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1、原料多元化页岩气与煤化工的发展,中国石油和化学工业联合会科技部王秀江,全球页岩气发展概况,目 录一、什么是页岩气二、全球页岩气开发利用现状三、我国页岩气资源开发利用进展与对策,由于世界各国经济发展对煤、石油、天然气等能源的需求不断攀升,规模储量大、易探好采的常规能源越来越少,这严重威胁着各国的能源战略安全。近20年来,随着勘探和开发技术的不断提高,页岩气等非常规能源资源逐渐进入人们的视野。特别是美国页岩气的大规模开发,对提高该国能源安全、降低对外依存度、缓解天然气供应不足起到了积极作用。这引起各国政府的高度重视。,一、什么是页岩气,非常规天然气主要包括页岩气、致密砂岩气(简称致密气)、煤层气和
2、天然气水合物等,其中页岩气和致密气是最具代表性的两种非常规天然气资源。据有关国际机构研究,全球页岩气、致密气资源量约666万亿立方米,大约是常规天然气资源量的1.5倍。研究表明,我国页岩气、致密气资源相当丰富,技术可采资源量约22万亿立方米,大致与我国常规天然气可采资源量相当,具备加快发展的条件。页岩气是指赋存于富有机质泥页岩及其夹层中,以吸附或游离状态为主要存在方式的非常规天然气,成分以甲烷为主,是一种清洁、高效的能源资源。主要成分:主要成分是烷烃,其中甲烷占绝大多数,另有少量的乙烷、丙烷和丁烷,此外一般还含有二氧化碳、氮和水气,以及微量的惰性气体,如氦和氩等。,一、什么是页岩气,全球页岩气
3、资源量约456万亿立方米,相当于煤层气和致密气的总和,主要分布在北美、中亚和中国、中东和北非以及拉美等地区。页岩气特点:分布范围广,主要分布在海相地层。沉积厚度大,一般300500m左右,单层厚度大于50m。有机质含量普遍在2以上,成熟度(Ro)1.43.0区间。开采寿命长,一般3050年,有些可达80100年。,二、全球页岩气开发利用现状,美国页岩气“静悄悄”开发成功后,全球已有三十多个国家展开页岩气的勘探开发工作,但是北美以外国家的页岩气开发总体上仍处于初级阶段。由于不同国家和地区地质特点、资源潜力、技术状况以及市场条件都存在不确定性或者不成熟,全球除北美以外的其他地区页岩气开发整体上仍处
4、于起步阶段,以至于产业化还需要很长时间。,二、全球页岩气开发利用现状,1、美国:美国最早发现、研究、勘探和开发页岩气的国家。据最近的估算,美国页岩气资源量为42万亿立方米52.6万亿立方米,但目前商业开采主要集中在5个盆地,即密歇根盆地的Antrim页岩、阿巴拉契亚盆地的Ohio页岩、福特沃斯盆地的Barnett页岩、伊利诺伊盆地的New Albany页岩和圣胡安盆地的Lewis页岩。美国页岩气开发技术历程,从Barnett页岩开采看,可分为4个阶段:第一阶段:1997年以前直井大型水力压裂;第二阶段:19972002年直井大型清水压裂为主;第三阶段:20022007年水平井压裂技术开始试验;
5、第四阶段:2007年至今水平井套管完井及分段压裂技术,逐渐成为主体技术模式。,二、全球页岩气开发利用现状,从20世纪80年代开始,美国政府实施了一系列鼓励替代能源发展的税收激励或补贴政策,在这一系列政策扶持措施的推动下,页岩气勘探开发取得了明显成果。美国是一个常规天然气缺乏的国家,页岩气革命使美国由一个天然气进口国转变为出口国。2009年,美国超过俄罗斯成为世界第一大天然气生产国。2003 年,水平井技术的应用使美国页岩气的开发进入新的历史阶段。统计显示,2005年美国页岩气产量仅196亿立方米,随后6年则呈爆发式增长。2006年为283亿立方米,2010年为1387亿立方米,2011年为17
