資源足 技術(shù)好 成本低 我國(guó)煤化工發(fā)展看好三大領(lǐng)域

資料圖：煤化工（圖片來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng)）

 

　　目前中國(guó)天然氣需求快速增長(zhǎng)，每年的缺口達(dá)800億立方米。中國(guó)天然氣資源匱乏，人均可采儲(chǔ)量?jī)H為世界平均水平的5%。未來(lái)幾年，治理霧霾、“煤改氣”和城鎮(zhèn)化將進(jìn)一步加劇“氣荒”。這為煤制天然氣提供了廣闊的發(fā)展空間，尤其是目前開(kāi)發(fā)的新型煤制氣技術(shù)相比于傳統(tǒng)煤制氣技術(shù)，能夠避免生產(chǎn)過(guò)程中的冷熱病，還能提高能效，使污水的排放至少降低30%，進(jìn)一步滿(mǎn)足清潔生產(chǎn)的需要。

 

　　中國(guó)低碳清潔能源研究所首席技術(shù)官徐文強(qiáng)介紹說(shuō)，煤制天然氣是一種資源轉(zhuǎn)化率極高的煤炭資源利用方式。從煤炭利用和轉(zhuǎn)化的能量效率來(lái)看，煤炭發(fā)電由于遠(yuǎn)距離輸送成本高、儲(chǔ)能成本高，能量效率只有39%~42%；傳統(tǒng)煤制氣的能量效率為50%~52%；而新型煤制氣隨著技術(shù)的進(jìn)步和成熟，能量利用和轉(zhuǎn)化的效率可以達(dá)到60%以上。

 

　　徐文強(qiáng)特別強(qiáng)調(diào)，新型煤制天然氣工藝受益于核心技術(shù)———耐硫甲烷化催化劑的應(yīng)用，流程簡(jiǎn)化且投資和操作費(fèi)用低，酸氣脫除工序負(fù)荷降低1/2。未來(lái)隨著技術(shù)的進(jìn)步，煤制天然氣有望在CO2和H2O存在下保持高活性及穩(wěn)定性，且抗積碳性力爭(zhēng)達(dá)到H2∶CO=1∶1。另外，相比于傳統(tǒng)煤制氣，新型煤制天然氣工藝和催化劑在煤制氣的生產(chǎn)過(guò)程中，無(wú)須深度脫硫，天然氣管道可以允許H2S<5ppm，為煤制氣的廣泛應(yīng)用創(chuàng)造了條件。

 

 

　　中國(guó)神華煤制油化工有限公司鄂爾多斯煤制油分公司總工程師陳茂山提到，煤制氫是目前成本最低的制氫方式。

 

　　亞化咨詢(xún)研究表明，在500元/噸的煤價(jià)下，大規(guī)模煤制氫成本僅為0.7元/Nm3，而當(dāng)前2.9元/Nm3的天然氣制氫成本高達(dá)1.3元/Nm3。即使煤價(jià)上漲至950元/噸，制氫成本也不過(guò)1.26元/Nm3，仍然低于天然氣制氫成本。

 

　　陳茂山表示，神華目前煤制氫產(chǎn)能20萬(wàn)噸，在世界企業(yè)排名第一，有80臺(tái)煤氣化爐，可以為4000萬(wàn)輛燃料電池汽車(chē)提供氫。早在2015年，神華在氫氣的生產(chǎn)過(guò)程中就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了二氧化碳的捕集和封存，實(shí)現(xiàn)了零排放和低碳。以成本為例，現(xiàn)在電解水的效率，一般需要4.5千瓦時(shí)的電再加上基礎(chǔ)設(shè)施才能產(chǎn)出1立方米氫氣，神華用煤來(lái)制氫，只需6毛錢(qián)左右就可以制1立方米氫氣，相當(dāng)于石油的十分之一。從氫能用于燃料電池汽車(chē)的角度看，一千克氫可以讓汽車(chē)跑100千米，神華可以生產(chǎn)800萬(wàn)噸氫，按照一輛車(chē)一年跑一萬(wàn)八千千米來(lái)算，可以提供4500萬(wàn)輛車(chē)用氫。

