近年來油價的持續上漲,使得煤炭低價優勢進一步凸現,最終量變到質變,成為促使煤化工發展的第一動因。同時,和油氣資源由國家壟斷經營不同,國內煤炭由地方企業和地方政府主導,生產門檻極低,礦產資源稅費也明顯偏低,而生產利潤偏高。因此,化工企業為降低成本,主動向煤炭行業延伸,煤化工則成為最能獲得地方政府認同的概念。
煤化工是以煤炭為主要原料生產化工產品的行業,根據生產工藝與產品的不同主要分為煤焦化、煤電石、煤氣化和煤液化四條產品鏈。其中,煤焦化、煤電石、煤氣化中的合成氨等屬于傳統煤化工,煤氣化制醇醚燃料、煤液化、煤氣化制烯烴可歸于現代煤化工領域。不同品種的煤應用于不同的產品鏈,煉焦煤優先用于煤焦化,褐煤和煤化程度較低的煙煤優先用于煤液化,優質和清潔煤炭資源優先用做發電、民用和工業爐窯的燃料,高硫煤等劣質煤主要用于煤氣化,無煙塊煤優先用于化肥。
我國煤化工雖具有相當的技術積累,但諸多技術尚待工業化檢驗。目前,我國很多煤化工技術雖仍處于初期發展階段,但也已經積累了相當的經驗,并進行了試驗裝置運行。諸如煤制烯烴技術的研究已開展了近20多年,其技術雖通過試驗驗證,但仍需工業化實踐的檢驗。傳統煤化工產品鏈技術積累較為成熟,但目前許多煤氣化項目采用的爐型多為混合煤氣發生爐、水煤氣發生爐,技術較為低端。而代表煤化工行業前進方向的煤聯產技術還處于較低水平,仍需深入研究與檢驗。
傳統煤化工:成本優勢確立產業秩序需調整
煤焦化、煤電石、煤合成氨等傳統煤化工領域,在油價持續攀升的背景下早就確立成本優勢,并形成了產業化。但在環保日益成為行業壁壘、發展循環經濟變為共識的大環境下,該領域因產品技術含量低、對資源過度消耗、對環境嚴重污染而面臨技術升級、產業調整,將逐步被以潔凈煤技術為基礎的現代煤化工技術所取代,F代煤化工技術在環保、煤種適應性和煤利用效率等方面更具優勢,該類技術以殼牌煤氣化工藝、TEXICO水煤漿氣化工業為代表。
焦炭供大于求將持續 煤焦油產品鏈需拓展
到2005年底,我國焦炭生產能力近3億噸,高出需求近7000多萬噸,此外還有近3000萬噸的在建、擬建能力,預期2010年之前供過于求的矛盾仍將繼續。專家指出,一段時期以來焦炭價格短暫的回暖并不說明行業的復蘇,國家將加快焦炭行業的結構調整步伐,但行業改善仍需時日。
煤焦油是焦炭生產的副產品,在我國一般占裝爐煤量的3%~4%。煤焦油是塑料、國防工業的貴重原料,其深加工產品大多是石油化工所不能生產和取代的。2005年,我國煤焦油產量約為800萬噸左右。雖然我國煤焦油發展迅速,但仍面臨著加工率低、加工深度不夠、產品品種少、加工裝置規模小等問題。延伸煤焦油深加工精制產品鏈、增加產品品種、提高產品質量等級、擴大規模,是焦炭生產企業提高產品附加值、提升企業效益的有效途徑。
電石產能過剩依舊 電石法煤化工依然存在優勢
2005年,國內電石生產能力已達1700萬噸,是實際需求量的兩倍,目前國家規范電石行業的政策雖有助于供需矛盾緩解,但預期電石產能過剩的局面在三年內難有實質性改觀。國務院于2006年4月頒布了《關于加快電石行業結構調整有關意見的通知》,堅決淘汰落后能力等措施規范行業發展。在這場競爭中生產規模小、環境污染重、生產成本高的企業將被淘汰,而具備資源和技術優勢,特別是向下游延伸到PVC、乙炔等產品鏈企業更具有競爭優勢。
