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张国宝:自主创新驱动现代煤化工产业发展
作者:王玲 发表时间:2014年11月17日

  提到国内煤制油项目和煤制烯烃项目的产业化落地,原国家发改委副主任、国家能源局局长张国宝如数家珍。年近70的他思维敏捷,语速很快,一些10多年前的统计数字信手拈来,丝毫不差。

  一点也不奇怪。在他担任能源局局长期间,就已经看到煤炭产业转型势在必行,他提出“燃料变原料”的观点,曾多次调研考察国内尤其是中国科学院的煤化工创新技术,为力促它们实现产业化付出了巨大的心血。

  发展势在必行

  现代煤化工产业是近年来被热捧的产业之一。随着中国政府对于环境污染的重视和产业结构升级的需求,作为煤炭大国,中国“富煤、贫油、少气”的现实让煤炭的清洁利用成为亟待解决的问题,而科技含量高,有助于煤炭产业可持续发展的现代煤化工产业自然而然地引起了政府和有关各方的关注。

  有分析显示,在煤、石油、天然气三大一次能源中,后两者的进口压力非常大,2013年中国原油表观消耗4.8亿吨,进口高达2.8亿吨,而且随着国内机动车的增长,汽油等能源的消耗与日俱增,每年大概要新增3000万吨原油消耗;再加上现代农业的发展,对于原油的需求量也很可观;居民生活的主要燃料天然气,目前也有一部分需要依赖进口。美国的“页岩气革命”似乎给中国的天然气自给带来了很大的希望,但仔细分析一下,中国页岩气的储存状况和美国并不相同,美国的页岩气埋藏比较浅,中国的埋藏比较深,平均比美国要深一两千米。另外喜马拉雅山造山运动导致地质状况比较复杂。相比之下,美国的页岩赋存条件较好,没有中国复杂,再加上中国水资源、人口密度的制约,也使得开采难度增加。虽然中石化在涪陵区块取得了令人振奋的进展,但总体而言,在中国,页岩气开发的技术、政策甚至矿产开发权等问题都还有待清晰,目前在国内参与页岩气开采的壳牌、雪佛龙等外国公司的进展也不尽如人意。

  从保证能源安全的角度来讲,过度依赖进口显然不是上佳选择,利用本国丰富的煤炭资源优势,发展现代煤化工产业,代替部分原油加工产品和天然气显得意义尤为重大。

  从另一方面来看,国内这些年经济的发展刺激了煤炭的需求,价格上涨,煤炭产能大幅增长,以致目前国内煤炭实际年产量近40亿吨。已经出现供过于求,价格出现逆转,近七成煤炭企业经营困难。而且加上政府和民众重视对雾霾的治理,现代煤化工产业已成为煤炭资源清洁利用的一个重要选项。张国宝估计,到2020年,中国煤炭消耗量下降到整个能源消耗量的60%以下仍然是一个艰巨的任务。

  试水自主创新技术

  历史上最早发展煤制油技术的是德国和南非,目的也是为了能源的自主安全。其中最著名的鲁尔煤矿是德国人率先用煤制油的基地,支撑了部分战争的用油需要。二战以后,德国的煤制油装置被前苏联拆往西伯利亚,但随着油价下滑,煤制油失去竞争力。和德国不同,南非是因为在实行种族隔离政策期间受到国际社会制裁,南非有丰富的煤炭,因此一直坚持采用“费托法”以煤间接法制油。他们的经验和技术对于中国来说很有借鉴意义。

  在煤制油技术的选择上,业内曾经还有一段有趣的故事。大概在10多年前,中国企业就开始与南非沙索公司开始商谈在中国搞煤制油合资项目,希望从南非引进煤间接制油的技术,两国高层领导也就此多次磋商,达成了基本意向,但南非方面并不了解中国的实际情况,要价非常苛刻,不仅要控制煤制油项目本身的主导权,还想要煤矿的权益,包括后续的一些项目,令中方难以接受。也就是在同一时期,中国科学院山西煤炭化学研究所在煤间接制油方面取得了不少成果,彼时主管能源发展的张国宝回忆到,“该所的李永旺研究员希望我能够了解国内的相关技术,并给予公平竞争的机会,中科院副院长江绵恒也对太原煤化所的煤制油研究给予肯定和支持。”

  张国宝一开始心中并不是没有疑虑,他直接问李永旺,中科院的技术有什么特点?真能取代南非的技术吗?李永旺表示,国内的相关研发已经有几十年,技术成熟度不输南非,而且科学院用的是铁基催化剂,比南非的钴基催化剂能效还要高。为了科学决策,张国宝邀请了国内煤化工和石油化工领域的专家开了一次评审会,大家坐在一起对两方的技术和实施前景进行讨论,张国宝要求大家要放开历史包袱,尊重事实,以科学为本。

  研讨的结果在张国宝和李永旺的预料之内。“大家一致同意用中国自己的技术,不再依赖南非。当然,后来项目工程的上马还经历了一些波折,有一些政策方面的原因,但最终我们自主创新的技术还是落地了。”张国宝说。