6、20亿立方米,年均增长高达43.1%。,二、全球页岩气开发利用现状,页岩气发展为美国带来能源安全的同时,带来了美国制造业复兴,刺激了美国国内经济的发展,使美国率先走出金融危机。美国页岩气产量爆发式增长带来价格骤降后,对美国影响最大的是煤电行业。2011-2015 年美国新规划的电厂中,以煤炭为燃料的占比分别为19.03%、18.31%、2.42%、6.28%和0.49%,而天然气为燃料的电厂在2011-2015年的规划中平均占比为54%。廉价而充足的天然气以及电力,使美国天然气化工经济性优势显现。北美化学工业焕发勃勃生机,美国制造业呈复兴之势。有复兴必有失落,被替代的能源和相关产业则迅速衰退。
7、风电、核电和煤炭发电项目推迟。煤炭成为销售困难的能源。,二、全球页岩气开发利用现状,2、加拿大是继美国之后第二个实现页岩气商业化开采的国家 加拿大页岩气生产也已有数十年的历史。加拿大页岩气资源也十分丰富,且资源分布面积广、涉及地质层位多,主要分布在西部盆地地区,包括不列颠哥伦比亚省东北部中泥盆统的霍恩河盆地和三叠系Montney页岩,艾伯塔省与萨斯喀彻温省的白垩系Colorado群,魁北克省的奥陶系Utica页岩,新不伦瑞克省和新斯科舍省的石炭系Horton Bluff页岩。根据加拿大非常规天然气协会(CSUG)的资源评价结果,加拿大页岩气的资源量大于42.5万亿立方米,其中霍恩河盆地和Mon
8、tney的页岩气资源最为丰富,据世界能源委员会估计,其页岩气资源量为39.08万亿立方米。目前,已有多家油气生产商在加拿大西部地区进行页岩气的开采或开发试验,但与美国相比,加拿大页岩气开发还处于初级阶段,尚未进行大规模的商业性开采,2009年的产量已达到72亿立方米。,二、全球页岩气开发利用现状,3、欧洲:英国和波兰是该洲页岩气前景最好的国家 2009年,国际能源署预测欧洲的非常规天然气储量为0.35万亿立方米,其中将近一半蕴藏在泥页岩中,这个数字远低于美国,从全球来看,除了撒哈拉以南的非洲地区,欧洲的页岩气储量可能是最少的。欧洲页岩气主要集中在英国的威尔德盆地、波兰的波罗的盆地、德国的下萨克
9、森盆地、匈牙利的Mako峡谷、法国的东巴黎盆地、奥地利的维也纳盆地以及瑞典的寒武系明矾盆地等。其中,英国和波兰是欧洲页岩气前景最好的国家。近年来,欧洲启动了多项页岩气勘探开发项目。工作目标是收集欧洲各个地区的页岩样品、测井试井和地震资料数据,建立欧洲的黑色页岩数据库。2010年,欧洲又启动了9个页岩气勘探开发项目,其中5个在波兰,波兰的马尔科沃利亚1号井1620米深处已出现页岩气初始气流。近年来,多个跨国公司开始在欧洲地区展开行动。埃克森美孚、康菲、OMV及壳牌等国际石油公司已经分别在德国、波兰、奥地利和瑞典开始实质性的工作。,二、全球页岩气开发利用现状,4、其他国家:印度、阿根廷、澳大利亚均
10、发现页岩气资源 2011年1月25日,印度ONGC公司在靠近西孟加拉邦杜尔加布尔的一口研究和开发井的大约1700米深处的Barren Measure页岩中发现了天然气。阿根廷的页岩气技术可采资源量为21.9万亿立方米,位居世界第三,是南美天然气开发利用前景最好的国家,特别是内乌肯盆地页岩气前景看好,为此吸引了一些世界大油气公司的青睐。澳大利亚Beach石油公司在大洋洲7个盆地中发现了富有机质页岩,前期评价的资源潜力大,计划对库珀盆地的页岩气进行开发,已在新西兰获得单井工业性突破。,二、全球页岩气开发利用现状,我国发育海相、海陆过渡相和陆相三类页岩气资源,其中海相页岩气资源前景和现实性最好。我国
11、与美国相似的海相富有机质页岩,重点分布在南方上、中、下扬子地区的下古生界,富有机质页岩集中段最发育的层位是志留系龙马溪组和寒武系筇竹寺组,横向分布稳定、厚度大,部分地区存在异常高压,含气量较高。以美国为参照系,采用类比法和含气量法开展评价,我国海相页岩气技术可采资源量约8.8万亿立方米。,三、我国页岩气资源开发利用进展及对策,我国页岩气发展时间很短,2006年开始资源调查与评价,2009开发试验。我国页岩气勘探开发工作主要集中在四川盆地及其周缘,鄂尔多斯盆地、西北地区主要盆地。包括:中石油在川南、滇北地区优选了威远、长宁、昭通和富顺-永川4个有利区块作业。中石化在黔东、皖南、川东北优选了建南和
