许可5套工业装置，烯烃产能500万吨/年。

  煤制乙醇技术开启大规模工业化应用时代。2017年1月，全球首套10万吨/年乙醇工业示范装置生产出合格乙醇。2022年6月，50万吨/年煤基乙醇项目在陕西榆林基本建成，进入中交试车阶段。目前，乙醇技术已签订实施许可合同9套，累计产能达285万吨/年。煤基乙醇战略性新兴起的产业初具规模。

  中能传媒：煤制烯烃作为战略性新兴起的产业，发展面临哪些困难，要哪一些政策支持？

  刘中民：现代煤化工行业面临更激烈的市场之间的竞争。“十三五”时期国际油价持续低位运行，带动化工产品价格走低，煤化工作为资源密集、技术密集、资金密集为特征的基础产业，行业赢利情况普遍受一定的影响。鉴于煤化工的战略意义，适当的政策支持是必要的。

  首先，“十四五”时期国际油价受各方面因素影响具有较大不稳定性，且国际上一批低成本原料转化项目将陆续投产，同时国内一批现代煤化工项目投产运行，煤化工商品市场竞争会更加激烈，部分落后产能将被快速淘汰。其次，资源环境安全约束加强，配套条件落实难度大。现代煤化工项目大多位于西部地区煤炭资源地，受资源环境安全约束加强的影响，部分项目的用地指标、用水指标、用能指标以及环境容量指标等不能如期落实，或者有偿获取的代价高，项目落地难度加大，影响了项目经济性预期和业主投资积极性。

  从能源安全保底方面考虑，煤化工要与石油化学工业联动，弥补石油化学工业因石脑油原料不足造成的烯烃和芳烃短缺，促进精细化工产业链的发展。煤炭也要发挥适合做含氧化合物的优势，与石油化学工业形成互补。也可进一步与盐化工、无机化工产业形成联动，如取代乙炔生产聚乙烯、聚氯乙烯等产品。

  建议一方面从政策层面规范煤化工的发展，加快标准制定速度，调整煤化工标准结构，探索化石能源与新能源、清洁能源等多种能源互补融合与协调发展的新模式，以能源的基础作用带动工业结构的全面升级。另一方面发挥国家体制优势，超越领域及行业限制，将现代煤化工放在能源系统的大格局下统筹考虑，打破各能源种类和行业相互独立分割的局面，推动各能源系统间资源优势合并，解决现代煤化工低碳清洁发展问题的同时，促进形成清洁低碳、安全高效的能源体系。

  报告嘉宾：山秀丽，全国工程勘测考察设计大师，华陆工程科技有限责任公司首席专家

  报告嘉宾：盛宇星，中科院过程工程研究所、北京赛科康仑环保科技有限公司副研究员

  1、11月8日全天报到，“伊吾会场”参会代表安排接站晚宿伊吾县，“哈密市区会场”参会代表大巴接至哈密宾馆。

  （1）当天上午：“伊吾县会场”会议代表参观调研伊吾县伊吾工业园区，并在园区召开专题座谈会，午饭后返回伊吾县城。

  （2）当天上午同期：“哈密市区会场”召开“投融资和技术装备交流对接会”。

  （3）下午：16:00 开幕式及院士报告会（伊吾县为线下会场，哈密会场同步直播）① 领导致辞; ② 院士专家主旨报告 ; ③“高端对话”，主要领导+院士+知名专家（主题为：碳达峰、碳中和形势下的哈密市现代煤化工产业高质量发展); ④ 招商推介及签约仪式；

  3、11月10日全天会议（哈密会场为线日，哈密会场参会人员赴伊吾县伊吾工业园区调研考察，晚宿伊吾县或淖毛湖镇，参观代表性煤炭深加工园区和典型企业，参观典型新能源企业。

  哈密集丰富的煤炭、油气、风能、光能等能源资源于一地，能源富集且多样化，是全疆乃至全国传统能源（煤炭）与可再次生产的能源（风、光）组合开发条件最为优越的地区之一。哈密熔盐塔式50兆瓦光热发电站全景

