新型煤化工產(chǎn)業(yè)是以煤為原料,，經(jīng)化學(xué)深加工轉(zhuǎn)化為替代石油或石油化工產(chǎn)品的過程,，主要包括煤制油、煤制烯烴,、煤制天然氣,、煤制乙二醇、煤制二甲醚等,。我國富煤,、貧油、少氣的特殊能源結(jié)構(gòu)決定了能源消耗以煤炭為主,，能源利用效率低,、污染嚴(yán)重。當(dāng)前面臨國際石油價(jià)格逐漸上漲和國內(nèi)石油對外依存度逐年升高的雙重壓力,，發(fā)展新型煤化工產(chǎn)業(yè)是加速優(yōu)化我國能源結(jié)構(gòu),，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的必然趨勢,。新型煤化工產(chǎn)業(yè)在我國能源的可持續(xù)發(fā)展中扮演越來越重要的角色。

1 我國新型煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的機(jī)遇

1.1 國家的高度重視為我國新型煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了契機(jī)

2004年6月30日,，國務(wù)院出臺《能源中長期發(fā)展規(guī)劃綱要(2004—2020年)》,，將新型煤化工列入我國中長期能源發(fā)展戰(zhàn)略的發(fā)展重點(diǎn)。2005年12月6日,，胡錦濤同志對何光遠(yuǎn)部長等7位同志呈報(bào)的《關(guān)于推廣煤基醇醚燃料以代替汽油,、柴油的建議》上批示：“對替代能源問題進(jìn)行科學(xué)論證，從總體上提出開發(fā)方向和重點(diǎn)”,。12月17日,，曾培炎同志批示：“要抓緊組織有關(guān)方面和專家進(jìn)行論證，提出發(fā)展替代能源的意見,，并列入十一五規(guī)劃”,。2006年5月16日，國家發(fā)改委能源局在北京召開替代能源研究交流會(huì),，并明確相關(guān)工作,。之后，國家先后出臺的《煤炭工業(yè)發(fā)展“十一五”規(guī)劃》,、《煤炭產(chǎn)業(yè)政策》,、《國家能源科技“十二五”規(guī)劃》、《煤炭工業(yè)發(fā)展“十二五”規(guī)劃》,、《“十二五”期間煤炭深加工示范項(xiàng)目》等都對新型煤化工產(chǎn)業(yè)做了具體規(guī)劃,，先后制定“關(guān)于促進(jìn)煤炭工業(yè)健康發(fā)展的若干意見”、“關(guān)于加強(qiáng)煤化工項(xiàng)目建設(shè)管理促進(jìn)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的通知”,、“關(guān)于規(guī)范煤制天然氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展有關(guān)事項(xiàng)的通知”,、“關(guān)于規(guī)范煤化工產(chǎn)業(yè)有序發(fā)展的通知”等政策引導(dǎo)新型煤化工產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展。

1.2 富煤貧油少氣的能源結(jié)構(gòu)是我國發(fā)展新型煤化工產(chǎn)業(yè)的必然選擇

富煤貧油少氣的特殊能源結(jié)構(gòu)是我國的基本國情,，近年來我國面臨著國際石油價(jià)格逐漸上漲和國內(nèi)石油對外依存度逐年升高的雙重壓力,。2008年，中國原油對外依存度達(dá)到49%的“警戒線”,，2012年我國原油進(jìn)口量達(dá)到2.7億t,，原油對外依存度高達(dá)56.5%，天然氣對外依存度也達(dá)到22%,。石油資源匱乏和國內(nèi)石油供應(yīng)不足已成為我國石油化工發(fā)展的一個(gè)嚴(yán)峻現(xiàn)實(shí),。根據(jù)《煤化工產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃(2006—2020年)(征求意見稿)》，在2020年以前要建設(shè)黃河中下游,、內(nèi)蒙古東部,、黑東、蘇魯豫皖,、中原,、云貴和新疆七大煤化工產(chǎn)業(yè)基地，穩(wěn)步發(fā)展煤制石油替代產(chǎn)品,，發(fā)展新型煤化工產(chǎn)業(yè)是我國化工行業(yè)發(fā)展的必然選擇,。