12、黄平等有利区块作业。中海油在皖浙等地区开展了页岩气勘探前期工作。延长石油在陕西延安地区进行陆相页岩气作业。中联煤在山西沁水盆地提出了寿阳、沁源和晋城三个页岩气有利区。,三、我国页岩气资源开发利用进展及对策,目前有一比较流行的数据认为,我国页岩气可采资源量为25万亿立方米,其中海相页岩气为8.2万亿立方米,海陆过渡相和陆相页岩气占到17万亿方左右。目前,我国在四川富顺永川、长宁、威远、重庆涪陵等地区已有多口井获得了产量不等的工业化页岩气流,表明我国页岩气具有很好的开发利用前景。但我国页岩气要形成规模开发还面临一系列重大挑战:(1)我国海相页岩热演化程度普遍较高、含气量偏低、埋深偏大,超压范围比较
13、有限等;(2)我国海相页岩气存在经济性较好的超压和经济性较差的常压-低压两种类型,并且常压-低压型页岩气在我国分布规模较大;(3)我国海相页岩气多分布在山地和丘陵区,地表条件较差,给工程技术使用和施工带来很大挑战;(4)我国海相页岩气分布区地应力复杂,地下地层破碎较严重,运用美国的成熟技术,还存在很大“水土不服”的问题,同样一口深度和水平段相当的钻井,我们需要的时间是美国的5-7倍,经济性面临挑战。与美国十万口页岩气井相比较,我国目前仅有不足100口针对页岩气的勘探井,具有规模产量的井数更少。应当说我国页岩气发展还有很长的路要走。,三、我国页岩气资源开发利用进展及对策,从美国经验来看,其页岩气
14、大发展离不开政府政策的大力支持。建议政府加大支持和推动的力度。目前,国民经济和社会发展“十二五”规划明确要求“推进页岩气等非常规油气资源开发利用”。国家发展改革委、财政部、国 土 资 源 部、国 家 能 源 局等四部委于2013年3月份发布了页岩气发展规划(2011-2015年),按照国家页岩气资源“十二五”发展规划,2015年页岩气产量65亿方。建议:(1)建立页岩气试验区,给试验区予特殊优惠政策,引入经济技术实力最强的公司,包括外国公司,实现预定目标。(2)对2020年以前企业在页岩气领域投入的勘探、关键设备、技术引进、开发与创新费用给予免税政策。(3)大力推进天然气价格改革,加大对页岩气
15、的价格补贴力度。(4)进一步加大对页岩气基础理论研究和技术攻关的支持力度,加强相关标准的制定,支持和组织攻克页岩气规模开发的重大技术瓶颈问题,进一步落实我国页岩气资源与核心区分布。,三、我国页岩气资源开发利用进展及对策,我国煤化工产业发展现状及建议,我国煤化工产业发展现状及建议,提 纲一、发展煤化工的重要性二、煤化工发展现状三、面临的机遇和挑战四、发展趋势及建议,石油和化学工业既是能源产业,也是原材料工业,是国民经济的支柱产业,资源依赖程度高,资金技术密集,规模经济效益显著,上下游关联性强,经济带动作用大。化学工业是以煤、石油、天然气、硫、磷、盐等矿物质和生物质为原料,通过不同工艺技术制备各种
16、各样化工产品的产业。按原料路线可划分为石油化工、煤化工、天然气化工、盐化工、生物化工等等。,一、发展煤化工的重要性,中国可持续发展面临的五大能源挑战,能源需求总量巨大且快速增长,供应能力日趋紧张,液体燃料短缺,高度依赖进口,能源安全堪忧,常规环境污染严重,农村和小城镇急需大量清洁、便利的能源服务,温室气体排放量巨大而且迅速增加,一、发展煤化工的重要性,车用液体燃料短缺根本上还得从煤基替代燃料上找出路。原油缺口:2012年,全国原油表观消费量4.8亿吨,同比增长5.0%,净进口原油2.7亿吨,增长7.5%,对外依存度56.4%,同比提高1.3个百分点。粮食乙醇:生物柴油和玉米等纤维素合成的乙醇只
