现代煤化工产业发展方向分析报告.docx

现代煤化工产业发展方向分析报告当前，国内外能源化工市场多维震荡，我国煤化工产业正在加速向高端化、绿色化、智能化迈进。“经过20多年的发展，我国煤化工产业已经形成了具有一定影响力的规模化产业体系。”中国石化洛阳工程有限公司教授级高级工程师梁龙虎表示，“十四五”期间，我国煤制油产能保持稳定，煤制天然气、煤制烯烧、煤制乙二醇产能小幅增长，总体运行状况不断改善。来自中国石油和化学工业联合会的数据显示，2024年，我国现代煤化工四大类型产业（煤制油、煤制天然气、煤制烯烧、煤制乙二醇）的煤炭转化能力为1.38亿吨标准煤/年，煤炭转化量约1.2亿吨标准煤，替代油气当量约3810万吨。2024年，我国现代煤化工营业收入合计约2026.6亿元，同比增长4.2%；利润总额约119.3亿元,同比增长178.l%o“当前，煤化工产业正处于重要窗口期。要积极谋划新格局，主动寻求新突破。"中国化学工程集团国化投资公司副总经理韩红梅表示，展望“十五五”，我国煤化工产业政策更加明确、产业格局更加清晰。巩固夯实产业根基，不断加强高端创新，深度参与全国乃至全球大竞争，促进产业质量、效益提升与可持续发展相统一，促进产业水平再上新台阶，是我国煤化工产业未来发展的必然选择。一、运行水平持续提升石油和化学工业规划院统计数据显示，截至2024年，我国煤化工产业形成了3.15亿吨标准煤/年的煤炭转化能力。2024年，煤化工产业实现煤炭转化量约2.76亿吨标准煤，替代油气当量约1.4亿吨。其中，煤制合成氨产量、煤制甲醇产量分别占氨产量、甲醇产量的78%、84%；煤制烯烧产量、煤制乙二醇产量分别占烯煌产量、乙二醇产量的27%、34%；煤制油产量、煤制天然气产量分别占原油产量、天然气产量的3.5%、3%o“煤化工是我国石油化工的重要补充。”石油和化学工业规划院能源化工处处长朱彬彬表示，当前，煤制合成氨、煤制甲醇是粮食安全和产业链供应链安全的重要保障，发展煤制烯烧、煤制乙二醇是我国石化原料实现多元化的重要路径之一，我国已初步建立起煤制油气产能和技术储备。朱彬彬指出，通过“十二五”时期到“十四五”时期的煤化工项目示范和升级示范，我国煤化工技术装备总体已处于世界领先水平,发展质量不断提高。我国煤化工产业关键共性技术研究取得积极进展。大型煤气化技术逐步趋于成熟，国内气流床气化技术单炉投煤量规模已达4000吨/日，未来可进一步提升到4500吨/日至5000吨/日；固定床气化技术单炉投煤量规模已达1000吨/日，未来可进一步提升到1500吨/日至2000吨/日；气化炉单炉规模进一步扩大，边际效益递减，未来将在煤种匹配、能量回收、高负荷运行稳定性等方面进行优化；国产化空分设备的市场占有率不断提升，杭氧集团、开封空分集团等企业的空分设备技术已达国际先进水平。我国煤化工产业运行水平持续提升。主要子产业的产能利用率稳步提升。煤制合成氨、煤制甲醇产业在“十三五”期间进行供给侧结构性改革，不断淘汰落后产能，呈现良性发展态势。煤制电石、煤制乙二醇产业由于持续过剩，产能利用率一直较低；煤制油气、煤制烯煌等产业项目运营基本成熟，加上油价高位运行、国家管网改革等利好条件，运行负荷不断提升。我国煤化工产业效益不断分化。石油和化学工业规划院统计数据显示，2019年到2024年，煤制油利润总额从-1亿元增长到58.9亿元；煤制天然气利润总额从-21亿元增长到17.5亿元；煤制烯煌利润总额从58亿元减少到35.3亿元；煤制乙二醇利润总额从T7亿元增长到7.6亿元。“未来，煤炭的利用形式将从分散向集中转变，利用方式将从以燃料为主向燃料和原料并重转变。”朱彬彬说，“煤化工特别是现代煤化工，单体煤炭利用量大、能源利用率高、污染物脱除效率高、转化后进行远距离输送经济高效，将成为煤炭清洁高效利用的重要途径之一。”“如今，世界经济增速持续放缓，大国博弈持续加剧，新一轮科技革命和产业变革持续深化，能源绿色低碳转型进程加快。