1.3 豐富的煤炭資源為我國新型煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了保障

煤炭是世界上最豐富的化石能源資源，被人們譽(yù)為“工業(yè)的糧食”,。我國煤炭資源豐富,，探明儲(chǔ)量占世界的13.9%，品種齊全,、分布廣泛,。全國32個(gè)省(區(qū)、市)中除上海市外,，都有煤炭資源,，但區(qū)域分布不均衡?？傮w特征是北多南少,，西多東少，山西和西北地區(qū)最富集,。根據(jù)《煤炭工業(yè)發(fā)展“十二五”規(guī)劃》,，2010年，全國煤炭產(chǎn)量32.4億t,，其中14個(gè)大型煤炭基地產(chǎn)量28億t,，占全國的87%，有10個(gè)基地煤炭產(chǎn)量超過億噸,，其中神東5.6億t,，晉北和蒙東超過3億t，云貴,、晉東和河南超過2億t；千萬噸級以上企業(yè)47家,，產(chǎn)量占全國63%,，其中，億噸級特大型企業(yè)5家,，產(chǎn)量占25%，五千萬噸級大型企業(yè)10家,，產(chǎn)量占19%,。預(yù)計(jì)到2015年，全國煤炭產(chǎn)年量將達(dá)到41億t,，億噸級特大型企業(yè)將達(dá)到10家,。截至2010年底,，全國煤炭保有查明資源儲(chǔ)量13 412億t，其中新疆1 992億t,，占全國的14.9%,；全國煤炭預(yù)測資源量5.57萬億t，其中新疆2.19萬億t,，占全國的40%,。

1.4 豐碩的科研成果為我國新型煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)

2011年8月12日神華煤制油研究中心有限公司承擔(dān)的“863”項(xiàng)目“煤合成燃料(CTL)組分及汽車匹配技術(shù)研究與開發(fā)”順利通過國家科技部的驗(yàn)收。依據(jù)《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020年)》的內(nèi)容要求,，在“十二五”期間設(shè)立“大規(guī)模煤制清潔燃料關(guān)鍵技術(shù)及工藝集成研究”的“863”項(xiàng)目,，主要針對新型煤氣化、煤制清潔燃料,、甲醇制烯烴三個(gè)技術(shù)方向展開研究,，課題擬國家撥款2.5億元，申請單位自籌經(jīng)費(fèi)2.5億元,。經(jīng)過二十多年的努力,，我國科研院所、高校及相關(guān)企業(yè),，在學(xué)習(xí)引進(jìn),、消化吸收國外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上加大了自主研發(fā)力度，尋求以煤為原料替代石油,、石油化工產(chǎn)品的化工路線,。我國煤直接液化的研發(fā)是以煤炭科學(xué)研究總院北京煤化學(xué)所為代表，至今已在煤直接液化,、粗油加氫,、精制工藝和催化劑開發(fā)等技術(shù)領(lǐng)域取得重大突破，煤間接液化的研發(fā)以中科院山西煤化所為代表,，至今已擁有自主知識產(chǎn)權(quán)煤基合成油技術(shù),，均為建設(shè)百萬噸級能力的示范工程提供重要保障。神華集團(tuán)開發(fā)的神華煤直接液化工藝已在鄂爾多斯建設(shè)了百萬噸級直接液化煤制油項(xiàng)目,，項(xiàng)目已投產(chǎn)見效,。伊泰伊犁能源有限公司180萬t/a煤制油是第一條具有我國完全自主知識產(chǎn)權(quán)的煤間接液化工業(yè)化放大項(xiàng)目。中科院大連化物所的煤制烯烴技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平,，已應(yīng)用于示范項(xiàng)目中,。煤制氣目前大多采用國外引進(jìn)技術(shù)，國內(nèi)中科院大連化物所等研究機(jī)構(gòu)也取得重大突破,。