17、能解决一部分液体燃料短缺问题。煤基醇醚燃料的替代成为我国能源发展的战略方向。,一、发展煤化工的重要性,今年我国汽车保有量突破1亿辆,仅次于美国位居第二。,再生能源在2020年前不可能解决主要问题风电:装机1亿kW,折合满负荷2500小时,约为火电的1/3,相当于火电3300万kW,是9.5亿kW总装机容量的3.5%。太阳能:热发电最多几万kW示范,光伏发电,不会比风电多。生物质能:可利用的农作物秸秆3亿吨标煤,可利用的森林3亿吨标煤,总量相当有限。不同于国外大农场,绝大部分生物质资源是高度分散的(中国小农经济)。人均耕地少,人均秸秆占有量少。绝对不能照搬外国的做法。由于我国能源消费总量的急剧增
18、长,可再生能源在2020年以前很难在总能源平衡中占有一定分量的比例,因此2020年以前可再生能源在份额上不能解决我国能源的主要问题。,资源和环保呼唤煤的现代化利用!,一、发展煤化工的重要性,近几年我国进口原油量不断攀升,对外依存越来越高,一、发展煤化工的重要性,战略问题:如何保证能源和化工产业安全?煤为基础,多元发展 资源特征:石油和天然气短缺、煤炭相对丰富的。,一、发展煤化工的重要性,中国煤炭的特点:,在中国的一次能源结构中,煤约占70%。中国煤炭资源相对丰富,煤炭探明储量位列世界第3 名。,一、发展煤化工的重要性,中国煤炭高硫、高灰煤比重大,全国原煤平均灰分含量17.6%左右,平均硫分含量
19、1.10%,其中13%的原煤含硫量高于2%。西南地区煤炭中含硫量大于2%的占60%。我国煤入洗率低,约80%原煤用于直接燃烧,燃煤排放出大量有害气体和烟灰,使生态环境遭到严重破坏。,煤炭利用效率低,除在大型和负荷稳定的燃烧工况下,其燃烧效率与石油和天然气相近外,其它非稳定负荷的燃烧过程热效率均低于石油和天然气,其平均利用效率仅 29%。,煤现在是、将来仍是我国能源的主力。70%50%煤炭是中国最重要的能源,生产和消费的数量大、比重高,短期内难以替代。煤用于发电的比例将越来越大。从目前的50%上升到70%以上,绝对量的增加更大。煤的直接燃烧已引起严重的环境污染。70%80%以上的SO2,NOX,
20、汞,颗粒物,CO2等。煤的直接燃烧很难解决温室气体减排问题。,一、发展煤化工的重要性,煤炭应用CO2捕捉的技术路线从经济性考虑,从易到难、循序渐进:煤化工新建IGCC/多联产现役/新建超超临界 IGCC+多联产+CCS将负起“伟大的历史使命”!,大型燃煤电厂60万、100万KW等级的机组利用超超临界蒸汽参数,效率4345%。若采用尾部烟气脱CO2,效率下降11个百分点。类似装机规模,IGCC捕捉CO2需要处理的气体流量远小于超临界/超超临界IGCC处理的合成气中CO2浓度高达40%,而超超临界烟气中只有8-12%,一、发展煤化工的重要性,一、发展煤化工的重要性,通过煤化工尤其是现代煤化工技术,
21、将我国资源储量比较丰富的煤炭转化为化工产品和替代燃料,可以实现对部分石油的间接和直接替代。积极发展现代煤化工产业,解决能源与发展矛盾的有效途径,有利于推动石油替代战略的实施,满足经济社会发展的需要。,煤化工产业链,二、煤化工行业发展现状,二、煤化工行业发展现状,传统煤化工,现代煤化工,除甲醇、二甲醚外,大多数还处于开发研究和产业化示范阶段。,资金和技术高度集中的产业,且受煤炭资源、水资源、环保法规等诸多因素制约。,产业整体布局较为分散,企业规模偏小,技术水平普遍偏低,煤化工今后主流发展方向:,打破行业界限,探索多联产发展新模式,提高能源、资源转化效率。,结构调整、转型升级,1.甲醇 2012年
22、甲醇产能已超过5000万吨,实现甲醇产量2640.5万吨,同比增长15.1%。随着国家政策对甲醇市场影响的体现,其产能新增的速度已稍有放缓,但其产量的增速却仍一如既往的迅速。,2.二甲醚 近年来,二甲醚供给远远大于需求,我国二甲醚生产企业开工率较低.据不完全统计,2012年国内二甲醚总产能已超过1000万吨,而产量约350万吨,产能过剩日益凸显。,(一)产业规模迅速扩大,3.煤制烯烃,神华包头MTO,宁波禾元DMTO,180万吨/年甲醇,30万吨/年聚乙烯、30万吨/年聚丙烯装置。2012年累计生产聚烯烃产品55万吨。,180万吨/年甲醇,60万吨/年烯烃,30万吨/年聚丙烯和5万吨/年环氧乙