面对国内外新形势，煤化工产业将成为保障我国能源安全、粮食安全、产业链供应链安全的底气。”韩红梅说。二、发展方向绿色低碳“煤化工产业在保障我国能源安全中扮演重要角色的同时，其发展也面临挑战。”梁龙虎表示，煤化工以煤炭为化工原料，具有高碳属性，能耗和碳排放量较大。我国煤化工项目多集中在黄河流域，受生态环境容量约束。2021年10月出台的黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要指出，把水资源作为最大的刚性约束，坚持以水定城、以水定地、以水定人、以水定产，合理规划人口、城市和产业发展。2023年7月，国家发展改革委等部门发布了工业重点领域能效标杆水平和基准水平（2023年版），为单位产品综合能耗明确了参考标准，并提出此前明确的煤制焦炭、煤制甲醇、煤制烯烧、煤制乙二醇等25个领域，原则上应在2025年底前完成技术改造或淘汰退出。近年来，我国煤化工产业重点产品煤耗、能耗、水耗等关键运行指标不断优化，煤化工产业加速向绿色低碳方向发展。石油和化学工业规划院统计数据显示，2019年到2024年，煤制油单位煤耗从4.9吨下降到3.7吨，单位水耗从8.8吨下降到6.6吨；煤制天然气单位煤耗从3.3吨下降到2.2吨，单位水耗从8.6吨下降到6.1吨；煤制烯煌单位煤耗从6.1吨下降到4.7吨，单位水耗从15.8吨下降至15.O吨；煤制乙二醇单位煤耗从3.6吨下降到2.5吨，单位水耗从20.8吨下降到11.3吨。“与其他工业门类相比，二氧化碳排放量大是煤化工产业的特点，也是未来发展受制约的主要因素。”梁龙虎表示，煤化工生产过程中二氧化碳排放量的多少，主要根据下游产品的氢碳比要求而定。如果产品需要更多的氢，那么在调整氢碳比的过程中，部分碳会以二氧化碳的形式释放。因此，如果能从外部补充足够的氢气，就可以大幅度减少二氧化碳排放。“煤化工废水处理，是煤化工三废治理难点之一。”中国化学赛鼎工程公司环境工程部高级工程师王剑表示，煤化工废水具有有机物浓度高、有机物成分复杂、含盐量高的特点。现有废水处理技术单元较多，将其组合后的整体水处理工艺的兼容性较差，且现有技术存在能耗高、投资大、抗冲击能力弱等问题，限制了煤化工产业的发展。“除环保约束外，未来一个时期内，我国能源和化工产品市场面临阶段性过剩和供应安全风险隐患并存的局面。”朱彬彬说，“因此,煤化工产业未来的发展，既要考虑市场饱和情况，又要考虑产业安全情况。”一方面，产品结构有待进一步升级调整。当前，煤制油产品结构不尽合理。柴油比重高，汽油、煤油比重低；常规油品比重高，特种油品比重低；成品油产率高，联产化工品比重低。另一方面，煤制天然气项目产品结构单一，难以有效应对下游用气市场峰谷变化。煤制烯煌下游加工产品基本为聚乙烯和聚丙烯树脂,且大多数产品为少数通用料或中低端专用料牌号，高端专用料牌号基本空白，产品同质化现象严重。另外，技术装备有待进一步自主化。煤制油设备及系统仍存在一定程度的“卡脖子”问题。例如，煤直接液化反应器循环泵和加氢稳定装置的反应器循环泵、大型空分板式换热器和高压液氧泵、自动控制系统、烯煌下游高端应用产品生产工艺等仍需从国外引进，且引进难度日益增大，在自主化大型甲醇合成技术方面，与发达国家相比仍有差距。三、统筹规划降碳进程“双碳”目标对煤化工产业发展提出了更高要求，也为基于煤化工的合成气化工、氢化工创造了更广阔的前景。2021年10月，中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见明确了我国能源体系中长期转型的基本要求。“双碳'目标下，未来我国能源化工系统及其变革路径必须以碳中和为基本刚性约束之一进行设计。”朱彬彬表示，从短期看，必须紧扣国家能源安全需求，优化产业方案设计，合理控制产业发展规模，严格节能减污降碳要求，探索煤化工低碳发展的新路径。从长期看，可依托煤化工建立雄厚的合成气化工、氢化工产业平台，在新能源电力系统充分发展的条件下逐步将煤化工切换为绿电化工。