 

　　今年5月發(fā)布的《中國(guó)煤制氫年度報(bào)告2017》顯示，在高油價(jià)時(shí)期，煉廠石腦油和重油(或渣油)制氫不具經(jīng)濟(jì)性，新建煉廠以煤制氫為主。在低油價(jià)時(shí)期，重油(或渣油)的競(jìng)爭(zhēng)力有所提高，煤制氫仍然是中國(guó)新建煉化一體化項(xiàng)目的主要選擇。長(zhǎng)期趨勢(shì)來(lái)看，油價(jià)和天然氣價(jià)格將逐漸走高，而煤炭?jī)r(jià)格會(huì)相對(duì)較低。大規(guī)模煤氣化制氫不僅具備成本優(yōu)勢(shì)，而且可以?xún)?yōu)化煉廠的物料平衡，已經(jīng)成為中國(guó)煉廠制氫的重要發(fā)展方向。

 

　　多位業(yè)內(nèi)專(zhuān)家指出，在煤炭仍將為主要能源構(gòu)成的背景下，以大型清潔煤制氫為核心的多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)將成為煤炭清潔高效利用重要發(fā)展方向，能為未來(lái)氫能大規(guī)模發(fā)展提供大量的、穩(wěn)定的清潔氫氣。隨著2016年9月中國(guó)加入《巴黎氣候變化協(xié)定》，承諾減排，未來(lái)氫能作為清潔能源得到廣泛應(yīng)用，將給煤制氫帶來(lái)重大的市場(chǎng)機(jī)遇。

 

 

　　中國(guó)煤炭?jī)?chǔ)量的55%為低階煤，高效、高值轉(zhuǎn)化勢(shì)在必行。據(jù)浙江大學(xué)化工學(xué)院博士張銘介紹，他所參與研究的熱等離子體裂解煤制乙炔技術(shù)，將煤粉經(jīng)過(guò)等離子體裂解反應(yīng)所產(chǎn)生的固體產(chǎn)物，進(jìn)行氣固分離，從而制出CH4、CO和H2等氣體產(chǎn)物，流程短、低碳、高效、資源消耗低。山西三維集團(tuán)與俄方合作開(kāi)發(fā)了0.75MW熱等離子體煤裂解制乙炔的中試試驗(yàn)，因反應(yīng)器結(jié)焦問(wèn)題無(wú)法解決，被迫中止。因此，這一技術(shù)的工程化瓶頸問(wèn)題還沒(méi)有解決。

 

　　張銘表示，中國(guó)作為一個(gè)貧油、少氣、富煤的國(guó)家，克服煤制乙炔工程化瓶頸勢(shì)在必行。2016年，新疆天業(yè)聯(lián)合相關(guān)機(jī)構(gòu)，開(kāi)發(fā)了2MW、5MW的V型炬氫等離子體裂解煤技術(shù)，實(shí)現(xiàn)75hr穩(wěn)定操作，但存在明顯的放大效應(yīng)。目前，浙江大學(xué)化學(xué)工程與生物工程學(xué)院、中國(guó)科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所、神霧環(huán)保技術(shù)股份有限公司等相關(guān)科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)正在努力克服煤制乙炔規(guī)?；a(chǎn)所面臨的問(wèn)題。

 

　　業(yè)內(nèi)人士表示，目前我國(guó)約有20%的低碳烯烴是由煤氣化法制烯烴工藝產(chǎn)出的，但近兩年石油價(jià)格暴跌使其經(jīng)濟(jì)性受到巨大影響。煤制乙炔為我國(guó)煤炭清潔高效利用開(kāi)辟出了一條新途徑，若工業(yè)化技術(shù)取得突破，將對(duì)烯烴市場(chǎng)產(chǎn)生巨大影響。（秦雅楠）

 

　　轉(zhuǎn)自：中國(guó)化工報(bào)