23、烷。2013年2月实现一次投料试车成功,是首套以外购甲醇为原料的大型DMTO项目。,中原石化SMTO,180万吨甲醇/年,46万吨/年聚丙烯装置2011年9月打通全部工艺流程,目前正处于试生产阶段。,产能:254万吨 产量:约140万吨,(一)产业规模迅速扩大,3.煤制烯烃,神华宁煤MTP,大唐多伦MTP,176万吨甲醇/年,52万吨/年聚丙烯装置。2012年累计生产40.5万吨聚丙烯,17.8万吨混合芳烃,6.6万吨液化气。,180万吨甲醇/年,46万吨/年聚丙烯装置2011年9月打通全部工艺流程,目前正处于试生产阶段。,(一)产业规模迅速扩大,3.煤制烯烃,(一)产业规模迅速扩大,4.煤制
24、油一个煤直接液化项目:神华108万吨油品/年煤直接液化示范工程运行良好,现在处在稳定、高效和长周期运行状态。2012年12月,神华集团第二、三条生产线开工,预计2016年建成投产。三个煤间接液化项目:内蒙古伊泰集团(16万吨/年)山西潞安集团(16万吨/年)神华煤制油有限公司(18万吨/年)两个甲醇制汽油项目:山西晋煤(10万吨/年)、内蒙古庆华(10万吨/年),均已投入生产,基本实现稳定运行,(一)产业规模迅速扩大,5.煤制乙二醇通辽金煤化工有限公司(20万吨)、河南煤化集团新乡永金化工、濮阳永金化工和安化公司(三个20万吨)煤制乙二醇装置均已生产出合格产品。山东华鲁恒升化工(5万吨)和新疆
25、天业(5万吨)工业尾气制乙二醇项目也均打通流程,并稳步推进。,大唐国际克什克腾,40亿立方米/年项目,正在进行施工调试;内蒙古庆华集团项目,55亿立方米/年,已开工建设;内蒙古汇能集团项目,16亿立方米/年,已开工建设;辽宁阜新大唐项目,40亿立方米/年,已开工建设;同煤集团和中海油合作的40亿立方米/年项目,上月刚拿到国家发改委的“路条”。,6.煤制天然气,大唐在建煤制天然气项目,(一)产业规模迅速扩大,近几年,全国各地煤化工产业项目纷纷启动建设,在国家产业规划引导和地方规划布局下,已经基本形成了蒙东、黑东、苏鲁豫皖、中原、云贵和新疆等比较突出的产业集聚区域。产业集聚有利于区域煤炭资源的有效
26、利用和上下游配套的完善,能够加快形成规模化、多联产和一体化的煤化工产业集群。,(二)基地化格局逐渐形成,03,02,投入运行(5),01,神华鄂尔多斯直接煤制油项目内蒙古伊泰间接煤制油项目神华包头煤制烯烃项目内蒙古金煤煤制乙二醇项目内蒙古新奥煤制二甲醚项目,在建(3),大唐克旗煤制天然气项目大唐阜新煤制天然气项目内蒙古汇能煤制天然气项目,中天合创能源公司煤制二甲醚项目调整为360万吨/年甲醇、130万吨/年烯烃,调整路线(1),“十一五”时期,国家发改委先后布局了9个现代煤化工示范项目,经过近几年的发展成绩显著:,(三)工程示范成绩显著,煤气化技术:清华炉第二代水冷壁气化炉技术:2012年9月
27、通过了我联合会组织的考核鉴定。该装置具有水煤浆耐火砖和干粉水冷壁气化炉的优点、煤种适应性较好、投资和运行费用较低。MTO技术:我国自主开发的DMTO技术已完成二代技术开发;SMTO技术已建成工业示范;2013年1月,采用中石化上海石化研究院自主开发的MTP技术建设的5000吨/年工业侧线试验装置顺利投产,为我国非石油路线制烯烃再添工业化技术路径。FMTA技术:华电煤业和清华大学合作开发建成的世界首套万吨级甲醇制芳烃工业试验装置于2013年1月13日一次投料试车成功,装置运转平稳,各项技术指标达到设计要求,为实现我国芳烃生产原料多元化提供了重要途径。煤化工废水处理技术:哈工大、新奥科技发展有限公