專家指出,電石煤化工具有相對成本優勢。以聚氯乙烯來看,我國近60%的聚氯乙烯是用電石生產,油價高企和電石價格低位運行使得電石法生產聚氯乙烯具有相對成本優勢,特別是自備電廠、自產電石的廠商更是如此。由于高油價持續,目前國家不再提以乙烯法PVC代替電石法PVC的引導政策,未來電石法PVC還將長期存在,其成本優勢還將維持。遠期看,只有將煤炭生產和利用、電石生產等環節的環保成本完全顯性化,才能削弱電石法PVC的成本優勢。
尿素初顯供過于求 降低能耗與成本是競爭要件
2005年,我國尿素實物量4147萬噸,其中煤頭尿素產量約占60%,煤頭尿素的成本優勢早已確立。繼2005年新增產能實物量229萬噸,2006年還有約400萬噸產能投產,加上中石化約210萬噸/年尿素裝置油改煤相繼完工,尿素行業開始由供給相對短缺變為供略大于求,2006年下半年供大于求將更加明顯。
而國家從2005年開始對尿素出口征收260元/噸的出口稅,出口受阻也必將增加國內供給量。預期尿素價格將從2006年下半年開始趨于下滑,但價格仍將受到國內需求穩定增長、行業集中度低等有利因素支撐,處于相對的高位。而煤炭價格低位運行也有利于企業毛利不致降幅過大。
我國氮肥行業是耗能大戶,煤電成本要占到煤頭尿素生產成本的三分之二以上,采用先進的粉煤氣化技術或者油改技術將有效降低生產成本。2005年,氮肥行業耗煤占全國耗煤總量的3.6%,耗電占全國耗電總量的2.4%,平均噸氨耗水58噸。如采用中低和全低變工藝技術,可使噸氨氣耗降至250千克以下,使變換過程的裝置能力提高50%~100%;如采用提溫型合成、優化合成工藝等節能措施,可使噸氨電耗降低60千瓦時左右。進行技術革新以降低能耗將是未來尿素行業競爭的要件,此外資源、規模因素也致關重要。
現代煤化工:不能大規模地產業化政策主導煤代油發展方向
煤代油主要包括甲醇汽油、二甲醚燃料、煤直接液化制油、煤間接液化制油,目前煤代油面臨新的市場需求和發展機遇。一方面,目前煤炭價格尚未完全考慮安全生產成本和環保因素,未來煤炭完全成本的顯性化會使煤化工的成本優勢縮。涣硪环矫,在目前石油消費渠道、基礎設施已然完善的前提下,實施煤代油不僅要考慮替代產品的經濟性、安全性問題,更要實施大規模的基礎設施投資,重新建立煤代油渠道。因此,煤代油的市場需求仍需政策支持。
產能趨于過剩 甲醇汽油難獲政府支持
隨著天然氣價格的上升和煤炭價格的低位運行,用煤炭生產甲醇在經濟性上開始凸現出成本優勢,如煤炭價格在200元/噸的甲醇生產成本,要低于天然氣價格在0.8元/立方米的甲醇生產成本。甲醇巨大的毛利率吸引了眾多廠商參與,目前在建甲醇規模已接近900萬噸,擬建和規劃產能還有千萬噸以上。預計到2010年,國內甲醇生產能力將超過2700萬噸,而國內需求僅2400萬噸。在供過于求的背景下,把甲醇作為最終產品銷售的項目前景并不可期。
同時,甲醇汽油難獲各國政府的支持,如美國近年絕大多數甲醇車輛研發項目已經被放棄。有專家指出,盡管甲醇對于發動機點火、啟動是非常好的燃料,但由于它同時具有的許多明顯缺點,失去了成為成功的替代運輸燃料的機會。在我國山西甲醇燃料已推廣試驗運行多年,但是因為國家和相關專家對燃料甲醇的熱值低、使用安全性、機械腐蝕性等問題一直存在爭議,相關的國家標準并未出臺。而且燃料甲醇的推廣,要建設一個完整的產運銷系統,特別是新建加甲醇站等基礎設施的巨額投資?偟膩砜矗磥5~10年,甲醇汽油都難受到政府支持。