1.5 裝置設(shè)備的國有化加速我國新型煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展

根據(jù)《“十二五”煤化工示范項(xiàng)目技術(shù)規(guī)范(送審稿)》,，技術(shù)和裝備的國有化程度是政府決定是否發(fā)展新型煤化工產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵因素，借鑒中國汽車工業(yè)的教訓(xùn)，政府在重大項(xiàng)目的決策上考慮技術(shù)及裝備的自主研發(fā),，不憑企業(yè)自由發(fā)展,。新型煤化工項(xiàng)目總投資中設(shè)備投資占50%以上，壓力容器投資占設(shè)備投資的50%以上,。近年來,，我國的壓力容器行業(yè)保持較高景氣度，復(fù)合增速在20%以上,，預(yù)計(jì)未來5年保持20%以上的年均增速,。新型煤化工項(xiàng)目需要的壓力設(shè)備包括煤氣化裝置,、變換裝置、洗滌裝置及合成裝置,，壓力容器包括反應(yīng)器,、塔器、儲(chǔ)罐,、分離器等。目前國內(nèi)生產(chǎn)壓力容器的公司主要有中國一重,、杭氧股份,、陜鼓動(dòng)力、張化機(jī)等,，且產(chǎn)品各具特色。中國一重是國內(nèi)最大的壓力容器生產(chǎn)商,，杭氧股份是空分設(shè)備的領(lǐng)導(dǎo)者,，陜鼓動(dòng)力則在動(dòng)力設(shè)備技術(shù)領(lǐng)先，張化機(jī)專注壓力容器的生產(chǎn),。

2 我國新型煤化工產(chǎn)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)

2.1 水資源保障問題

豐富的水資源是實(shí)施新型煤化工產(chǎn)業(yè)的基本保障條件。我國水資源遠(yuǎn)低于世界平均水平,，而且由于地理,、氣候等客觀原因，我國水資源分布嚴(yán)重不均,。我國煤炭資源和水資源呈現(xiàn)逆向分布，煤炭資源豐富的地區(qū)，往往水資源匱乏,，主要煤炭產(chǎn)地人均水資源占有量和單位國土面積水資源保有量僅為全國水平的1/10,。我國煤炭資源和水資源分布均以昆侖山一秦嶺一大別山一線為界，以北地區(qū)的煤炭資源占全國的90.13%,，但水資源僅占全國的21.4%,。尤其在山西,、陜西,、寧夏、內(nèi)蒙古和新疆五省(自治區(qū))煤炭資源與水資源更不匹配,。該地區(qū)煤炭保有儲(chǔ)量約占全國的76%，但水資源總量僅占全國的6.14%,。新型煤化工工藝中主要用水包括反應(yīng)用水,、冷卻用水、加熱用水,、洗滌用水,、生活用水等。國內(nèi)新型煤化工項(xiàng)目水耗指標(biāo)為年產(chǎn)16萬t煤制油項(xiàng)目：13 t/t,；年產(chǎn)60萬t煤制烯烴項(xiàng)目：33 t/t；年產(chǎn)20萬t煤制乙二醇項(xiàng)目：14 t/t,；年產(chǎn)40億m3煤制天然氣項(xiàng)目：66 t/萬m3,；新型煤化工噸產(chǎn)品耗水均在10 t以上。因此,，大型煤化工項(xiàng)目年用水量通常高達(dá)數(shù)億立方米。水資源的跨區(qū)域調(diào)蓄和配置有諸多困難,，水資源將成為我國發(fā)展新型煤化工產(chǎn)業(yè)的重要制約因素,。