28、司、中国煤炭科工集团杭州研究院均有不同程度突破。,技术创新已成为推动煤化工行业可持续发展的主要动力。,(四)科技创新取得新突破,近几年,煤化工技术创新突飞猛进,在各方面均有新的突破:,煤替代石油能源的技术路线,“煤甲醇”替代石油技术路线,甲醇,丙烯,二甲醚,柴油,汽油,MTG,MTP,MTO,石油,乙烯,烯烃,液化气,合成气,煤,间接替代石油,直接替代石油,1,4,2,3,机遇,煤炭高效清洁转化的重要方向,石油化工的良好替代,下游刚性需求,技术突破为煤化工发展提供支撑,三、面临的机遇与挑战,煤化工与石油化工具有相互替代性,如煤化工生产的烯烃、成品油等均是石油化工的主要产品。发展煤化工可以作为石
29、油化工很好的补充。,石油、天然气的进口常常受到战争、地缘政治等因素的影响而波动较大。石油和天然气的过度对外依赖,对我国的能源安全保障带来很大的隐患。,2012年我国原油的对外依存度达56.42%,天然气26.19%。预计未来石油和天然气的对外依存度仍将居高不下。,(一)石油化工的良好替代,我国的烯烃、乙二醇等化工产品的需求和缺口逐渐增大我国聚烯烃供需缺口将进一步增大。到2015年中国聚乙烯产能为1588万吨,需求为2100万吨,缺口约512万吨;聚丙烯产能为1698万吨,需求为1780万吨,缺口约82万吨。我国乙二醇生产远远不能满足国内聚酯产业的需求,需大量进口。预计未来几年,我国乙二醇的市场
30、需求量仍将呈现快速增长的态势,到2015年,需求量将达到1350万吨。,(二)下游的刚性需求,汽车保有量增加,车用燃料需求增长我国今后将是世界最大的汽车潜在市场,2012年底,全国汽车保有量1.2亿辆,年增长1510万辆。据预测,到2020年,我国的汽车保有量将达1.5亿辆,届时,我国成品油需求量将达到3亿吨,车用液体燃料将成为我国石油消耗的最大用户。,我国正处在发展的战略机遇期,工业化和城镇化进程加快,对能源和原材料需求快速增加。,(三)煤炭高效清洁转化的重要方向,煤炭直接燃烧,能量利用率不高,但碳排量大。资料表明,全国绝大多数的CO2、SO2和烟尘排放都由燃煤引起。,我国CO2排放量呈现逐
31、年上升趋势。随着国家减排力度的加大,煤炭利用方式将发生转变。,我国“富煤、少气、缺油”的资源条件,决定了我国能源结构以煤为主。目前,煤炭主要用于直接燃烧,其中用于发电的煤占53%,加上民用工业用等燃烧用煤总比例约为70%80%,而化工用煤仅占5%。,发展煤化工是我国煤炭清洁高效利用的重要方向和战略选择之一。,煤化工产业技术进步快,潜力大 煤炭深加工还将带动传统行业的结构调整和优化,煤制烯烃和聚氯乙烯产业的结合,可以减少来污染、降低能耗;,煤化工副产高浓度CO2 回注油田、煤矿,可以提高油田采收率、煤层气开采率。,煤化工产业投资大、对经济带动效应强 我国中西部、东北等主要产煤地区经济相对落后,除
32、能源与资源产业外,其他产业发展潜力小。通过煤化工提高煤炭就地转化比例,改变当地单一的产业结构,推动产煤地区经济转型和跨越式发展。,(三)煤炭高效清洁转化的重要方向,煤气化技术提供支撑,(四)技术突破为煤化工发展提供支撑,实现大型煤气化技术国产化,是所有中国煤化工人共同的心声!,“中国是世界煤气化技术的博览会,是国外煤气化技术的试验场”长期使用国外专利技术,支付了巨额的专利使用费,航天HT-L粉煤加压气化技术,多喷嘴对置式水煤浆气化技术,两段式干煤粉加压气化技术,灰熔聚流化床粉煤气化技术,清华炉煤气化技术,多元料浆气化技术,推广应用现状,中国境内32个项目,88台(套)气化炉,多喷嘴对置式水煤浆
33、气化技术,航天粉煤加压气化技术,已推广21个项目,其中7个投入生产,14个在建。,甲醇、二甲醚合成技术,煤制油技术,煤制烯烃技术,煤制乙二醇技术,褐煤加工利用技术,重点技术,重点技术均有突破,(四)技术突破为煤化工发展提供支撑,近年来,我国具有自主知识产权的现代煤化工技术开始从实验室走向大生产,这些现代煤化工技术经大规模商业化运营验证后,将为我国煤化工产业发展奠定技术基础。,1,4,2,3,挑战,资源和环境制约,产业投资过热,技术和装备仍有瓶颈,国外的竞争,三、面临的机遇与挑战,1.部分产品产能过剩,企业经营困难 2012年,甲醇企业开工率为53%左右,部分企业迫于出货压力,纷纷调低装置负荷。
