【行业信息】周学双：现代煤化工发展再认识

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观点之一：现代煤化工在大气污染方面与火电比有优势。

目前，我国煤炭资源的利用方式,一是以燃料形式直接利用热能，约占煤炭消耗总量的80%。其中，用于发电用煤55%，建材用煤14%，民用及其它用煤10%；二是以原材料形式利用化学能，约占20%。其中钢铁用煤近16%，煤化工消耗约5%。与煤炭消费密切相关的大气环境污染物主要包括：二氧化硫、氮氧化物、颗粒物（PM）、二氧化碳、重金属（汞、砷）等，以火电和现代煤化工为例，比较两种煤资源利用方式的环保利弊。

1.二氧化硫

火电脱硫（目前95%以上为石灰石-石膏法），脱硫效率高的可达95%。但花费巨资仅仅改变污染物的形态，只是将二氧化硫从气态转变为固态污染物，需要占用大量土地，还将产生二次污染。煤化工是将硫变成化工原料如硫磺等，且回收率可高达99.5%以上，最终排放量只有火电厂脱硫后的1/20左右，回收的硫磺可有效解决我国硫磺资源的短缺。近几年我国硫磺进口依存度高达70%，进口量保持在1000万吨/年左右，相当于10亿吨规模煤化工（以煤中含硫1%计）的回收量，也相当于2011年全国二氧化硫的排放总量。

2.氮氧化物

火电补燃用空气（有效氧含量21%），1400—1500℃高温加上空气中大量的氮气（78%），增加了氮氧化物的生成和排放。现代煤化工是纯氧气化，没有外来的氮源，且气化过程为还原气氛，不具备合成氮氧化物条件，煤中的氮元素主要转化为氨氮。因此，从来源分析，火电的氮氧化物产生量远高于煤化工。

3.固体颗粒物（PM）

火电PM的来源主要是有组织的高空烟囱排放、备煤过程低空除尘器排放和无组织地面二次扬尘（煤堆场、渣堆场、灰堆场、转运等）。煤化工生产高温高压，工艺过程基本没有粉尘排放，大部分粉尘均被液相扑集，也不易二次扬尘，PM仅有备煤干燥过程的低空除尘器排放、煤堆场的地面二次扬尘。因此，煤化工的PM产生与排放优势均是火电无法相比的。

4.二氧化碳

对于同一种煤（煤种从褐煤到无烟煤，含碳量60-98%，假定完全燃烧），用于火电时，煤中的碳全部转化为二氧化碳。用于煤化工时，煤中的碳部分被固定在产品中，部分转化为二氧化碳排放。根据不同的产品和工艺路线，煤化工二氧化碳排放可比火电降低30—70%。此外，火电排放的二氧化碳浓度低（小于20%）、废气量大，CO2的捕集与封存（CCS）难度大、成本过高。相比之下，煤化工排放的二氧化碳浓度可达到87%-99%，捕集与封存（CCS）的优势十分显著。

5.重金属（砷、汞等）

根据全国24个省市107个煤矿的煤质测定，砷元素的浓度范围为0.322×10-6-97.8×10-6（以干煤计），火电虽然经过除尘、脱硫脱硝过程可以扑集部分重金属，仍然有部分重金属排入大气。煤化工工艺过程，80%左右的砷进入灰渣水，20%左右进入煤气。由于砷危害后续工艺，煤气需要净化脱砷，因此，砷等重金属几乎不会排入大气。

通过比较分析可以看出，现代煤化工在大气污染方面的环保优势是火电无法比拟的。除此之外，现代煤化工多联产还具有火电不具备的调峰调谷优势。因此，发展现代煤化工对于改善环境质量具有不可低估的作用！

