现代煤化工,就是利用我国富煤的资源优势,为减少油气对外依存度,以煤制取油品、甲烷和化学品,替代石油和天然气,在力保国家能源安全的同时,拓展煤炭应用领域。
其发展的初衷既符合国情,也对众多行业有很好的促进作用。我国在“十二五”和“十三五”期间规划和兴建了一批项目,进行了示范和示范升级。
产业发展尚未达到预期
截至2021年底,我国煤制油、煤制天然气、煤(甲醇)制烯烃和煤制乙二醇总产能分别达到921万吨/年、61.25亿立方米/年、1672万吨/年(煤制甲醇1122万吨/年)、803万吨/年;2021年实际产量分别为796.31万吨、46.29亿立方米、1575(煤制甲醇1135)万吨、323万吨,共消耗原煤14675万吨,其中原料煤10704万吨,燃料煤3931万吨。
这几个细分产业,除了煤制烯烃外,其他均盈利性不佳。国家“十三五”煤炭深加工规划的煤制油和煤制气项目基本上都没有开建,有些规划项目已停建,也有项目转产其他产品。因此目前来看,产业的发展并不理想,应该是没有达到预期。
在市场经济中,任何产业的长期发展都应靠自身的竞争力,而不能指望所谓的政策支持或扶持。发展现代煤化工的目的就是替代油基产品,最大的挑战就是要与石化产品相竞争,而目前最大的问题是投资过大和碳排放。
谈及现代煤化工的竞争力,几乎都先想到主要因素是国际油价,而在可预见的未来,世界范围内油气仍是供大于求。除去政治和人为作用会暂时导致油价攀升外,在纯经济因素下,大多数研究和预测都是油价应持续低位。而国内煤价受产能、环保、“双控”“双碳”等多因素的影响,就算动力煤价受控,化工用煤的价格却很难被认为会走低。
缺乏竞争性究竟为何?
目前现代煤化工尚缺乏竞争性和经济性,表面上看是由于国际油价低迷而国内煤价高企,但深层的本质原因其实是以气化为龙头的工艺路线与技术特性决定的。
目前除直接液化外,现代煤化工的工艺流程基本都是:一要先将煤气化成为一氧化碳和氢,其气化和配套设备投资大、能耗高;二是由于煤中的碳氢比不够,要通过变换工艺增加氢,这不仅要增加投资和能耗,还要消耗大量的水和产生大量的二氧化碳;三是后续还要经过一系列复杂的化合反应,又需要大量设备、高能耗、催化剂等;除此之外,其三废处理也成本高昂。
而煤制烯烃和煤制乙二醇甚至还不能由合成气直接制取,还要经过甲醇和草酸二甲酯,这无疑又增加了固定投资和运行成本。整体来说,现代煤化工的单系列产能规模远小于石化,而同等产能规模的投资,却是石化的多倍。
这样相对于油基产品,现代煤化工项目整体投资过大,投资回报周期过长,财务成本和运行维护成本过高,使得其产品与国内外的同类石化产品相比很难具有竞争力。
而现在这种工艺和原理也决定了未来即使再如何进行技术升级和改造,目前上述主要工段都不可能被取消,因而降低成本的幅度都是有限的,不足以解决根本问题。虽然也提出产品要高端化、精细化和多元化,但即使能做到,市场总需求量也不会太大,也还同样面临油基高端产品的竞争,因此也解决不了根本问题。
“双碳”背景下 煤化工行业如何降本增效
目前,“双碳”已开始加紧落实到行动,虽说现代煤化工的二氧化碳在原料化利用上技术可行,但与其需要的投入和运行成本相比,是否能盈利还不好说。而在产业化之前,在碳减排上的众多举措,暂时看都将增加成本,这无疑使现代煤化工的竞争力更加不足。
传统煤化工由于与石化产品不存在竞争,虽然市场饱和,但行业整体的存在不受影响,主要任务仍是淘汰落后产能,升级减排。
现代煤化工作为新兴产业,在还未得到成熟产业化的时候,又面临油价、工艺、“双碳”等诸多因素的制约,其未来的盈利很难乐观。
煤制油由于规模尚小,不可能自建运销系统和加油站,只能往油基产品中添加或混合销售。而目前的产能占比微不足道,间接液化工艺先天不足,很难起到替代作用,产业整体难以大规模发展。
煤制气虽然现在经过管网公司,可以避开入管价格的控制,但终端城市燃气系统仍然无法掌握。未来可考虑东中部各省自建煤制气项目,不跨省外输和外省销售,省内自用,自己定价。而且中东部地区水资源相对丰富,废渣也便于利用,可以减少大量污染,应该既能满足需要,又有经济效益。
煤制烯烃目前虽然尚有盈利,但中石化“原油直接制乙烯”工业试验取得圆满成功,百万吨级项目已开始进入设计阶段。这一技术突破了传统裂解原料的限制,直接将原油转化为乙烯、丙烯等化工品,革命性地缩短了生产流程,使能耗、碳排放大幅度降低,与石脑油裂解路线相比具有显著的成本优势,而且还可以提升烯烃产品的占比。因此随着该技术工业化项目的建设和推广,煤制烯烃的盈利优势很难说是否还会存在。
从油价、工艺、销售渠道等多方来看,煤制化学品并不具优势,将来最大的指望就是市场缺口。现在对“十四五”末烯烃和乙二醇的供需预测很多,且不尽相同。如果到时市场仍有缺口,那么煤制产品即使比油基产品成本高,但只要低于市价,也还有利可图。如果到时市场供需平衡甚至供大于求,那么就基本靠拼价格了,就看谁的成本更低。
工艺变革促煤化工长远发展
长远看,现代煤化工要想生存乃至发展,就必须在工艺上进行本质的变革。最根本的就是放弃现有的以气化为龙头的流程,开发类似直接液化的“煤直接转化”工艺,由煤直接制取产品,去掉气化、变换、合成等工段,这样才有可能大幅降低投资和成本。
煤化工还有一个最大的不足,就是煤中的碳氢比太低,不论什么工艺,都必须额外补充氢。下一步最好的方式是利用绿电制氢,可以考虑与电力单位合作,争取利用弃风弃光的电,这样既可以削峰错谷,也可能取得最低电价;甚至也可以考虑自建风光电场,与自备火电相配合,以达到最佳的效果和成本,同时还能大幅减少碳排放。
现代煤化工其实已经到了何去何从的时候。从客观来看,除非极端情况、国家另有支持措施外,在纯市场经济条件下,在现有工艺和流程下,在目前的条件制约下,现代煤化工其实很难与石化产品相竞争。
甚至可以说,经过多年的示范与实践,验证了以气化为龙头的现代煤化工在技术上可行,但经济上也许不能算可行。
任何产业和企业,如果不能盈利,自然就无法生存与发展。现代煤化工到了当断则断之时,要么转产转型,要么开发全新工艺技术,否则将来的发展仍会困难重重。