我國煤炭資源較為豐富，煤炭是我國主體能源和重要工業(yè)原料。長期以來，我國十分關注煤炭資源的清潔高效利用。如何清潔高效地利用煤炭資源，對推進國家中長期能源發(fā)展戰(zhàn)略具有重要意義，而現(xiàn)代煤化工是煤炭清潔高效利用的重要途徑。

　　現(xiàn)代煤化工發(fā)展方興未艾

　　現(xiàn)代煤化工主要以潔凈能源和精細化學品為目標產品，包括煤制油、煤制氣、煤制甲醇、煤制二甲醚、煤制烯烴、煤制乙二醇等等，以及煤化工獨具優(yōu)勢的特有化工產品，如芳烴類產品。傳統(tǒng)煤化工主要指“煤-電石-PVC”、“煤-焦炭”、“煤-合成氨-尿素”三條產業(yè)路線，涉及焦炭、電石、合成氨等領領域。

　　從技術上看，目前我國現(xiàn)代煤化工已經形成了包括煤制氣、煤制油和煤制化工品的現(xiàn)代煤化工技術體系。我國現(xiàn)代煤化工從“九五”起步，目前無論產業(yè)關鍵技術還是核心裝備自主化研制都取得了重大突破，以煤制油、煤制烯烴、煤制乙二醇、煤制氣為主的現(xiàn)代煤化工技術均打通了工藝流程，先后開發(fā)了“多噴嘴對置式水煤漿氣化”、“航天粉煤加壓氣化”等先進技術，成功研發(fā)出“航天爐”、““神寧爐”、“晉華爐”等先進裝置；自主研發(fā)了煤直接液化技術，成功運行了世界首套108萬噸煤直接液化示范工程；中溫漿態(tài)床F-T合成煤間接液化技術，實現(xiàn)了世界單體規(guī)模最大的400萬噸煤間接液化項目運行；以低溫漿態(tài)床F-T合成技術為核心的100萬噸煤間接液化示范項目成功投產；甲醇制烯烴兩代工業(yè)化技術成功應用，13套工業(yè)裝置成功投產；甲醇制丁烯聯(lián)產丙烯技術完成萬噸級裝置工業(yè)性試驗。

　　“十三五”以來，我國現(xiàn)代煤化工產業(yè)一批關鍵技術裝備打破了國際壟斷，達到或接近世界先進水平；相繼攻克了大型先進煤氣化、合成氣變換、大型煤制甲醇、煤制油、煤制烯烴、煤制乙二醇、煤制乙醇等一大批世界級技術難題，并實現(xiàn)了關鍵技術裝備的產業(yè)化，走在了世界煤化工產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的最前列。2018年底，煤制油、煤制烯烴、煤制氣、煤制乙二醇產能分別達到1138萬噸/年、1112萬噸/年、51億立方米/年、363萬噸/年。

　　隨著國家能源集團鄂爾多斯108萬噸/年煤直接液化、國家能源集團寧煤400萬噸/年煤間接液化、大唐克旗煤制天然氣等一批新型煤化工項目建成投產，以及一批創(chuàng)新成果捷報頻傳，現(xiàn)代煤化工發(fā)展步入一個新階段。截至2019年上半年，我國現(xiàn)代煤化工行業(yè)生產總體平穩(wěn)，產能利用率處于合理水平，轉化煤炭約5570萬噸，為保障能源安全和化工原料多元化做出了突出貢獻。

　　當前，我國現(xiàn)代煤化工項目主要布局在國家規(guī)劃建設的14個大型煤炭基地和9個大型煤電基地，其中新疆、陜西、寧夏、山西、內蒙古、河南等省份煤炭深加工發(fā)展速度較快，培育了寧東能源化工基地、鄂爾多斯能源化工基地、榆林能源化工基地等多個煤炭深加工產業(yè)集聚區(qū)，現(xiàn)代煤化工產業(yè)基地化格局初步形成。全行業(yè)可實現(xiàn)煤炭年轉化能力2.5億噸以上，產業(yè)規(guī)模、產品產量均實現(xiàn)穩(wěn)步增長。

　　通過在內蒙古和陜西等地調研，筆者了解到，國家能源集團鄂爾多斯煤直接液化示范項目生產負荷持續(xù)維持在85%左右，單周期穩(wěn)定運行突破420天；國家能源集團寧煤400萬噸/年煤炭間接液化項目單位產品新鮮水消耗降至6.1立方米/噸，遠低于南非沙索公司12.8立方米/噸的水平；陜西煤業(yè)化工集團蒲城清潔能化公司增加聚烯烴新牌號9個，使產品步入高端行列。中國石油和化學聯(lián)合會會長李壽生告訴筆者，今年上半年，現(xiàn)代煤化工產業(yè)主要產品的產量全部實現(xiàn)新的突破，煤制油、煤制氣、煤制烯烴及煤制乙二醇四種產品的實際產量同比增長分別達到14.1%、25.5%、10%及56.4%，現(xiàn)代煤化工發(fā)展呈現(xiàn)出方興未艾之勢。