观点之二：煤炭与石油在一次能源和二次能源中的定位与产业分工问题。

虽然，目前国际油价处于低位，现代煤化工经济性优势有所质疑，但煤炭与石油在一次能源和二次能源中的定位与产业分工仍是值得讨论的课题。传统意义上的煤化工主要是制煤气、焦炭、化肥、氢气等，而现代煤化工不仅可以完全替代传统煤化工，还可以将电、化、冶、热、建材等多种产业联合，实现大型产业集群。核心是将煤气化技术与化学品加工技术等多产业密切联系，供应跨行业的多种产品，除化学品之外，还可以供应油品、电、热、蒸汽、燃气、建材等能源产品及其它行业产品。不仅可替代能源和石油，而且通过多联产可以大幅度消减电力、水泥、冶炼、热力等重污染行业以及民用燃料、车用燃料生产等污染排放。

现代煤化工在技术层面已经可以复制石油化工的产业链。如煤制烯烃、芳烃、汽柴油、乙二醇等；煤和石油同为不可再生的化石燃料，在我国资源中的比重差异巨大（煤炭96.42%，石油1.71%），尤其是煤制烯烃技术成熟后，具有明显的成本优势，加上乙烷丙烷制乙烯丙烯等新工艺，我国固有的炼化一体化已经不具有优势，有必要重新校正煤炭与石油在一次能源和二次能源中的定位与产业分工。目前，正是炼化一体化的传统思维，石化行业将优质汽油组分用于生产乙烯等化工产品，使得我国的油品清洁化道路更加困难，因此，基于多方面理由，现代煤化工的重要性与发展的意义，有必要从环境保护角度重新评判和定义，科学的发展现代煤化工，调整煤炭的利用方式和比例，可以明显改善环境质量，也可以说现代煤化工是治理大气环境污染的产业手段（鉴于当前国际石油价格的实际，此处暂不涉及经济性分析）。

观点之三：现代煤化工产业布局不合理，将严重影响西部的环境安全。

由于缺乏国家层面的煤化工发展规划，我国除西藏外，西部（包括青海西宁）各地几乎都已经染指煤化工，规模之庞大超乎想象。根据不完全统计数据，我国煤（甲醇）制烯烃拟建规模超过3000万吨/年、煤制天然气超过2000亿立方米/年、煤制油超过3000万吨/年。据了解，内蒙古全区12个盟市有各级工业园区105家，其中国家、自治区级的工业园区有45家，仅鄂尔多斯就有14个煤化工基地。陕西榆林市有31个煤化工基地，近五年批复的兰炭7260万吨、电石360万吨、煤焦油及其燃料油1140万吨等。众所周知，煤化工是高耗水行业，我国西部历来属严重缺水之地，黄河流域水资源量与五十年代相比已减少20%，大量的煤化工项目在此区域开工，会使黄河中上游“有河皆枯”现象更趋严重。

观点之四：西部水资源和纳污水体缺乏，环境污染加剧已是不争的事实。

我国煤炭资源和水资源分布极不均衡，有煤的地方缺水，有水的地方又严重缺煤。西部包括新疆煤炭资源占全国的90.1%，特别是黄河中上游的晋陕蒙宁四省煤炭资源占有量为全国的67%，但水资源仅占全国的3.85%。且约40%还属于半干旱区域。由于西部煤炭资源区几乎都位于黄河流域，不仅缺少水资源，更缺乏纳污水体。

黄河担负着流域内生活、生产、农业与生态等多种供水需求。煤化工高耗水及含盐废水等污水的大量排放，不仅使黄河流域水资源量不断减少，且水资源及纳污体系已严重处于生态红线，必须加以严格控制，立法并严厉执法，才能面对今人与后人！

观点之五：煤化工必须走多联产之路。

从环保角度分析，单一的现代煤化工虽然属于煤炭资源利用的先进技术，但真正的优势是以煤气化为龙头的煤基多联产系统，可以实现煤、电、化、热、冶、建材等多产业的耦合，循环互补延伸产业链，寻求资源能源最大化利用、污染物最小化排放。生产化学品、油品、电、热、蒸汽、燃气、建材等能源产品与多行业产品的同时，可以大幅度消减电力、水泥、冶炼、热力等以煤炭为燃料的重污染行业、民用燃料、车用燃料等污染排放。