34、原因分析:,(一)产业投资过热,相对过剩?-规划院甲醇统计产能(5000)-天然气制甲醇闲置产能(1000)-联醇弹性产能(550)=甲醇有效产能(3550),(一)产业投资过热,2.传统煤化工产业累积矛盾突出传统煤化工行业产能过剩,原料路线不尽合理,初级产品多,深加工产品少,整体技术和装备水平偏低,对我国节能减排目标的实现带来很大压力。企业小而散、产业集中度不高,整体竞争力不强,落后产能淘汰和产业结构调整的任务艰巨。,3.现代煤化工产业发展存在过热风险,规划了大批煤化工项目。煤炭资源大省发展煤化工热情高涨规划中“同质化现象”严重,产品主要是烯烃、煤制气、煤制油、乙二醇等;据初步调查,全国拟建
35、及规划的煤制烯烃项目规模超过2500万吨;拟建及规划的煤制油项目规模超过3000万吨;拟建及规划的煤制乙二醇项目规模超过400万吨。,1、关键技术和大型装备还需要突破催化技术 大型气化炉低阶煤提质利用技术 多联产技术废水处理 CCS技术,(二)技术和装备仍有瓶颈,2、示范装置需要优化升级大型煤化工项目技术复杂、工程建设和生产运行难度大一些核心技术初次商业化,工艺流程和技术集成尚待进行优化,全流程选择也没有定型,在项目建设和运行管理上没有现成的经验可借鉴许多工程问题还有待进一步解决原料消耗、水耗、能耗等下降空间较大。,水资源条件,中国煤炭资源与水资源总体上为逆向分布。一些地区大规模超前规划煤化工
36、项目会打破本地区脆弱的水资源平衡,直接影响当地经济社会平稳发展和生态环境保护。,环境制约,中国煤炭资源主要分布在生态环境比较脆弱的地区。现代煤化工属于洁净煤技术,总体上有利于提高煤的利用效率,但生产过程中不可避免增加对环境的SO2、温室气体、废渣和废水的排放。大规模发展煤化工的环境压力较大。,发展煤化工项目要“量水而行”。,发展煤化工项目要充分考虑“环境承载量”。,中国生态环境脆弱区,(三)资源和环境制约,我国无论建设煤制甲醇、乙二醇还是烯烃项目,都面临着中东低价产品的激烈竞争!,(四)国外的竞争,以乙二醇为例,中东地区以乙烷裂解制乙烯生产乙二醇的生产成本大大低于国内的煤制乙二醇成本,国内煤制
37、乙二醇并不具备成本优势。中东企业的乙烯产能急剧增长,极具成本竞争力的聚乙烯和乙二醇产品将出口到我国市场,这对我国石油化工和煤化工产业都将产生深远的影响。,中东地区的国家拥有丰富的天然气资源,近年来致力于向下游延伸石化产业链,不断投资建设大型石化生产装置。,对我国烯烃市场的影响,(三)国外的竞争,美国页岩气革命,对我国煤化工的影响,页岩气也成为全球乙烯市场的新生力量,美国将在2015年左右大面积的投产页岩气制烯烃装置。对整个烯烃市场将产生一次较大的变革和冲击,市场的竞争将更为激烈。,大幅增加了美国天然气储量和供应量提升了美国石化工业竞争力拉低了美国天然气市场价格,美国:由天然气进口国转变为出口国
38、,如果页岩气在全球形成产能后拉低了原油价格,煤化工经济性优势将失去。如果中国也能实现低成本和大规模的页岩气商业化开发,将大幅增加中国天然气的供应和降低生产成本,并进而影响煤制天然气项目的经济可行性。,蝴蝶效应,四、煤化工行业发展趋势及建议,(一)发展趋势,打破行业界限,提高能源、资源转化效率,发展高端化产品,提高产业的竞争力,建设资源节约和环境友好型行业,建设资源节约和环境友好型行业,十八大报告首次系统而完整地提出了生态文明的战略任务,强调要把生态文明建设融入经济建设、政治建设、文化建设、社会建设各方面和全过程,努力建设美丽中国,实现中华民族永续发展。,煤化工,建设成为具有社会责任感、可信赖的