　　現(xiàn)代煤化工能有效保障能源安全

　　國際能源署（IEA）報告指出，提升能源效率是全球經濟有效和安全轉型的關鍵?；谖覈案幻?、貧油、少氣”的能源結構特點，煤炭一直以來都是我國的主體能源和重要原料。2018年，我國煤炭產量36.8億噸，進口量2.81億噸；我國原油產量1.89億噸，進口量4.62億噸，對外依存度高達70%；天然氣產量1610億立方米，進口量1254億立方米，進口依存度達45.3%。

　　當前，我國現(xiàn)代煤化工發(fā)展已經取得長足進展，煤替石油、天然氣成效明顯且潛力可觀。李壽生告訴筆者，目前我國現(xiàn)代煤化工有相當一部分技術處于國際先進或領先地位。煤直接液化技術和粉煤中低溫熱解及焦油輕質化技術為國際首創(chuàng)，煤制烯烴、煤制芳烴、低溫費托合成、煤制乙二醇以及煤油共煉技術皆處于國際領先。另外，示范或生產裝置運行水平也不斷提高。例如，以寧煤400萬噸/年為代表的百萬噸級煤間接液化項目實現(xiàn)了長周期穩(wěn)定運行；陜西未來能源采用自主開發(fā)高溫流化床費托合成關鍵技術大大豐富和改善了煤制油產品方案，其10萬噸級高溫費托合成工業(yè)示范裝置取得成功；數(shù)十套50-60萬噸/年用大連化物所研發(fā)技術的MTO項目在全國實現(xiàn)了商業(yè)化運行；年產50萬噸的煤制乙二醇裝置實現(xiàn)了滿負荷穩(wěn)定等等。

　　與此同時，一批先進煤氣化技術正向大型化、長周期邁進。延長石油開發(fā)出雙流化床超大型粉煤氣化技術、粉煤熱解氣化一體化氧氣氣化技術；中科院上海高等研究院等合作開發(fā)的二氧化碳甲烷多重整制合成氣關鍵技術，對緩解能源危機和減少二氧化碳排放具有重要意義。

　　按照國家確定的現(xiàn)代煤化工有序發(fā)展基調測算，在規(guī)模和項目投產率適中的情況下，2020年煤制石油替代效率有望提升至75%，降低石油依存度1.8個百分點；煤制天然氣替代效率有望提升至67.4%，降低天然氣依存度2.6個百分點。

　　現(xiàn)代煤化工可實現(xiàn)煤炭清潔高效利用

　　煤炭是我國基礎能源和重要工業(yè)原料，長期以來我國高度重視煤炭清潔高效利用。而作為我國特色化工產業(yè)的現(xiàn)代煤化工是煤炭工業(yè)轉型升級發(fā)展的必由之路，是清潔能源和石油化工的重要補充，同時也煤炭清潔高效利用的重要途徑。

　　中國工程院副院長、院士謝克昌指出，基于我國當前能源結構與供給關系，使得發(fā)展現(xiàn)代煤化工勢在必行。由于煤炭為主的格局長期來看不會改變，我國能源轉型的主要任務和主要立足點是推動煤炭清潔高效利用。謝克昌認為，煤炭雖然是化石能源，但完全可以實現(xiàn)清潔高效利用，而實現(xiàn)了清潔高效利用的煤炭就是清潔能源，現(xiàn)代煤化工是煤炭清潔高效利用的有效途徑。

　　對于現(xiàn)代煤化工產業(yè)的清潔化發(fā)展，謝克昌提出要以環(huán)保標準為優(yōu)先考慮因素，建立綠色化現(xiàn)代煤化工產業(yè)體系，同時要發(fā)展高效污染物脫除技術、多污染物協(xié)同控治技術、廢水零排放技術以及“三廢”資源化利用技術。另外，還要加快制定科學完善的現(xiàn)代煤化工清潔生產標準與相關環(huán)保政策，綜合考量大氣環(huán)境、水環(huán)境與土壤環(huán)境后科學布局現(xiàn)代煤化工產業(yè)，建立現(xiàn)代煤化工項目審批、全過程監(jiān)管以及后評價的清潔生產管理體系。

　　國家能源集團總經理助理張繼明向筆者介紹，現(xiàn)代煤化工由于原料稟賦帶來的高水耗問題長期被業(yè)內外所詬病，一度也成為阻礙行業(yè)發(fā)展的最大難題，如今項目水耗不斷降低，目前已做到低于全國工業(yè)行業(yè)平均水平，比如國家能源集團寧煤煤間接液化項目的噸油水耗從12噸降至6-7噸，60萬噸/年煤制烯烴項目噸產品水耗由設計值36.5噸降至20噸以下。另外，筆者在國家能源集團鄂爾多斯煤制油公司調研時該公司總經理王建立告訴筆者，公司將經過凈化處理的煤礦疏干水用于煤直接液化生產，實現(xiàn)了煤直接液化先期工程工業(yè)水源替代。在保護地下水資源的同時，解決了煤礦疏干水的綜合利用難題；而且，公司集成采用先進的污水處理工藝，摸索出‘清污分離、污污分治、分質回用’的治理方法，噸油水耗由設計的10噸降到6噸以下，可以說煤制油是水耗極低的煤化工項目。