朱彬彬提出，根据“双碳”目标，统筹规划我国煤化工产业降碳进程，可分为三个阶段。第一阶段（2021年至2035年），从我国能源和产业安全保障出发，适度增加煤化工产能，同时采用先进技术和模式，减少煤化工项目直接碳排放，预留出未来降碳空间。第二阶段（2035年至2045年），不再增加煤化工产能，而是适当增加天然气、绿电、绿氢等低碳能源和原料供应，逐步减少碳排放总量、降低碳排放强度。第三阶段（2046年至2060年）,逐步增加可再生电力制氢替代化石能源制氢，并综合运用碳汇与CeUS（碳捕集、利用与封存）等碳中和手段，有效控制煤化工产业碳排放总量。“未来十年，我国煤化工产业还是要发展的。”中煤科工集团煤化工首席专家徐振刚说，未来，要统筹考虑国家能源安全、产业链供应链安全以及能源和化工产业低碳转型需要，准确把握产业发展节奏。“我们要以产业可承受、具备经济性为前提，理顺降碳逻辑，让煤化工降碳、用碳措施切实可行。”韩红梅说。“'十五五'期间，煤化工产业增量将受到较大约束，但仍将有一定增量。”朱彬彬说，加强节能降耗升级改造、探索绿电绿氢耦合发展、开展CCUS试验示范，是推动绿色低碳发展的三条路径。四、技术引领高端多元目前，我国已成为全球最大的化工新材料消费市场，战略性新兴产业和未来产业等高端领域对化工新材料需求迫切。中国石油和化学工业联合会数据显示，2023年，我国化工新材料产能4900万吨，产量超3600万吨，产值超过1.37万亿元。“预计十五五'期间，我国化工新材料产能仍将保持较高增速。”韩红梅表示，目前，我国化学工业以基础产品为主，精细高端产品方面仍待提升。煤化工与石油化工高度交叉融合，有条件生产油品、烯烂及下游丰富的有机原料、合成材料、化工新材料产品，选择空间广阔。当前，我国化工新材料已进入技术突围、自主创新阶段,主流企业越来越快地向化工新材料领域挺进。煤化工企业可借鉴石油化工新材料领域的先进技术，延伸高端产品链条。“未来，要以煤制油、煤制天然气、煤制烯烧、煤制甲醇、煤制乙醇、煤制芳烧、煤制氨等大宗化工产品为基础，促进煤化工产品高端化、多元化。”朱彬彬说。煤制天然气方面，可采用管道天然气和液化天然气联合的方式,实现下游外输途径多元化，优化调峰性能、提高经济效益。煤制油方面，可充分利用其生产过程中的组分特点，积极开拓非税产品及高价值产品市场，提高项目盈利能力，利用费托合成油多生产液体石蜡、全炼石蜡、专用蜡产品、白油、溶剂油、正构烷烧组分等高价值产品，利用直接液化油多生产低凝柴油、喷气燃料、火箭燃料等特种油品，探索高芳潜石脑油制芳煌等化学品生产路线。煤制甲醇方面，可根据下游市场情况，生产醋酸、醋酸酯、甲基丙烯酸甲酯等高价值液体产品，重点生产聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(PoM)等工程塑料，积极开拓甲醇能源应用领域等。“当前，我国石油化工进入产能增速大于需求增速的新阶段，煤化工应坚持守正创新。新的煤化工项目要以经典产业升级路线为主,审慎布局多元化产品，并附加必要的降碳措施。”韩红梅说。“当前，以人工智能为主的数字经济红利带来了前所未有的发展机遇。未来，要聚焦煤化工企业数字化改造与智能化管理，推动煤化工产业高质量发展。”中控技术股份有限公司煤化工解决方案总监、煤化工解决方案部部长余洪超说。在煤化工领域，相关企业正加快开展数智化探索。余洪超所在团队，针对煤气化过程中的核心装置气化炉，提出“机理模型+AI”的方案，应用智能控制技术，实现全流程在线实时优化，不仅提升了产气量，而且降低了生产成本。湖南三友环保科技公司搭建智慧水务平台，实现修正机理模型和数据驱动模型“双模型”结合，实时分析与处理进水数据和工艺数据，有效预测煤化工污水处理工艺段出水水质。“人工智能发展为智慧招商提供了可能。未来，煤化工产业要加速数智化赋能，推广建设煤化工产业智能车间、智能物流、智能工厂和智慧园区。”石油和化学工业规划院园区处副总工