高端多元低碳应这样落地——榆林现代煤化工发展六人谈

1998年获批国家级能源重化工基地、“十三五”期间列为国家现代煤化工产业示范区之一,2020年煤、油、气产量分别为全国的13.2%、5.3%和10.9%。这就是我国能源化工金三角的重要一角——陕西榆林。

2021年9月13日,习近平总书记视察榆林期间针对煤化工产业发表重要指示。为学习贯彻习近平总书记的指示精神,2021年12月17日,中国石油和化学工业联合会与榆林市政府就如何促进榆林地区煤化工高质量发展进行了座谈。在座谈会上,中国石油和化学工业联合会会长李寿生、中国石油和化学工业联合会副会长傅向升、榆林市人民政府副市长杨向喜、榆林市发展和改革委员会副主任周文军、榆林经济技术开发区管理委员会主任孙守洋、中国石油和化学工业联合会煤化工专委会秘书长胡迁林等,从不同角度对榆林煤化工产业发展表达了自己的观点。他们的发言集成在一起,就是榆林煤化工产业发展的一盘大棋。

按发言先后顺序

杨向喜:以多种优势补多个劣势

榆林市人民政府副市长杨向喜

从2005年开始,榆林成为陕西第二大经济体。从2007年开始,规上工业增加值总量连续14年居陕西省第一。2020年榆林实现生产总值4089.66亿元,同比增长4.5%,经济总量居呼包鄂榆城市群第一位、西部第七位。

榆林是国家级能源化工基地,拥有煤间接液化、煤油气综合利用等一批世界领先的技术,榆林实现了煤制芳烃、煤油共炼等一批全球首套试验示范装置建成投用。

2020年全市生产煤制甲醇330万吨、聚烯烃247万吨、聚氯乙烯164万吨、各类煤制油345万吨,煤、油、气产量分别占全国的13.2%、5.3%和10.9%。

总书记对标双碳目标任务,榆林将致力于推动煤化工高端化、多元化、低碳化发展。

一是加快构建科技创新体系,以中科院与榆林合作共建项目创建能源革命创新示范区为契机,围绕可再生能源多能互补、规模利用,化石能源清洁高效开发利用与耦合利用,开发低碳化、智能化和多能融合3条路线,开展基础研究、中试实验、产业示范等全周期的技术创新,突破一批卡脖子关键核心技术,支撑煤化工高端化、多元化、低碳化发展。

二是坚定不移腾出发展空间,坚决遏制“两高”项目盲目发展,开展煤化工全产业链低碳化再造,在煤化工动力、空分、气化、一氧化碳变换及净化等环节降低能耗。三是谋划实施煤化工产业延链补链行动,推动本地企业产品耦合,促进煤基化学品向下游工程塑料、聚酯、高性能纤维等高端化学品和化工新材料延伸。优化改进重大项目建设方案,着力打造煤制油气战略基地和国内最大的煤基可降解材料基地。

周文军:坚持“1+4+3+3”发展思路

榆林市发展和改革委员会副主任周文军

截至目前,榆林现代煤化工产业年产能分别为煤制烯烃310万吨、煤制油品160万吨、煤制甲醇330万吨、煤制醋酸40万吨、聚氯乙烯135万吨。

2020年全市煤间接制油、甲醇、乙烯产量分别达到74万吨、331万吨、115万吨,分别占全国总产量的9.2%、5.2%、5.4%。同时,煤油气资源综合利用、煤间接液化、煤油共炼、高温费托合成、煤制芳烃、煤炭分级分质梯级利用等技术国内外领先,15万吨电厂二氧化碳捕集和封存(CCS)示范、10万吨煤化工二氧化碳捕集和封存利用(CCUS)项目先后建成,百万吨煤化工二氧化碳捕集项目即将开工。

