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煤制油重在夯实技术基础 新型煤化工项目技术经济性分析之一 作者陈继军 在已经确定的5个新型煤化工路径中,煤制油争议最大。 反对者认为煤制油能耗高、水耗大、污染重、产品全生命周期能 量转化效率低,项目的经济、技术、环保风险都较大。 “煤经不同方式转化后,可以获得石油化工所能生产的一切产品, 但就能源转化效率来看,煤制油无疑是最低的。”中国工程院院士金涌对 记者说。他以国内目前已经工业化运行的煤转化装置的实际数据为例,采 用费托合成工艺生产油品即煤间接制油,1吨标准煤可获得266千克柴 油,燃烧后得到11.87吉焦热量。再将这些油品用于柴油车燃料,按目前 柴油发动机能量转化效率30计算,可获得3.56吉焦的轴机械功。同样的 道理,1吨标煤直接液化可获得263千克柴油,最终只能转换为3.3吉焦轴 机械功。 但如果用1吨标煤生产天然气,则可获得460立方米甲烷,燃烧后得15.82吉焦热量,这些甲醇用作汽车燃料,按汽油发动机26效率计算, 可获得4.13吉焦轴机械功;如果用1吨标煤通过超超临界发电,可获得 13.2吉焦电能,再按电机效率70推算,可转换为9.24吉焦轴机械功。 “显而易见,如果目标产品是车用燃料,煤制油的能量转化效率和资源利 用效率十分低下,不宜规模发展。”金涌表示。 “煤直接液化会产生大量渣油,需重新加工处理才能得到柴油馏 分,导致其能耗尤其氢气消耗居高不下。而且,所得的柴油十六烷值不足 40,又含有一定的氮、硫组分,必须调和处理后才能使用,综合效益并不 理想。”中国工程院院士杨启业尤其不看好煤直接液化项目。 然而,煤制油路径也不乏支持者。他们认为随着石油资源的减 少,我国获取石油的难度和成本越来越高。中国又是迈步工业化的发展中国家,对石油资源的需求仍将持续增加。如果不根据我国富煤贫油少气的资源禀赋特点,提前培育发展煤制油产业,一旦国际风云变化,比如马六 甲海峡或霍尔木兹海峡因地缘政治或战争而航运受阻,中国的能源安全将受到极大的威胁。 “将不同路径与不同产品生产过程的能源转化效率进行比较毫无意义,现实情况不是中国想不想发展煤制油,而是脆弱的石油保证能力迫使我们必须发展煤制油。况且,已经投产的煤间接液化与煤直接液化装置实际运行效果表明,煤制油项目具备较强的盈利能力和较好的社会效益。”中科合成油股份公司高级工程师唐宏青认为。 他向记者介绍神华108万吨/年煤直接液化装置,经过连续的技术 攻关和工艺优化,现已实现长周期高负荷运行,去年下半年至今产生了较好的经济效益。与神华煤直接液化项目相比,煤间接制油的效果更好。目前,采用中科合成油股份公司费托合成技术建设的神华18万吨/年、潞安 16万吨/年、伊泰16万吨/年三个煤间接制油项目,均实现了长周期满负荷稳定运行,获得了良好的经济效益。从国外看,南非沙索公司半个世纪以来良好的财务报表和社会形象,也足以证明煤间接制油具有强大的生命力 和广阔的前景。 “从油品质量看,煤间接液化获得的柴油,其十六烷值达65,高于 国家标准45,且不含硫、氮、磷以及重金属离子,能满足欧Ⅳ甚至欧Ⅴ油品质量要求。这样的油品不仅能直接用于车用燃料,还成为不少加油站增加油品十六烷值的首选调和油,是真正意义的高热值清洁燃料。”内 蒙古伊泰煤制油有限公司董事长齐亚平说。 中国工程院院士陈俊武在接受记者采访时亦表示中国发展煤制油 具有现实意义与战略意义。但煤制油项目的经济规模应在100万吨/年以上,且应由国家规划输油管网。同时,应根据煤制油品的特点,重点开发航空煤油、润滑油基础油等高附加值产品,避免与炼油行业在低端市场恶性竞争。 也许正是综合考虑了业内对煤制油的不同意见,除神华百万吨示范 项目外,国家至今未再批准新的煤直接液化项目,也未给予任何煤直接液化项目“路条”,但不久前批准了潞安集团150万吨/年煤间接制油项目。 加上此前已经获批的神华宁煤400万吨/年项目,“十二五”期间,我国将 有2个百万吨级煤间接制油项目建成投产。 “现阶段,煤制油主要还是以示范验证为主,不宜盲目扩大规模。”国家能源局能源节约与科技装备司司长李冶表示,从保证国家能源战略安全考虑,我国必须要有自己的煤制油工业化成套技术。但煤制油又属技术、资金、资源密集型项目,尤其对水资源需求巨大,还伴有大量二氧化碳排放,其经济性也受到国内外石油价格及能源价格波动的影响。在这种情况下,国家对煤制油项目的审批十分慎重。 目前,采用我国完全自主知识产权的神华集团百万吨煤直接液化工业化装置已经实现了较高负荷运行,并在进行二氧化碳捕集与封存试验。 今后,将继续通过不断调整和优化,探索出煤直接制油以及“三废”处理与资源化利用成套工业化技术体系。伊泰等3套煤间接制油装置虽然实现了长周期满负荷运行,并取得了较好经济效益。但我国自主开发的费托合成油技术,能否放大到百万吨甚至更大规模,仍需示范装置进行验证,其 相关参数也需放大后持续改进和优化,以便为国家提供先进、可靠、实用的技术,夯实我国煤代油战略的技术基础。因此现阶段,煤制油仍将以示范为主。