以煤气化为龙头的多联产系统是庞大的系统性工程，规模大、产业多，投资巨大，单一企业是无法完成的，必须由多个企业拼接方能实现。实际上，循环经济得以实现的前提必须是规模化经济，之所以许多实用的综合利用技术不能被企业所用，主要原因是构不成经济规模循环产业链。如，100万吨焦化，可以副产4-5万吨煤焦油和近2亿立方米焦炉煤气，这两种副产品利用均不够合理的经济规模，难以利用。如果建设成产业集群，多种副产品就能够规模化的配套利用。因此，必须发展现代煤化工多联产系统，只有这样的组合才能实现效益“1+1＞3”、污染“1+1＜0.5”，实现高碳资源的低碳化利用。

观点之六：战略层面论证煤炭的利用方式，科学发展煤化工。

2012年中国煤炭实物消费量35.51亿吨，是美国的4倍左右，设想如果美国也消费35亿吨煤炭，环境质量即使没有我们今天这样糟糕，也一定比美国现在的环境质量差！煤炭中任何微量的污染物乘以35亿，都将是巨量的，环境难以承载，因此，控制煤炭消费总量是必然的！正是煤炭的巨量使用，出现了涉及生存环境的大问题。

煤炭用途为燃料和原料，作为燃料的用量为大于80%，而作为原料的用量仅20%。有两个结论可以肯定，一是创造同样的社会财富可以不用消耗35亿吨煤炭；二是同样消耗35亿吨煤炭，可以不造成如今这样的环境污染后果。问题的关键就是我们的利用方式和产业布局不合理、不科学！因此，现在无论是产业界还是环保界，很有必要反思我们该如何利用煤炭？煤炭的两种用途比例显然不合理，虽然火电技术发展很快，但煤炭在火电（燃料）和煤化工（原料）使用过程中排放的大气污染物相比较，差距仍然十分明显，其他燃料用途就更不用说。可见问题很突出，增加煤炭作为原料的比重将显著改善大气环境质量！从国家利益出发，在战略层面充分论证煤炭的利用方式，在弄清楚煤炭作为原料和燃料的配比后，根据环境承载力，才能得到煤炭消费总量的上限。由此可以制定国家方针政策！

观点之七：煤资源开发与管理模式有待改进。

关于煤炭开采与利用涉及煤炭资源的管理与配置，西部近十年的资源开发已经暴露诸多问题，尤其是生态环境破坏。大量资金投入的目的是为了占有煤炭资源，地方政府在资源配置上均要求必须就地转化，由此催生了许多不具备条件的区域盲目上马发展煤化工，加剧了不合理布局和环境污染。“诸侯经济”与“全国一盘棋、有序、可持续发展”极其冲突，资源管理模式不适应科学发展要求，各自为政不可能解决环境问题！煤炭资源不应属于地方所有，必须从国家利益出发，从能源替代、资源、市场、技术、交通、环保等诸多方面，对煤炭资源进行科学统筹规划、统一调配，实现自然资源用途管制。摒弃部门和地方的狭隘利益观，筹划超越行政区划界限的大区域经济，改进财税分配机制，严禁“逢煤必采、逢煤必化”的现象继续蔓延。尽快出台煤炭与煤化工的相关政策，有效遏制西部盲目无序局面。