但是,榆林面临的转型挑战前所未有。

2020年榆林全市能源消费总量为3804万吨标煤,占到陕西全省能源消费总量的27.67%,能源消费总量大;榆林全市单位GDP能耗为1.05吨标煤/万元,是陕西全省的1.88倍,更是全国的1.94倍,单位GDP能耗强度高;榆林规上工业能源消费占全市能源消费总量的97.01%,其中化工和电力能源消费就占全市能源消费总量的52%,能源消费行业集中度高。

“十四五”及未来一段时期,我们煤化工产业的发展思路概括为“1+4+3+3”:

“1”即落实以强度控制为核心的能耗双控政策,力争“十四五”期间单位GDP能耗下降15%。

“4”即通过4种途径解决能耗指标。一是争取能耗指标国家单列。二是等量置换,通过淘汰落后产能、节能技改等腾出能耗空间,等量置换给现代煤化工项目。三是对能耗强度低于1吨标煤/万元工业增加值的项目不进行等量置换。四是对能耗强度高于1吨标煤/万元工业增加值的全产业链项目,分成煤制气和化工两个工段,煤制气工段能耗通过等量置换解决,化工工段能耗通过降低单耗解决,不进行等量置换。

“3”即3个方法减碳。一是源头减碳,坚决遏制“两高”项目盲目发展,今后新上“两高”项目,要同时具备列入省规划、获得能评批复、获得环评批复。二是过程减碳,通过工艺进步减少项目能耗、提高能效水平,通过绿电制绿氢减少煤化工动力站、一氧化碳变换、低温甲醇洗净化等环节的二氧化碳排放。三是末端固碳,一方面推进二氧化碳资源化利用,倡导所有现代煤化工企业2022年底前实质性启动二氧化碳资源化利用项目,并作为考核企业双碳工作的主要任务;另一方面大力推进碳汇林建设,每年新建或改造100万亩碳汇林,鼓励现代煤化工企业认购碳汇林。

第二个“3”即3个保障能耗双控。一是持续加大能耗小、增加值大的煤油气资源开发力度,确保能耗强度下降。二是通过延长产业链降低能耗,从2022年起所有基础化工产品10%~20%在当地深加工。三是坚持能耗弹性系数压减,对能耗小产值贡献大的少压减、能耗大产值贡献小的多压减,确保完成“十四五”能耗强度下降任务,合理控制能耗总量。

胡迁林:利用资源优势不是依赖资源优势

中国石油和化学工业联合会煤化工专委会秘书长胡迁林

榆林煤化工产业发展资源组合配置国内外罕见。如榆林探明煤炭储量1490亿吨居世界七大煤炭之首,陆上最大整装气田——陕甘宁气田探明储量1.18万亿立方米,探明石油储量3亿吨,岩盐预测储量6万亿吨,还拥有风能储量3200万千瓦、太阳能储量6600万千瓦。榆林在煤电一体化、现代煤化工等煤炭清洁高效利用产业的发展规模、技术水平和影响力方面已走在全国前列。但是,榆林煤化工产业发展还存在一些劣势,比如资源依赖度高、产业发展层次有待进一步提高,能源消耗高、碳减排压力大,生态环境脆弱、环境保护压力持续升级等。

对此,我的建议有6条:

一是推动传统产业升级改造。《榆林市推进兰炭行业升级改造高质量发展实施方案》2020年提出,淘汰过剩落后产能,为优质产能释放腾出环境容量和生产要素。建议兰炭企业采用新工艺、新技术、新装备升级改造,推动煤化工全产业链低碳化改造,动力、空分、气化、变换等现有装置逐步实施电能替代,实施补氢措施等。

二是充分发挥煤油气资源优势,大力实施原料耦合。榆林有煤、油、气资源,重点是实施碳氢互补。煤炭中氢碳比低,下游合成反应一般要求氢碳比在2左右,而变换单元将大量有效碳(一氧化碳)转化为无效碳(二氧化碳),净化单元排放的高浓度二氧化碳约占二氧化碳排放量的70%。煤炭、天然气两种原料结合的优化,能同时减少原料煤和燃料煤消耗并降低二氧化碳排放量,最大降幅可达60%。