二甲醚漸獲政策支持 民用與車用燃料市場起步
2006年7月發改委發布《關于加強煤化工項目建設管理,促進產業健康發展的通知》中指出,以民用燃料和油品市場為導向,支持有條件的地區,采用先進煤氣化技術和二步法二甲醚合成技術,建設大型甲醇和二甲醚生產基地。同月,發改委二甲醚產業發展座談會談紀要形成以下共識:一是二甲醚是具有較好發展前景的替代能源產品,是適合于我國能源結構的替代燃料;二是二甲醚產業的發展應立足于以煤炭為原料。
目前,二甲醚在民用市場的應用已經非常成熟,直接摻混到液化石油氣中或直接燃燒使用,比LPG有千元以上的價格優勢。另外,二甲醚是最潔凈的柴油替代然料,在汽車領域應用是投資者最為期待之處。但二甲醚在汽車上的應用尚處于起步階段,大規模推廣仍面臨著加壓配送體系建立、二甲醚汽車改造、二甲醚燃料的規范和標準等問題需要解決,因此需要在政府引導下的漸進發展。
煤制油經濟誘人 遠期生態與環保壓力大
據有關專家介紹,目前世界上煤制油在技術、經濟上的可行性無障礙。煤制油技術主要是煤基直接液化和煤基間接液化兩種,目前世界上尚沒有正在運轉的煤直接液化工業生產裝置,南非SASOL是目前世界上惟一擁有煤間接液化工廠的企業,解決了南非40%的油品需求。根據煤炭科學研究總院北京煤化學研究所專家研究,煤液化制油在經濟上也是可行的。示范廠可行性研究結果表明,建設一座年產100萬噸油的煤炭直接液化廠,總投資約100億元,全部投資內部收益率8%~12%,投資回收期為11~13年。
然而,煤制油從根本上說是將一種資源轉化成另外一種資源,產生一噸油品需消耗約4噸煤、10噸水,此外二氧化碳排放量也很大。因此,煤制油只能作為國家應對不時之需的戰略性技術儲備,而不能作為大規模推廣的產業化方向。
煤深度化工:煤制烯烴潛力市場大煤化工聯產尚處初期階段
國內烯烴市場前景廣闊,實驗室技術顯示經濟可行。目前,我國乙烯生產能力僅滿足國內需求的55%,“十一五”期間的產能快速增長。據初步預測,到2010年和2020年,我國乙烯原料將分別短缺500萬噸和1400萬噸左右。相關資料顯示,當原料甲醇價格控制在90~100美元/噸時,采用MTO(甲醇制烯烴)工藝制取的乙烯和丙烯成本與20~22美元/桶原油價格條件下,石腦油裂解制烯烴的成本相比具備經濟競爭力。而目前油價在60美元以上,煤制烯烴工藝線路的經濟競爭力相當明顯,但技術的成功商用尚待檢驗。
工業化的技術尚待檢驗
到目前為止,國內對MTO工藝的研究開發也已進行了多年,其中中科院大連物化所研究的MTO催化劑,在實驗裝置上取得了與UOP(環球石油公司)接近的結果。但在催化劑的抗磨損性以及長時間運行的性能穩定性等方面與UOP尚存在一定差距。目前,在全球范圍內還沒有大規模的煤制烯烴工業化裝置,因此從實驗室技術走向大規模工業化裝置仍存在相當的技術風險。
煤化工多聯產是發展方向
煤化工聯產是指不同煤化工線路之間或與其他線路的聯合生產,可以提高企業的整體效率和效益。前者如煤焦化-煤氣制甲醇-甲醇制烯烴,后者如煤基甲醇-燃氣聯合循環發電。我國目前的煤化工聯產是以煤基發動機燃料或化工產品為主要目標產品,以生產過程中的廢余物為原料或燃料,生產電力或熱力自供企業使用而不是作為產品銷售,還處于煤化工聯產的發展初期階段。隨著煤化工聯產基礎技術和工程技術的進步,煤化工聯產將會向縱深發展。