  有了这个成功的案例,张国宝继续推进了另一项中科院的技术——甲醇制烯烃。当年在全国人大会议上,张国宝陪同温家宝总理到辽宁代表团听取意见,中国科学院大连化学物理研究所(大连化物所)所长包信和也是人大代表,他表示大连化物所已经研发出甲醇制烯烃的关键技术,“我当时就很感兴趣”,即使现在讲起来,张国宝的声音也还有些激动,“我很快把包信和请到办公室进一步请教,他讲得很好”,就这样,张国宝下定决心要把这个技术的产业化向前推进,他不断寻找机会给大连化物所的甲醇制烯烃技术“牵线搭桥”,但国内企业,比如神华集团还是相信外国的技术,一开始想和UOP合作,但了解到UOP还处于实验室阶段,大概每天只有0.58吨煤的试验规模,而大连化物所和陕煤公司已经在陕西完成了50吨/日规模的工业性中试。张国宝撮合有实力的神华集团和大连化物所合作,终于年产60万吨煤制烯烃项目落户包头,煤制烯烃从技术到装备到大规模产业化的路都给打通了,现在神华的煤制烯烃示范项目的影响力很大,张国宝甚至已经担心“一哄而起”了。

  助力煤制油、甲醇制烯烃这些中科院技术的产业化,使张国宝与中科院的缘分似乎“牵扯不断”,他又为中科院福建物质结构研究所的煤制乙二醇项目到处找“婆家”,也想走神华路线,再找一个做化纤的民营企业,产品一出来就可以作为他们的原料,顺带就解决了销路问题。“后来,因为福建物构所已经在通辽和一家民营企业搞了一个公司,福建物构所在利益分配、知识产权、企业管理等诸多问题方面和神华的合作推进不顺利而放弃”,张国宝感到颇为遗憾。

  重视环境问题

  虽然发展现代煤化工产业既可以缓解能源结构不平衡的问题,又能为煤炭资源的可持续发展和煤炭清洁利用提供新的市场,但行业的野蛮生长趋势及其带来的二氧化碳集中排放和水资源的消耗问题也引起了广泛的关注,招致了一些批评。

  不久前,绿色和平组织发布的《噬水之煤神华鄂尔多斯煤制油项目超采地下水和违法排污调查报告》指出,神华鄂尔多斯煤制油项目与民争水,导致取水地农牧区生态环境严重退化,且项目还利用渗坑违法偷排超标污水。虽然神华集团回应称采水并非当地生态退化的唯一原因,并且神华对于污水处理有严格的标准,污水几乎得到全部回收利用,“此外,鄂尔多斯地区还有很多小的化工厂,他们的排放是神华无法控制的。”

  神华集团的例子在某种程度上是现代煤化工产业发展的一个缩影。作为高投入,科技密集型产业,一方面需要项目投入方有雄厚的实力,另一方面也需要考虑环境的承载能力包括水资源和二氧化碳的后续处理等。国家能源局规划2020年之前中国煤制油产能达到3000万吨,但按照目前的审批速度实际上达不到这个规模,现在已经有的示范项目加上已经给“路条”的项目也就1000多万吨,实际上离3000万吨还差得远,也从一个侧面反应了政府对于现代煤化工产业的谨慎态度。

  目前来看,煤化工产业的用水大多采取置换的办法,因为国内煤多的地方相对水资源比较少,而水多的地方又没有煤,所以通常是通过发展节水农业,把用水指标节省出来用于煤化工的生产。但也有专家认为,有人过分夸大了煤化工的用水量,其他工业,比如钢铁冶炼也很耗水,有数据表明国外的大钢厂吨钢耗水为4吨,国内平均吨钢耗水是8吨,与煤制油耗水差不多,只盯着煤化工产业有失公允。

  对于另一个被人诟病的煤化工二氧化碳排放问题,张国宝有着自己的见解。他说,煤化工的二氧化碳是集中排放,对处理或者再利用其实是更有利的。二氧化碳驱油已经在松原油田使用,“因为松原油田本身二氧化碳含量比较高,所以用二氧化碳来驱油可以提高油汽产量”,另外,张国宝还考虑能否将液态二氧化碳代替水作为页岩气的压裂剂?他和国内外专家作了探讨,“既可以节省大量的水资源,也能变废为宝”。他的这个想法和业内的专家不谋而合,实际上页岩气的行业专家也正在开发二氧化碳压裂技术。退一步说,用煤来直接发电,也存在二氧化碳的排放问题,被广泛研究的CCS技术同样也可以用在煤化工产业中。

  不论遇到多少波折,张国宝对于发展现代煤化工产业一直持比较积极的态度。在他看来,传统煤化工给人留下的高能耗、高污染印象可以通过科学地推动现代煤化工产业来改变。“创新很重要,而且中国煤化工产业发展过程中许多问题的创新性解决也会给其他行业积累宝贵的经验。”张国宝反复强调着这个观点。

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