2.2 環(huán)境保障問題

新型煤化工項(xiàng)目污染嚴(yán)重，新型煤化工的廢渣主要是煤氣化后所產(chǎn)生的爐渣及隨煤氣的攜出物,。由于煤的種類、燃燒方式或氣化方法的不同,，產(chǎn)生的廢渣(粉煤灰和煤渣)的化學(xué)成分和礦物組成均有差異,。廢渣的主要成分是含硅,、鋁,、鎂、鐵,、鈣等化合物,，也有少量含鈦,，鉀、鈉,、磷等化合物和微量氰化物,，廢渣可循環(huán)利用,。廢氣主要含一氧化碳和甲烷等，通常采用燃燒處理,。新型煤化工項(xiàng)目廢水一般以高濃度煤氣洗滌廢水為主,，含有大量酚,、氰、油,、氨氮等有毒有害物質(zhì),。尋求處理效果好、工藝穩(wěn)定性強(qiáng),、運(yùn)行費(fèi)用低的廢水處理工藝，實(shí)現(xiàn)廢水零排放,，已成為新型煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的自身需求和外在要求,。水處理已成為制約我國新型煤化工產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸之一,。

2.3 人才保障問題

發(fā)展新型煤化工產(chǎn)業(yè)需要大量的煤化工專業(yè)技術(shù)人才和高級管理人才。隨著煤炭由單純能源利用向能源化工利用的方式轉(zhuǎn)變,，煤炭深加工人才緊缺的矛盾更加突出,。新型煤化工專業(yè)技術(shù)人才數(shù)量、質(zhì)量已不能適應(yīng)新型煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求,，主要表現(xiàn)為，一是缺乏業(yè)務(wù)熟練和具備業(yè)務(wù)專長的技術(shù)操作型人才,；二是缺乏具有科技創(chuàng)新能力的領(lǐng)軍人物,、項(xiàng)目帶頭人及煤化工總工程師,；三是缺乏既懂技術(shù)又善管理的復(fù)合型人才,。煤炭深加工人才匱乏制約著煤炭工業(yè)的健康發(fā)展，特別是新型煤化工產(chǎn)業(yè)所需煤制油,、煤氣化,、煤液化等專業(yè)人才，制約了煤炭經(jīng)濟(jì)增長方式的轉(zhuǎn)變和科技水平的提高,。

2.4 頁巖氣的開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化可能對煤制氣產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生影響

國土資源部稱,，我國陸域頁巖氣地質(zhì)資源潛力為134萬億m3，可采資源潛力為25萬億m3(不含青藏地區(qū)),。據(jù)美國能源信息署2011年4月發(fā)表的《世界頁巖氣資源：美國之外14個(gè)地區(qū)的初步評價(jià)》,，全球技術(shù)上可采的頁巖氣資源為185萬億m3，我國的頁巖氣資源在世界上最豐富,，占全球總量的19%,；美國占世界總量的13%,；歐洲占世界總量的10%。美國是頁巖氣開發(fā)最早,、最成功的國家,。2009年美國頁巖氣產(chǎn)量為680億m3,，占美國當(dāng)年天然氣產(chǎn)量的10%，徹底改變了美國的能源供應(yīng)格局,，使美國由天然氣的進(jìn)口國變成出口國,，同時(shí)美國利用其猛增的頁巖氣供應(yīng)量，成功打壓了國際天然氣的價(jià)格,。

頁巖氣的開發(fā)及其產(chǎn)業(yè)化對煤制氣產(chǎn)業(yè)的影響主要取決于頁巖氣的價(jià)格,，頁巖氣的價(jià)格主要取決于國家政策、開采技術(shù)和地質(zhì)結(jié)構(gòu)等方面的因素,。在國家政策方面,，國家已對頁巖氣開采放開市場，國家頁巖氣“十二五”規(guī)劃指出,，頁巖氣不同于常規(guī)天然氣,，出廠價(jià)格實(shí)行市場定價(jià)，此外國家還制定相關(guān)的財(cái)稅,、補(bǔ)貼政策,。在開采技術(shù)方面,，我國頁巖氣開采技術(shù)還處于研發(fā)、試驗(yàn)階段,，但在2012年5月召開的中美第四輪戰(zhàn)略與經(jīng)濟(jì)對話上，國家能源局表示,，中美雙方將發(fā)揮互補(bǔ)優(yōu)勢,，大力推進(jìn)頁巖氣技術(shù)與資源開發(fā)合作，可能將加速我國頁巖氣發(fā)展的產(chǎn)業(yè)化,。地質(zhì)結(jié)構(gòu)是影響頁巖氣價(jià)格的重要因素之一，目前我國正在加緊探索我國儲(chǔ)存頁巖氣的地質(zhì)構(gòu)造和與之相適應(yīng)的開采技術(shù),。

