洗煤設備-現代煤化工發展問題及政策應對

大規模發展煤制氣替代燃煤，實際上只是將污染排放從東部轉移到了西部，從整體上會增加全國的排放量，也不利于應對氣候變化。因此，煤制氣應該至多是一個保障天然氣供需和治理霧霾的補充手段。
　　洗煤離心機煤化工是指以煤為原料，經化學加工使煤轉化為氣體、液體和固體產品或半產品，而后進一步加工成化工和能源產品的過程。在霧霾治理的大背景下，煤化工發展對中國未來的能源和經濟可持續發展有著特殊意義。
　　傳統煤化工產業的產品如焦炭、電石等，是農業、鋼鐵、建筑等相關行業不可或缺的工業原料。而新型煤化工產業的產品以潔凈能源產品和可替代石油化工的產品為主，如汽油、柴油、航空煤油、乙烯原料等。這種替代一方面符合中國富煤、貧油、少氣的資源稟賦—中國煤炭資源豐富、煤種齊全，發展煤化工產業有利于發揮資源優勢；更為關鍵的是，目前中國石油和天然氣的對外依存度已經分別達到58.1%和31.6%，未來這方面的比例仍將繼續擴大，因而發展煤化工產業對中國維護能源安全也具有重要的戰略意義。
　　“煤改氣”似乎為近期煤制油（氣）項目獲得“路條”提供了動力，煤化工又出現一輪投資潮。有鑒于此，今年7月22日，國家能源局發布《關于規范煤制油、煤制天然氣產業科學有序發展的通知》。該通知稱，國家發展改革委、能源局正在研究制定《關于有序推進煤制油示范項目建設的指導意見》和《關于穩步推進煤制天然氣產業化示范的指導意見》，近期將發布實施。該通知強調，將進一步規范煤制油氣產業，禁止建設年產20億立方米及以下規模的煤制天然氣項目和年產100萬噸及以下規模的煤制油項目。
　　在需求增長、煤價持續走低、地方政府利益等各種因素驅動下，近年來中國煤化工產業規?？焖贁U大，2013年已投產煤制油項目的產量達到170萬噸，甲醇產量達到2900萬噸，煤制烯烴產量180萬噸，煤制天然氣示范項目產量也達到了27億立方米。
　　但產能過?，F象也由來已久。舉幾個例子：2013年中國焦煤過剩的產能已超過1.5億噸，從而導致價格不斷下降，行業虧損面積達到40%左右；甲醇方面，如果按海關總署數據，中國2013年甲醇消費量為3287萬噸，而2012年甲醇產能就已超過5000萬噸，占世界總產能的一半。如今新型煤化工產業也逐漸顯現出產能過剩的跡象。有數據顯示，截至2014年6月，煤制氣項目計劃產能總量已達2250億立方米/年，是國家能源局初定的“十三五”（2016-2020年）末計劃煤制氣產量目標500億立方米/年的4.5倍。這一數字甚至比去年全國1676億立方米的天然氣消費總量還大。而目前煤制油項目建設完成、建設中以及計劃建設的數量已超過10個，計劃產能總量已超過3000萬噸，已達到2020年末的計劃目標產量。
　　煤化工發展的動力和疑問
　　煤化工從來都是煤炭企業和地方政府所向往的，因為其產業鏈的延伸可能意味著更多的盈利和更多的GDP、稅收和就業。還有大道理可以講：中國“富煤、少氣、貧油”的能源儲備提供了發展煤化工產業的基本條件和論據，而充足的煤炭供應和相對其他能源品種較低的煤炭成本是煤化工產品競爭力的關鍵，煤化工發展還可以優化能源結構和緩解石油供應壓力。發展煤化工理由似乎很充分。另一方面，即便目前煤炭價格走低，市場形勢不好，單單煤炭企業的生存也足夠提供發展煤化工的動因。
　　Z近煤化工的發展熱潮除了煤炭富裕省份地方政府的推動，也有市場難以阻擋的力量。地方政府大力發展煤化工的目的是為了提高煤炭的附加值，實現煤炭的就地加工轉化，以拉動地方GDP增長和就業。而企業主要考慮的是煤化工產業的成本與利潤問題。早些時候有煤制油項目研究的基本結論是：在投資上，在中國投資建同等規模工廠只有美國成本的65%；在煤炭成本上，煤炭開采成本比美國低得多；在人力資本上，同等規模工廠，內蒙古的一個項目是每位工人一年8萬元人民幣，而在美國則是8萬美元。因此企業認為，煤制油項目有利潤空間。
　　這筆賬反映出地方政府和企業的樂觀判斷，但沒有足夠的說服力。煤化工是資本密集型產業，需要從投資周期的收益衡量其經濟性。企業盈利受市場容量的影響，還受水資源成本、環境成本、人力資源成本等動態因素的影響，而且這些成本都將進入快速增長期。
　　Z近低迷的煤炭價格使得煤化工投資的熱情更加高漲，新一輪比較大規模的產能過剩似乎看得見了。在已有產能規劃比較大的情況下，投資又一擁而入。但霧霾治理背景下的煤化工行業如果對市場空間和利潤沒有足夠的把握并做好功課，將面臨很大的風險。
　　大力發展煤化工是否有利于環境治理，這個問題可以以煤制氣為例。一方面，我國的能源結構是“多煤少氣”，另一方面，環境治理要求減少煤炭消費而增加天然氣消費。大規模發展煤制氣似乎是為了解決天然氣短缺矛盾，為解決城市霧霾提供可能性。因為，至少從表面上看，煤制氣是排放量低的清潔能源。其實沒有那么簡單。
