謝克昌:依托現代煤化工,煤替油氣潛力可觀

發布時間:2019/10/11 8:58:44     作者:     來源:本站

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煤替石油、天然氣的方式可分為三類:A類替代是以煤為原料,直接生產燃料替代油氣燃料,如煤直接液化、間接液化、煤制甲醇及乙醇燃料等。B類是以煤為原料生產有機化學品,替代原來以油氣為原料的產品,如煤制烯烴、芳烴、乙二醇等。C類也稱功能替代,例如燃煤發電驅動的電動汽車…

煤替石油、天然氣的方式可分為三類:A類替代是以煤為原料,直接生產燃料替代油氣燃料,如煤直接液化、間接液化、煤制甲醇及乙醇燃料等。B類是以煤為原料生產有機化學品,替代原來以油氣為原料的產品,如煤制烯烴、芳烴、乙二醇等。C類也稱功能替代,例如燃煤發電驅動的電動汽車,替代以石油為動力的乘用車。到2030年,有望降低油、氣對外依存度4.6、8.7個百分點。

煤炭究竟能不能實現清潔高效利用?在能源轉型大勢之下,“去煤化”呼聲一浪高過一浪,由此引發爭議不斷。對于上述關鍵問題,中國工程院院士、煤化學工程專家謝克昌給出的答案是“完全可以”。

在近日舉行的2019(第八屆)中國國際煤化工發展論壇上,謝克昌反復強調,我國以煤為主的能源結構,短期內不會改變。在此背景下,能源轉型的立足點和首要任務就是推動煤炭清潔高效利用。而作為煤炭清潔化利用和保障能源安全的有效途徑之一,現代煤化工產業的戰略定位必須明確。以“能源發展替代互補與化工產品高效高值”為思路,行業要走高效利用、耦合替代、多能互補、規模應用的發展路線。

“中國的能源結構和供需關系,決定了發展現代煤化工勢在必行,實現了清潔高效利用的煤炭就是清潔能源”

中國工程院研究認為,推進能源革命不可能一蹴而就,而將分階段進行。其中,2020年之前為能源結構優化期,包括煤炭在內的化石能源,實現清潔高效可持續利用;2020-2030年為能源領域變革期,在此期間,GDP增長所需的一次能源增長量將主要依靠非化石能源,由此帶來能源結構顯著優化;2030-2050年為能源革命定型期,形成需求合理化、開發綠色化、供應多元化、調配智能化、利用高效化的新型能源體系。

“2020年前,煤炭、油氣、非化石能源的消費比例達到6:2.5:1.5,能源消費總量約在50億噸標煤。為此,要積極淘汰落后產能,提高煤炭集中利用度,實現能源消費清潔低碳發展。”謝克昌進一步說明。

處于能源結構優化期,如何用好煤炭?謝克昌表示,由低效、高污染轉化升級為高效、清潔、節水的現代煤化工產業正是方向之一。“過去,煤化工因高排放、高能耗而飽受詬病。最新統計顯示,其主要消耗及排放已大大降低,例如煤耗占全國總量的比重僅為2.6%、水耗為4‰,二氧化硫、氮氧化物排放占比分別為0.7%、0.6%。”

謝克昌認為,能夠遵循清潔化發展舉措,現代煤化工產業就能實現清潔高效發展。而這些舉措,包括始終以環保標準為優先考慮因素,積極發展高效污染物脫除技術,加快制定科學完善的清潔生產標準及環保政策。同時,在綜合考慮大氣、水與土壤環境的基礎上科學布局,建立項目審批、全過程監管及后評價的清潔生產管理體系等多個方面。

“中國的能源結構與供需關系,決定了發展現代煤化工勢在必行。而現代煤化工是煤炭清潔高效利用的有效途徑,我們應該理直氣壯地說,實現了清潔高效利用的煤炭就是清潔能源。”謝克昌稱。

“煤替石油、天然氣成效明顯,在積極情景之下,到2030年有望分別降低油、氣對外依存度4.6、8.7個百分點”

結合現狀,謝克昌充分肯定了現代煤化工產業的發展成績。“目前,產業示范和生產基地基本形成,相當一部分技術處于國際先進或領先水平,示范或生產裝置運行水平不斷提高。煤替石油、天然氣成效明顯,為保障國家能源安全作出貢獻。”

謝克昌表示,煤替石油、天然氣的方式可分為三類:A類替代是以煤為原料,直接生產燃料替代油氣燃料,如煤直接液化、間接液化、煤制甲醇及乙醇燃料等。B類是以煤為原料生產有機化學品,替代原來以油氣為原料的產品,如煤制烯烴、芳烴、乙二醇等。C類也稱功能替代,例如燃煤發電驅動的電動汽車,替代以油為動力燃料的乘用車。

“2017年,煤替代天然氣消耗32.7億立方米,替代效率61.4%,天然氣對外依存度由此降低1.4個百分點。上述三種方式累計替代石油3130萬噸,替代效率為61.3%,降低當年石油對外依存度1.6個百分點。換言之,若沒有這1.6%,我國石油對外依存度在2017年就已超過70%。”謝克昌稱。

在此基礎上,謝克昌進一步劃分三種情景——假設在水資源、環境容量、碳減排等約束下,國家限制現代煤化工發展的情況稱為“謹慎情景”;按照《煤炭深加工產業示范“十三五”規劃》等設置,有序發展的情景是“基準情景”;鑒于產業日臻成熟、裝備自主化率不斷提高,若是加大生產規模、增加示范裝置、提升項目投產率,產業則處于“積極情景”。

“當前,現代煤化工產業就處在積極情景之下,煤替油氣潛力可觀。到2030年,有望分別降低油、氣對外依存度4.6、8.7個百分點,可以說相當不簡單。”謝克昌預測。

“能源技術革命是最重要的,若沒有顛覆性技術,以化石能源為主的國家就難以實現低碳轉型”

既然肩負重任,現代煤化工產業如何更好發展?在謝克昌看來,技術是重中之重。

“能源革命的實質是能源轉換革命,對能源實現有效駕馭、高效轉換,其中能源技術革命是最重要的。若沒有顛覆性技術,以化石能源為主的國家就難以實現低碳轉型。”謝克昌指出,在已有成績的基礎上,我國現代煤化工產業仍面臨自身能源利用與資源轉化效率偏低的問題。由于初級產品多,精細化、差異化、專用化下游產品開發不足,比較優勢不明顯、競爭力不強;由于技術集成度和生產管理水平上存在差距,產品成本偏高,整體能效有待提高。謝克昌強調內在不足背后,并直指“技術”這一關鍵因素。

謝克昌認為,產業所涉及的共性關鍵技術、前沿引領技術、現代工程技術及顛覆性技術,四大類型均有待突破。

以催化劑開發共性問題為例,謝克昌指出,現代煤化工項目的任一反應過程都離不開催化,但目前,催化劑的應用仍以實驗型為主,尚未達到定點設計,即根據目標產品、工藝過程實現有的放矢。再如,在難度最大的顛覆性技術中,高選擇性合成氣一步法生產大宗化工產品或高附加值專用精細化學品、高選擇性煤炭轉化制廉價生物可降解聚酯化合物等技術,均值得關注與創新。

“下一步,石油替代和醇、醚、醛、酸、芳烴、烯烴下游含氧化合物,是現代煤化工產品的合理發展選擇。”以此為方向,謝克昌建議,按照現代化、大型化、分質聯產化、多原料化、標準化和智能化的理念,高效利用、耦合替代、多能互補、規模應用的路線,大力發展中國能源體系下的現代煤化工。

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