2.5 二氧化碳的排放是遠(yuǎn)慮

為了保護(hù)和穩(wěn)定人類的生存環(huán)境，世界各國都在努力減少二氧化碳的排放,。2009年12月，溫家寶總理在丹麥?zhǔn)锥几绫竟匍_的《聯(lián)合國氣候變化框架公約》締約方第15次會(huì)議上承諾“我國計(jì)劃到2020年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40%至45%”,。2011年11月在南非德班召開的聯(lián)合國氣候變化大會(huì),，使我國面臨減排的巨大壓力,，低碳發(fā)展已成為不可逆轉(zhuǎn)的大趨勢。國內(nèi)新型煤化工項(xiàng)目二氧化碳排放指標(biāo)為年產(chǎn)16萬t煤制油項(xiàng)目：5 t/t,；年產(chǎn)60萬t煤制烯烴項(xiàng)目：5.5 t/t；年產(chǎn)20萬t煤制乙二醇項(xiàng)目：2 t/t,；年產(chǎn)40億m3煤制天然氣項(xiàng)目：25t/萬m3,。二氧化碳的排放是新型煤化工產(chǎn)業(yè)最需要關(guān)注的長久環(huán)境問題。

二氧化碳的捕獲與封存(CCS)是減少溫室氣體排放和控制全球變暖的新技術(shù),。近年來我國在CCS的研究上做了很多的工作，包括“973”,、“863”在內(nèi)的國家重大課題都對CCS的研究進(jìn)行了立項(xiàng),，并取得了重大進(jìn)展,。2008年7月中國首個(gè)燃煤電廠二氧化碳捕集示范工程——華能北京熱電廠二氧化碳捕集示范工程正式建成投產(chǎn),，并成功捕集出純度為99.99%的二氧化碳,。目前二氧化碳回收率大于85%，年可回收二氧化碳3 000 t,。但是,，目前我國的CCS整體上還處于實(shí)驗(yàn)室階段。CCS技術(shù)除了減少溫室氣體排放,，大量的能源消耗很令人憂慮，碳捕獲高投入和額外的大量能耗使得CCS技術(shù)的商業(yè)價(jià)值很低,，而且對于CCS技術(shù)的長期環(huán)境影響也沒有可靠的評估手段,，CCS項(xiàng)目目前更多的是一種展望,。目前，每捕集和封存1t二氧化碳的成本約為50到90美元,，而專家們通過對能源經(jīng)濟(jì)模型的研究表明,，只有當(dāng)捕集和封存二氧化碳的總成本降到25～30美元/t時(shí),，CCS技術(shù)才可能大規(guī)模推廣。

3 展望

新型煤化工產(chǎn)業(yè)以生產(chǎn)潔凈能源和可替代石油化工的產(chǎn)品為主,，將在中國能源的可持續(xù)利用中扮演重要的角色,，與能源,、化工技術(shù)結(jié)合，逐漸形成煤炭-能源-化工一體化的新興產(chǎn)業(yè),。新型煤化工在我國正面臨新的發(fā)展機(jī)遇和長遠(yuǎn)的發(fā)展前景,，同時(shí)新型煤化工是集高投資、高污染,、高技術(shù)于一體的系統(tǒng)工程，生產(chǎn)規(guī)模大,，建設(shè)周期長,，面臨諸多挑戰(zhàn),。