  据了解，哈密市煤炭预测资源量5708亿吨，占全国预测资源量的12.5%，占新疆预测资源量的31.7%，居全疆第一位，具有低灰、低硫、低磷、高热值、高含油率、高挥发分“三低三高”特点，特别是三塘湖、淖毛湖矿区已探明的煤炭资源中大部分为高含油煤，各煤层煤焦油产率平均达10%以上，最高接近20%，是全国乃至全世界罕有的富油煤种，风能、太阳能资源是全疆最好的地区。油气资源储量大，已探明的6个含油区块石油总资源量5.7亿吨，煤层气预测资源量约1.63万亿立方米，页岩气预测资源量约2770亿立方米、油页岩资源预测资源量约41亿吨，被自然资源部确认为亿吨级油田。哈密是全国风资源和光资源最好的地区之一，有全疆九大风区中的三塘湖—淖毛湖风区、十三间房风区及东南部风区，哈密市70米高度风功率密度等级≥每平方米200瓦、≥每平方米250瓦、≥每平方米300瓦和≥每平方米400瓦的技术开发量分别为3.03亿千瓦、2.44亿千瓦、1.9524亿千瓦和1.3亿千瓦；太阳能资源理论蕴藏量22.6万亿千瓦时，资源可开发量达49.38亿千瓦，技术可开发量达32.09亿千瓦，被国家确定为以千万千瓦级风电、百万千瓦级光伏发电示范基地为主的国家级综合能源基地。哈密辖区内新能源建设区域多为荒漠、戈壁地貌，地势平坦，适合大规模基地式集中连片开发建设，具备建设荒漠、戈壁大型风光电基地的土地资源优势。在“碳达峰、碳中和”战略引领下，哈密能源产业高质量发展迎来了历史性机遇。

  伊吾县位于新疆东北部，天山北麓东段，总面积19519平方千米，户籍人口21218人，有汉族、尔族、哈萨克族等17个民族。下辖4乡3镇1个牧民搬迁开发区、1个自治区级工业园区。辖区内有兵团淖毛湖农场、边防连等十余家驻地单位和部队。先后被国家、自治区评为“全国民族团结进步创建活动示范县”“国家卫生县城”“国家级园林县城”“自治区级优秀平安县”“自治区级生态文明建设示范县”“自治区文明县”等称号。伊吾县矿产资源十分丰富，现已探明矿产资源有煤、铁、铜、金、煤、石油、芒硝、花岗岩等28种四十余处矿产地，开发利用的有石油、铁、煤、金等。风、光能资源十分丰富，伊吾淖毛湖风区90米高度平均风速7.41m/s-8.49m/s，风功率密度在741-1196瓦/平方米，是新疆风资源最好的地区。光伏规划区年均日照大于6h的天数在300天左右，全年日照时数为3300至3500小时，年平均太阳总辐射量为6214.66兆焦/平方米，是全国太阳能资源最为优越的地区之一，开发利用潜力大。其中，煤炭资源储量大、品种多、易开采，具有低硫、低磷、低灰粉、高发热量“三低一高”的特点，焦油产率在10%以上，最高可达16.3%，是全国乃至全世界罕有的富油煤种，是煤炭深加工项目的理想原料。已探明煤炭资源储量241.5亿吨，矿区总规修编后，矿井田由6个增加至15个，煤炭规划产能由2900万吨/年提高到1.43亿吨/年，目前已建成煤矿企业2家。

  伊吾工业园区规划面积20平方公里，于2016年建成自治区级园区，已建成面积21.23平方公里，2018、2019、2020年度连续三年在全疆开发区土地集约利用评价中名列第一，是哈密现代能源与化工产业示范区发展的重要支撑和承载平台，实行以煤炭清洁高效利用为主的淖毛湖煤化工循环经济产业区、白石湖煤炭高效综合利用产业区和以有机农副产品深加工为重点的盐池特色农产品产业区，“一园三区”发展格局。近年来，围绕煤炭分级分质利用和煤制甲醇两条产业链，不断延伸产业链条。煤炭分质利用已建成1930万吨/年，在建3100万吨/年；焦油加氢已建成110万吨/年，年可产汽柴油100余万吨，在建100万吨/年；利用富产的荒煤气建成制乙二醇40万吨/年、发电4×5万千瓦机组及2×13.5万千瓦机组等项目，规划建设荒煤气制乙二醇、甲醇、甲缩醛、发电等产业延长项目。煤制甲醇产业链中，已建成甲醇120万吨/年、甲缩醛15万吨/年、多聚甲醛4万吨/年、乌洛托品2万吨/年、聚丙烯20万吨/年项目；“十四五”规划建设300万吨/年二氧化碳捕集及驱油示范项目、年产50万吨聚乙醇酸项目、风光互补联合制氢捕集二氧化碳合成绿色高值化学品项目、百万千瓦风光多能互补绿色低碳高值煤基化学品新材料项目、400万吨/年煤油共炼项目，发展甲醇制聚烯烃、MMA等产业延长精细化工项目。

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