观点之八：现代煤化工应作为改善大气环境质量的产业手段。

煤炭现在和将来都是我国的主要生产资料和能源。发挥现代煤化工技术优势，提高煤炭用于原料的比例，消减燃料用量，尤其是加快替代民用燃料和分散小锅炉等污染严重的用户，实现煤、电、化、热、冶、建材等多产业的耦合，循环互补延伸产业链，寻求资源能源最大化利用、污染物最小化排放。在满足国民经济和能源需要的同时，大幅度消减电力、水泥、冶炼、热力等以煤炭为燃料的重污染行业、民用燃料、车用燃料等污染排放，实现效益“1+1＞3”、污染“1+1＜0.5”！也就是说，消耗同样的煤炭可以创造更多的社会财富，同样的社会财富可以更少的消耗煤炭，因此，发展现代煤化工将是改善大气环境质量的产业手段。可以说，我们现在已经拥有全球最为先进的煤化工技术，但是缺乏发挥这种先进技术的产业集群模式，仍然不能够最大限度、高效的为国民经济和改善环境质量发挥作用！

观点之九：煤化工发展应以环境主导规划布局。

近十年的实践表明，煤化工发展布局缺乏科学性，缺乏对环境的高度重视，这种模式已行不通！从已获得“路条”的16个煤化工项目来看，几乎都是以废水“零排放”为前提，存在严重的环境问题，缺乏环境可行性。现代煤化工技术已经趋于成熟，基本具备大规模发展的基础，但科学合理布局十分关键！因此，环保界应该对现代煤化工有客观准确的认识，提早介入，主导产业布局，积极参与现代煤化工的宏观决策，不能墨守成规，同时产业界有必要改变习惯思维，以改善环境质量作为发展的正确方向。

西部地区的环境特点是生态脆弱、风能和太阳能丰富、土地资源丰富、水资源有限，因此，应该综合多种资源包括风能和太阳能，在水资源相对丰富、具有纳污空间的煤炭资源区，构划现代煤化工多联产体系，耦合多行业多产品的超级产业集群，充分利用可再生资源，实现资源最大限度地循环利用。

观点之十：加强煤炭利用的环境监管。

煤炭的问题涉及煤矿、火电、煤化工、水资源、交通等多个行业，但现有的环境管理体系弊端较多，至今无法统计全国煤化工分布、产能等现状。“煤炭在地下是资源和宝藏”，挖出来不能及时合理利用，就可能变成“害”，污染环境。目前的环评管理对煤炭涉及的多个行业缺乏统筹考虑，要解决煤炭污染问题，必须抓住源头—煤炭，只要不把煤炭挖出来，问题就好解决！现在46亿吨的煤炭产能已经严重过剩，不能再做加法了，应该停止审批煤矿增产项目！

改进现有的管理模式，将煤炭开采与后续的利用结合管理。如，外运煤炭必须结合交通运能，就地加工必须结合水资源、排污去向等。只要煤炭利用不可行，煤炭就不能开采！

除此之外，从环境角度，可以进行煤炭开采与利用的专项战略环评，划定煤炭开采禁区、限制区和煤种使用的限制，如褐煤不得远距离运输、不宜用于火电，鼓励高硫煤用于煤化工，特殊煤种保护性开采，地下水资源区的煤炭暂不易开采等等。煤炭资源的分质高效科学利用，是真正解决环保问题的关键!

观点之十一：研究制定完善的煤炭开采与利用政策。

碳税政策实施将有可能改变煤炭利用的整体格局。从环境角度，有必要研究制定前瞻性、系统性、长期性的政策，便于产业界尽早考虑产业发展方向。如，不到十年时间，火电的烟气末端治理已经随着脱硫脱硝一级一级的叠加；现在，一个火电机组后面跟着至少有三级到四级的末端处理设施，今后还可能需要脱碳、脱汞等，应尽快论证技术和经济的可行性，便于火电行业决策发展方向；煤化工将硫作为资源回收利用，没有任何政策支持，而没有进行资源回收的火电却有脱硫和脱硝补贴；褐煤与劣质煤的利用、煤炭开采破坏水资源、焦炉煤气放空、高盐废水排放、煤灰渣堆存、煤炭中其他元素资源丢弃浪费等等，亟需国家环保方面的政策引导！（摘自《煤炭加工与综合利用》杂志2015年04期）

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