三是利用煤炭富油特质,积极发展煤炭分级分质利用产业。1吨富油煤平均可以回收8%~9%的煤焦油,生产大约300立方米的富氢气体,同时生产650公斤高活性无烟清洁半焦。利用榆林煤炭富油的特质,分级利用煤中的油气碳,资源利用效率更高、经济效益更好。

四是依靠科技创新,着力延伸产业链,发展高端产品。煤间接液化,可重点发展中高熔点费托蜡和改性蜡、高档润滑油基础油、高档白油、环保溶剂油、聚α烯烃、高碳醇等精细化工产品。煤制烯烃产业链,乙烯和丙烯可延伸加工产业链,打造环氧乙烷产品链、醋酸乙烯产品链。芳烃产业链,可打造芳烃-乙二醇-聚酯、烯烃-芳烃-橡胶及弹性体、烯烃-芳烃-尼龙等产品链。低阶煤分级分质利用,可重点发展碳基材料、含氧化学品、军用特种油品等。

五是煤化工产业与氢能、可再生能源耦合。截至2020年底,榆林全市新能源发电装机占到发电总装机的31%。可积极发展风光电等新能源产业,利用副产氢资源,前瞻性布局氢能产业,进行煤化工产业与氢能、风光电等可再生能源耦合的试点、示范,助力碳减排和碳达峰。

六是积极发展二氧化碳捕集与封存利用技术(CCUS)。当前国家能源集团锦界电厂已与油田合作开展二氧化碳捕集与封存(CCS)项目,延长石油集团实施了20万吨/年二氧化碳捕集与封存、驱油(CCS-EOR)项目,榆林城投佰盛化学科技有限公司与中煤陕西榆林能源化工有限公司签约开展100万吨级二氧化碳捕集与利用(CCU)项目等。未来将实施碳汇、碳交易政策,CCUS技术要提前布局。

傅向升:创新协同低碳是企业生存之本

中国石油和化学工业联合会副会长傅向升

我想与大家交流3个关键词。

一是创新。不管走进哪一家煤制烯烃企业,从全产业链来看,企业煤制气不一定用的是我们自己的甲醇制烯烃(DMTO)水煤浆技术,有的企业采用国外的气化炉。甲醇合成,很多企业用的是戴维技术。低温甲醇洗,很多企业用的是林德技术。但到了烯烃聚合一步,无论高密度还是全密度聚合,都还是国外的技术。这就是我们的技术现状——制约和瓶颈就在面前。那么,到“十四五”再建新的装置时,能不能用国内自己的技术呢?

二是协同。以榆林为例,布局了3个园区,每个园区内的企业之间,在产业链、能源、公用工程配套方面能不能协同布局。再进一步,榆林的3个园区是不是也能一起研究园区之间的产业链和产品方向协同。3个园区协同做好了,由点外推,能源金三角之间也有个协同问题。实际上,有的企业在榆林、鄂尔多斯、宁东都有工厂和项目,企业的协同也会带动地区的协同。还有就是大家关心的,煤化工与新能源、特别是绿氢的协同。

三是低碳。中央经济工作会议提出的新政策,对煤化工发展非常有利。我们在振奋之余,必须保持客观和冷静。煤化工毕竟还是以化石资源为原料,是碳排放产业。原料、燃料用能分开,为煤化工发展腾出了能耗空间,这是肯定的。但是,腾出来的指标和空间一定要用在发展高端产品上,是为未来高质量发展腾出的空间,不能用在发展基础产品和低端产品上。

现有企业怎么办?一定要遵照国家双碳目标、发改委等五部门联合发布的《高耗能行业重点领域能效标杆水平和基准水平(2021年版)》。企业内部先要自己算账,当前能效是基准水平还是标杆水平?如果在基准水平之上,企业还有生存和发展空间;如果在基准水平以下,现在就应该着手把能效起码提高到基准水平之上,否则,不用多久肯定是要倒下。我建议,新建项目一定要严格以标杆水平为标准建设。现在已经批准立项的、已经开工的项目,也要一项一项核算。如果没有达到标杆水平,能否寻找新的技术和方法,使得建成项目能提高到标杆水平。想办法能提尽提。