相關報道:警惕我國淪為國外煤氣化技術試驗場
今年7月,國家發改委發布《關于加強煤化工項目建設管理,促進產業健康發展的通知》,要求各地切實做好煤化工產業發展和項目審核工作,對擬建和在建項目進行認真清理!锻ㄖ芬髲囊巹澣胧郑訌娒夯ろ椖抗芾,確保經濟社會平穩運行。
發改委有關負責人表示,煤制石油替代產品的發展要待試點、示范項目取得成功后才能逐步展開,目前大規模發展煤化工產業的條件還不成熟。當前,我國煤化工產業正逐步從焦炭、電石、煤制化肥為主的傳統煤化工產業向石油替代產品為主的現代煤化工產業轉變,石油替代產品是煤化工產業的發展方向。盡管我國石油資源短缺,發展煤化工產業是必要的,但煤化工產業是技術、資金密集型產業,涉及面廣,工程建設復雜,實施難度大。因此,從各方面情況看,“十一五”期間,焦炭、電石等行業結構調整仍是煤化工產業工作重點。近期工作重點是抓緊制定、出臺煤化工產業政策和發展規劃,大力推進電石、焦炭等行業結構調整,認真做好煤制甲醇、二甲醚、油品、烯烴等試點和示范項目建設,切實加強新型民用和車用燃料使用示范及標準制定工作。
目前,我國已經擁有具有完全自主知識產權的煤氣化技術,并成功完成了產業化示范,但各地依然不斷重復引進國外并不成熟的煤氣化技術。專家呼吁,警惕我國淪為國外煤氣化技術的試驗場。
煤氣化技術是發展煤基化學品、煤基液體燃料、聯合循環發電、多聯產系統、制氫、燃料電池等過程工業的基礎,是這些行業的共性技術、關鍵技術和龍頭技術,對我國經濟和保障國家安全具有重要的戰略意義。
據華東理工大學潔凈煤技術研究所王輔臣教授介紹,我國自上世紀80年代開始引進國外煤氣化技術,多年來一直依賴進口、受制于人。據不完全統計,我國引進的煤氣化裝置每天消耗煤量約5.8萬噸。據此估算,引進煤氣化技術的專利實施許可費已高達2億多美元,這還不包括昂貴的專有設備費和現場技術服務費等。據估計,專有設備耗費外匯也高達數億美元。
煤氣化技術早期的引進,的確對我國經濟的發展起到了推動作用,但由于引進的煤氣化技術并不都是完善的技術,已使我國成為國外氣化技術的試驗場。目前,世界上只有我國使用如此眾多種類的煤氣化技術,許多盲目和不成熟技術的引進令我國付出了慘重代價。
針對我國龐大的市場,許多國外大公司的煤氣化技術已經在我國開展新一輪競爭。據專家估計,我國“十一五”末期年氣化用煤約1億噸。國內在建的甲醇裝置、合成氨裝置、煤制油裝置和處于籌建中的煤制烯烴裝置、煤制油裝置、甲醇裝置等,都已展現了對煤氣化技術的強勁需求。
專家呼吁,目前我國煤氣化技術引進過多,國家應該叫停新一輪國外技術的重復引進,鼓勵和支持企業使用具有自主知識產權的國內技術,在立項、資金、銀行貸款貼息、減稅和其他政策(如電能的上網)等方面給予支持。這將為自主知識產權煤氣化技術推廣創造優惠條件,一方面可促進我國具有自主知識產權的煤氣化技術盡早付諸大規模應用,拉動相關民族產業的發展,另一方面可省去巨額專利費。
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