　　新時代現(xiàn)代煤化工面臨諸多問題與挑戰(zhàn)

　　毋庸置疑，近年來我國現(xiàn)代煤化工發(fā)展一枝獨秀，異軍突起，取得了舉世矚目的驕人業(yè)績，但同時也面臨著嚴峻的問題和不容忽視的挑戰(zhàn)。

　　首先是戰(zhàn)略定位不明確，這是阻礙煤化工行業(yè)的重要因素。謝克昌院士認為，當前社會上一些觀點對煤炭是中國能源支柱存在認識誤區(qū)，同時對現(xiàn)代煤化工可以清潔高效部分替代石油化工等認識不到位，對中國煤化工的戰(zhàn)略定位一直未能清晰明確。因此，必須盡快明確現(xiàn)代煤化工的戰(zhàn)略地位，切實將煤炭綠色高效開發(fā)作為能源轉型發(fā)展的立足點和首要任務。

　　二是面臨國內外石油化工業(yè)的激烈競爭沖擊。近年來，我國在沿海地區(qū)布局了比較大型的煉化一體化大型項目，這些項目的快速發(fā)展使得石油化工與煤化工產品交叉重疊，必然造成更加激烈的市場競爭。不少民營企業(yè)主動從下游向上游延伸，打通原油加工、化工產品到紡織品的全產業(yè)鏈，包括“三桶油”在內的央企也打破生產油品的傳統(tǒng)模式，積極向下游高附加值的化工品延伸；國際石油、石化巨頭也在搶灘中國市場，建設具有世界領先水平的高端煉化一體化項目。因此，對于現(xiàn)代煤化工來說，只有闖出一條可以與石油化工媲美的新路徑，才能實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

　　三是國際石油價格與供應、資源配置與稅收、信貸融資與回報、環(huán)境容量與減排等，對現(xiàn)代煤化工也有著不可估量的影響。如果在某一時段和特定區(qū)域，這些因素疊加影響將增量放大。因此，優(yōu)化外部環(huán)境是發(fā)揮現(xiàn)代煤化工產業(yè)比較優(yōu)勢、提升競爭力的重要條件。

　　四是要充分體現(xiàn)成本與特色優(yōu)勢。隨著大煉化時代到來，我國石油化工產品產能已滿足市場需求，部分產品還存在明顯過剩，規(guī)模小、成本高、同質化的“落后”產能勢必被淘汰。與新建的大型煉化一體化項目相比，煤化工并不占優(yōu)勢。后者單位產能投資大，是石油煉化單位產能投資強度的5-10倍；產品結構單一，現(xiàn)有項目因規(guī)模限制，只能生產1-2個主產品，缺乏差異性、獨特性。張繼明指出，類似石油煉化千萬噸級一體化基地，在煤化工領域至少需投資1000億以上，這種成本壓力一般企業(yè)是很難支撐的，也是無法做到的。另外，在當前條件下，現(xiàn)代煤化工亟需找準行業(yè)定位，要加快補齊短板，彌補自身缺陷與不足，根據自身特點比選產品、降低成本，耦合技術路線、優(yōu)化系統(tǒng)，形成自身特色。

　　五是從技術上還要實現(xiàn)新突破。中國的現(xiàn)代煤化工產業(yè)在共性關鍵技術、前沿引領技術、現(xiàn)代工程技術和顛覆性技術上都有待創(chuàng)新和突破。謝克昌院士指出，必須實現(xiàn)技術的顛覆性才能有效促進能源的低碳轉型，而部分重大裝備、重要材料上的不足也在制約中國煤化工進一步發(fā)展，必須加快技術攻關，實現(xiàn)技術進步。

　　總之，我國現(xiàn)代煤化工發(fā)展到現(xiàn)在，其對石油替代和醇、醚、醛、酸、芳烴、烯烴下游含氧化合物已經成為現(xiàn)代煤化工產品的合理選擇。在原料和路線的選擇上，要高度重視低階煤的清潔高效利用。另外，要進一步加強頂層設計，以現(xiàn)代化、大型化、分質聯(lián)產化、多原料化、標準化和智能化的理念，按照“能源發(fā)展替代互補與化工產品高效高值”的思路，“高效利用、耦合替代、多能互補、規(guī)模應用”的路線，大力發(fā)展中國能源體系下的現(xiàn)代煤化工，實現(xiàn)對煤炭的清潔高效利用。（作者系國家能源局中電傳媒能源情報研究中心研究員）