孙守洋:内盯住双目标外盯住先进同行

榆林经济开发区管理委员会主任孙守洋

榆林经济技术开发区是国家级经济技术开发区、国家新型工业化产业示范基地、国家级绿色园区、国家级陕北能源化工基地和国家能源金三角重要组成部分,形成了以国家能源、陕西煤业、延长石油、恒力集团等世界500强企业为引领的数个超大型产业集群。目前园区固定资产投资累计超900亿元,实现工业总产值2000亿元以上。2020年完成固定资产投资260亿元,2021年截至11月底完成固定资产投资210亿元。

榆林经济技术开发区“十四五”将抓住科技创新突破口,把产业项目布局向高而强转变,做精、做实重大项目减碳降耗,加快转型升级高质量发展,瞄准“3个对标”。

一是对标双碳目标。重点打造煤基特种燃料、煤基可降解材料、煤基碳素材料、煤基储能材料及电解液、电子化学品等化工新材料产业链,形成特色鲜明的产业集群优势和具有国际竞争力的产品竞争优势。重点支持含氧化合物发展化工新材料产业链,做好生产过程节能减排。优先发展低碳、零碳下游产业,降低单位工业增加值能耗,高碳产业低碳发展。利用风能、太阳能等可再生能源优势,将绿氢同现代煤化工产业嫁接,促进产业链延伸,降低能耗总量。积极开展二氧化碳捕集、封存和资源化利用项目,先行孵化或培育二氧化碳驱油、等离激元等产业化项目。

二是对标世界知名化工企业。培育一批在科技、技术、市场等方面具有竞争优势的国际化企业集群,打造一批在我国煤化工领域具有领先或主导的煤基可降解材料产业集群,发挥集群优势。当前国家能源集团榆林化工有限公司项目原煤消耗量是煤制烯烃的1/2,二氧化碳排放量是煤制烯烃的1/3;陕煤集团榆林化学有限责任公司优化调整产品方案后,单位工业增加值能耗有望降至1.44吨标煤/万元;恒力集团对产品方案及节能措施进行优化调整后,单位工业增加值能耗将由2.42吨标煤/万元降到1.21吨标煤/万元。龙头企业已经朝着提高煤炭资源利用率、降低单位产品能耗的方向转型提升。

三是对标国际一流化工园区,打造低碳零碳园区。按照产业产品一体化、公用辅助一体化、安全环保一体化、物流传输一体化、管理服务一体化发展思路,提升供水、供电、供气、供热、消防、污水处理、废弃物处置能力和水平,构建完整的生态工业体系,形成一体化公用工程岛,引进配套下游产业,提高园区的吸附力和承载力,全面提升园区的监管与服务能力,打造安全、绿色、智慧、可持续发展典范。高标准推进智慧园区建设,建立全周期安全环保风险管控机制与管理体系。推进创新创业产业园建设,促进煤化工迭代技术升级。

李寿生:双目标下应出现第四个里程碑

中国石油和化学工业联合会会长李寿生

我有3个观点分享。

第一个观点,我国煤化工始终是在争论中发展。

业内不少人包括专家都对我国发展煤化工产业有非议:煤本身就是能源,还要用其他能源把它变成石油、天然气的另外一种能源,有价值吗?我国有石油、有天然气,再发展煤化工,与石油化工、天然气化工相比,有竞争能力吗?