　　首先，煤制氣得到的天然氣屬于對煤炭加工后的二次能源，其原料是煤炭，煤制氣的過程本身也是一個高耗能的生產過程，意味著更多的煤炭生產同一單位的能源產品。如果從全國范圍來看，煤制氣沒有達到改變以煤炭為主的能源結構的目的，也達不到減少排放的目的，因為將生產過程考慮在內，煤制氣的溫室氣體和其他污染物排放，比直接使用煤炭要多。其次，大規模發展煤制氣替代燃煤，實際上只是將污染排放從東部轉移到了西部；而從整體上增加全國的排放量，也不利于應對減少碳排放。
　　煤化工對水資源的消耗同樣不容忽視。生產煤制氣需要消耗大量的水資源。目前通過發改委審批開展前期工作或者已經被核準的煤制氣項目，大多集中在新疆、內蒙古和山西等煤炭資源比較豐富的地區，這些地區的水資源往往比較缺乏。如果新建的煤制氣項目加劇這些地區缺水現狀，水資源供給問題反過來將會對煤制氣生產和收益造成負面影響，這需要慎重對待。

　　煤制氣本身的問題
　　作為經國家發改委核準的首批煤制氣示范項目之一，位于內蒙古克什克騰旗的大唐克旗煤制氣項目于去年投產后曾出現故障，已于今年3月恢復正常生產并向北京供氣。這是國內首個大型煤制氣項目進入商業運營。據統計，目前我國煤制氣項目主要集中在新疆和內蒙古，兩地計劃產能占全國的80%，其中新疆備案的項目有22個，產能約千億立方米。內蒙古有12個，產能規模約740億立方米。大唐項目通氣引發業界高呼煤制氣重大突破，煤制氣迎來黃金時代。
　　當前中國以煤炭為主的能源結構是我們遭遇霧霾的一個主要原因。2013年9月份發布的《大氣污染防治行動計劃》要求，到2017年實現我國煤炭占能源消費總量比重降到65%以下，京津冀、長三角、珠三角等區域力爭實現煤炭消費總量負增長。充足的能源供應是保障經濟增長的重要因素，減少煤炭消費比重需要其他替代能源，短期內天然氣作為清潔能源無疑是Z佳選擇。隨著我國“煤改氣”進程的加快，天然氣消費量迅速增加，供需缺口嚴重。2012年我國的天然氣消費1471億立方米，其中進口量為425億立方米，對外依存度高達28.9%。
　　燃煤發電提供我國電力消費的近80%，因此采用燃氣代替燃煤發電是治理霧霾的一個重要措施。但是，煤制氣是一個高耗能的生產過程，是指通過煤炭與蒸汽、氧氣在高溫高壓下進行反應，產生主要由一氧化碳和氫氣組成的混合氣體，再進一步合成甲烷的過程。這個生產過程需要消耗煤炭，同時排放二氧化碳、氮氧化合物、二氧化硫和粉塵?？紤]到煤制氣的副作用，應將煤制氣的生產環節和終端應用環節綜合考慮，計算煤制氣生命周期的排放量總和。粗略計算，煤制氣發電的每一度電耗煤在386-455克標準煤之間，而2011年全國火電行業的平均煤耗為329克標準煤，煤制氣發電的煤耗比直接使用煤炭高17.3%~38.3%。這意味著，從一次能源消耗的角度來講，使用煤制氣發電會消耗更多的煤炭。
　　另外，在控制污染排放方面煤制氣沒有優勢。不僅是發電，將煤制氣的應用擴展到交通、烹飪和供暖等領域，煤制氣的生命周期中碳排放也將比直接使用煤炭高36%~108%。據估計，將煤炭轉換成天然氣再進行發電，比直接燃煤發電多排放40%~50%的二氧化碳；其中煤制氣生產環節的二氧化碳排放占總排放的70%~80%，天然氣發電產生的排放占20%左右，此外還包括在運輸環節產生的一些碳排放。煤制氣發電會形成硫化物、氮氧化合物和粉塵等大氣污染物，這也是煤制氣利用中值得關注的排放問題，因為上述三種物質是形成霧霾的一個主要原因。并且，煤制氣發電的二氧化硫、氮氧化合物和粉塵排放均高于燃煤發電。近年來我國加大了對工業二氧化硫排放的治理，燃煤發電的二氧化硫排放得到很大改善，由2005年的6.4克/千瓦時下降到目前的2.26克，脫硫率也達到95%以上。煤化工多采用克勞斯硫回收工藝，目前的技術水平能使脫硫率達到97%左右。但是，由于煤炭投入量大，煤制氣發電的二氧化硫排放比直接使用煤炭發電高出很多。
　　目前火電的脫硝和除塵技術也已經成熟，氮氧化合物減排效率在70%~90%之間，除塵效率更是達到99%以上。煤制氣生產過程中的除塵標準大體和火電相近，其氮氧化合物減排效率甚至達到90%以上，比火電更高。但煤制氣發電的氮氧化合物和粉塵的排放還是分別比燃煤發電高出11.7%和80%，主要原因在于煤制氣發電較低的綜合能源效率。在現有的技術水平下，煤制氣發電的綜合能源效率在27%~31.8%之間，而Z新的超臨界燃煤機組發電效率已經達到40%左右。也就是說，煤制氣的能源轉換效率較低，形成同樣的發電量需要消耗更多煤炭，從而可能造成更多污染物排放。