在编制“十三五”规划时,时任全国人大常委会副委员长盛华仁把我叫到人民大会堂,当面交给我一个任务:高层对煤化工发展有不同的认识,联合会要做一个认真的调研,给国务院写一份有分量的报告,如果写得好,由他提交。联合会组织了煤化工企业调研,在西安召开调研座谈会,并完成煤化工发展调研报告提交给国务院。报告对“十三五”规划支持煤化工发展起到了积极作用。

我认为,报告中最能打动国务院领导的是这样一句话:国外对中国发展现代煤化工的评价比国内高许多。国务院领导问我,国外是怎样评价的?我汇报了3个观点:美国陶氏时任CEO利伟诚表示,中国发展现代煤化工是对世界化学工业原料多元化的重大贡献;巴斯夫时任CEO博凯慈说,中国发展现代煤化工是符合中国国情的必然选择;日本通产省在其十年规划中称,对日本化学工业发展威胁最大的是中国的煤化工。现代煤化工列入“十三五”战略发展规划,煤化工有了发展机遇。

双碳目标提出之后,煤化工发展遇到了很大压力,很多企业领导都不敢说自己是搞煤化工的。各省份都要控制煤炭消耗总量和强度,使得2021年二三季度国内经济出现很大问题。缺煤、缺电,国企、民企和外资企业都受到影响。

以巴斯夫为例,其在国内10个省份都有工厂,但每个地方限产幅度不同。化工厂一旦拉闸,会有爆炸的危险。为什么能耗达标也要限产?中国经济发展的法制观念受到质疑。我就此与国家发改委原副主任解振华交流。解振华表示,一刀切的方式肯定不对。但切几刀、怎么切,联合会要提出可操作的办法和建议。联合会组织专家队伍提出了切5刀的建议:一是达标与不达标切开;二是原料煤与燃料煤切开;三是入口与出口切开,管住出口的二氧化碳排放;四是节能措施好的企业与不重视节能的企业切开;五是能源调入省与调出省切开,在项目安排上有区别。

我们看到,结果是不错的。中央经济工作会议提出了更彻底的解决方案:新增可再生能源和原料用能不纳入能源消费总量控制、创造条件尽早实现能耗双控向碳排放总量和强度双控转变。但是,大家不能掉以轻心,未来国家对碳排放将进行更加严格的管理。比如,统计局正在做课题,要研究确定各行业、各企业二氧化碳排放的统计因子。未来入口放松、碳排放出口收紧。这样的政策环境来之不易。

第二个观点,榆林要从战略上同时做好发挥资源优势和规避资源劣势两篇大文章。

在“十三五”规划制定我向国务院领导汇报时,李克强总理曾说,煤化工的发展存在布局上的矛盾:煤炭大省都是水资源短缺省份,各省发展煤化工都拿黄河说事,可黄河水早就分完了。而煤化工的发展水消耗量大,所以,其可持续发展必须同时处理好煤资源优势与水资源劣势这两篇大文章。

从长远来看,榆林虽然有煤资源优势,但水资源短缺形势严峻。煤化工的发展水消耗量大,其可持续发展必须同时处理好这个硬性制约。

第三个观点,榆林要高举创新发展大旗,站在现代煤化工核心技术创新的制高点上。

榆林煤化工有很好的基础,有一批优秀的企业,形成了一定的特色优势,但这些都不够。很多工作要向着世界一流的水平看齐,要有雄心壮志,干到要么第一,要么唯一。特别是9月13日,习近平总书记视察榆林期间发表有关煤化工发展重要讲话提出的绿色化、高端化、多元化。

榆林的现代煤化工创新应聚焦3点:

一是煤资源清洁转化利用技术要站在最前面。煤化工的第一步是煤炭的资源转化,提高煤炭的利用效率是第一要务。在双碳目标下,煤炭的转化效率、热能的利用效率、清洁工艺水平、合成气(一氧化碳加氢)的含量,都是双碳的硬约束。在煤炭高效清洁转化利用上,榆林的煤化工企业都要用一流标准来要求。

二是煤化工的终端产品一定要高端化、差异化、多元化,产业链延伸走在最前面。美国陶氏CEO利伟诚曾对我讲过一段话,令我终生难忘。他说,在跨国公司的眼中,中国的化学工业就是基础原材料工业。虽然装置规模很大、产品数量很多,但只做到原材料为止,不再向下走。合成氨、甲醇、乙烯、丙烯等规模都很大,但你们的产品离终端有很大距离。终端产品技术水平不低、经济效益不差,希望你们大胆地拥抱终端市场。

现在榆林煤化工企业生产出了烯烃、芳烃,也有了聚乙烯、聚丙烯,但没有终端产品。我们的产品结构没有走到终端。日本所有的化工产品都尽可能地往终端走,而且终端产品相当好。以日本药妆店的膏药为例,中国的产品贴几天就会出现瘙痒、皮肤过敏现象,日本膏药不会出现这些问题。而且日本膏药品类分得很细,有专门治疗肌肉拉伤、神经疼、骨痛等的,还有专用于背、臂、腿等不同部位的,更有专门为老年人设计的,所有产品的设计非常好。日本化学工业提出,要做到让日本国民每天都能感受到化学工业创造的舒适生活。我们化学工业的着火、爆炸、泄漏事故让民众害怕。差距太大。怎样从原材料生产向下游拉伸,产业链的补链强链延链差得很远。

中国也有产业链延伸做得很好的企业。2020年联合会去恒力集团调研,他们有个最基本的经验——项目和投资都在产业链上延伸。我给调研报告总结的题目是:在产业链上崛起。恒力集团从生产纺织机械起步,先延伸到织布,再迈到化纤领域,原材料被卡住后延伸到化纤原料对二甲苯、对苯二甲酸,然后进一步跨入炼油产业做到2000万吨规模。所有的产品下游全接上了,是需要才搞的。煤化工企业的项目、投资也要沿着产业链走,在产业链上延伸、发展,在终端产品上高端化、差异化和多元化发展。很多煤化工企业产品结构雷同,更可怕的是大家的技术水平相同,只能在一个细小的市场上竞争。做到你会的我不干、你不会的我会,才叫本事。

三是要在二氧化碳资源化利用上站在最前面。碳达峰不易,碳中和更难。但要对二氧化碳有个正确的认识。二氧化碳不是万恶之源,因为人类不可能生存在无碳的世界里。化学工业认为,二氧化碳是可以资源化利用的资源。如何利用这个资源,需要我们下功夫。在双碳目标下,有一些企业会死在碳下,但我坚信,还有一些企业会活在碳上。两种企业有一个重大的差别,就是看谁能找到二氧化碳利用的技术、工艺和产品。谁能找到,就可以活在碳上,而且可能活得很好。

二氧化碳怎么用?美国企业利用二氧化碳生产多元醇,欧洲企业用来生产甲醇,还有不少企业用来生产医用聚乙醇酯、可降解塑料。国内中科院天津一家研究所在国际上首次实现了从二氧化碳到淀粉的全合成。

氮肥工业的创新是用空气中的氮生产面包的神话。现在我们的科学家用二氧化碳来生产淀粉。那么,煤化工企业是不是未来可以续写利用二氧化碳生产面包的现代神话呢?我认为二氧化碳的利用大有潜力可做。

现代煤化工发展历史上有3个里程碑:

18世纪中叶到19世纪初,随着冶金的发展发明了焦炭,焦炭技术和城市煤气化技术的突破是煤化工发展的第一个里程碑;

20世纪中叶,费托合成的创新开创了煤化工发展的第二个里程碑;

21世纪初期,中科院大连化物所开发了DMTO技术,开创了世界煤化工发展的第三个里程碑。

现在,但凡以石油为原料生产的所有化学品都可以煤为原料来生产。煤制石油、煤制天然气、煤制烯烃、煤制芳烃、煤制乙二醇都能做到。现在面临双碳目标的挑战。那么,这个挑战是不是给我们带来了开创煤化工发展第四个里程碑的机会呢?

第四个里程碑的挑战也许就是高碳原料、低碳排放、绿色技术。我非常希望在世界煤化工发展第四个里程碑的突破中能看到我们榆林的作为。


(文字/索荣 图片/豫章)

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