39、资源节约型、环境友好型产业真正为我国的经济发展和子孙后代造福!,资源消耗型产业,坚持可持续发展战略,采取最有利于节约资源、提高能效、降低污染、保护生态、提高效益的建设和运行方式,实施可持续发展。,发展高端化产品,提高产业的竞争力,应通过技术创新,加大新产品开发,通过延伸产业链,发展高端化产品,提高企业经济效益和产业竞争力。,煤制化学品:应重点发展高端专用料聚烯烃产品,在实施煤制烯烃的同时,应该加大芳烃的开发力度,如煤制二甲苯、对二甲苯,实现烯烃、芳烃的耦合联产,提高现代煤化工产业链的价值。,煤制油:应发展航空燃油、高端润滑油、石蜡、-烯烃及洗涤剂的原料等高端产品。,现代煤化工产业刚刚起步,产业
40、链较短,产品品种少,尚未形成竞争力。,打破行业界限,提高能源、资源转化效率,能源化工产业的一个共同特点,均需要用电、热和煤气。目前,无论是传统煤化工还是现代煤化工,均存在能源和化学元素利用率低的问题。煤的成分十分复杂,单一产品利用难以取得最好效果,如能对煤炭深加工多种单项技术进行耦合、集成、联合生产多种清洁燃料、化工原料以及热能、电力等多种产品,综合能效会大幅度提高,资源得到充分利用。,路线一:以煤气化为核心的多联产系统(煤基多联产),集成物质生产和能源生产过程,联合生产电、优质燃料和化工品大规模综合利用模式突破单一行业内提高效率、改善经济性、控制排放的局限实现不同行业间有机融合和不同技术间优
41、化匹配是应对我国能源发展全局问题的一个有效解决方案,应用于兖矿国泰示范工程的串并联多联产系统,兖矿多联产工艺介绍,产能及规模:24万吨/年甲醇+80MW电,首先将煤中较易获得的高价值物质与较难转化的低价值物质,以较低的能量消耗分离出来,再分别加以利用,实现煤炭资源的转化升值。煤炭的分质利用实现了煤炭资源由传统一次性利用转变为梯级利用,大大提高了资源利用率,是实现节能减排的有效途径。,煤炭分质利用的实质,低能耗,梯级利用,打破行业界限,提高能源、资源转化效率,路线二:低阶煤分质高效转化多联产,大型煤炭分质高效转化示范项目工艺流程图,为了扭转投资巨大的单一大型煤电和单一大型煤化工项目普遍出现的亏损
42、或微利且带有趋势性的格局,必须从实现煤中的能和元素分级转化、化学链转化、综合转化利用的效率最高为切入点,进入以煤为主、多种资源、协同配伍、循环链接、高效清洁转化、低碳转化和综合利用多联产,在实现对煤汇总元素最大限度转化利用同时,通过对余热、余压、余热及化学能的利用,实现对能量的最大限度转化利用。,打破行业界限,提高能源、资源转化效率,路线三:以焦煤为主的能和元素最大化转化利用多联产系统,注:实线为元素分级和化学链转化利用最大化技术路线,虚线为能量分级和化学链转化利用最大化技术路线,围绕以煤为主的能和元素转化利用最大化推动能源化工产业转型发展技术路线示意图,油气煤盐资源综合利用:就是以原子经济的
43、理念,将油气煤盐四种资源中所含的化学元素综合利用,使单一装置生产中的产出物、排放物互为原料,实现化学元素的优化组合、资源的优化配置、工艺路线的优化选择、生产装置的相互利用、三废的大幅减量,使全部资源得以充分的利用,进而降低生产成本,提高企业的经济效益。,打破行业界限,提高能源、资源转化效率,路线四:现代煤化工与石油化工、天然气化工、盐化工的结合,一是打破了传统的煤化工、气化工和石油化工的单一模式,实现了多种资源的优势互补。,二是通过多种原料的优化配置,提高了资源利用效率。,三是项目各套装置能耗大幅下降,节能节水效果明显。,现代煤化工与石油化工、天然气化工、盐化工的结合流程图,四、煤化工行业发展
44、趋势及建议,建议,严格实施产业环境保护政策,加强产业市场准入管理,制定鼓励产业技术创新和装备发展政策,充分发挥大型企业的优势带头作用,加快制订产品标准,(一)加强产业市场准入管理尽快制定和出台煤化工产业政策,针对现代煤化工中产能过剩的产品如甲醇、二甲醚等,国家要尽快出台市场准入条件,实行严格行业准入,有效遏制盲目投资,通过制定严格的能效、消耗和环保等指标,制止低水平重复建设,规范行业健康发展。对于其他产品(烯烃、油品等)也要从产业安全角度着手制定市场准入条件,防范和化解由于无序竞争导致产业布局、投资、煤资源以及安全环保等方面的风险。,四、煤化工行业发展趋势及建议,(二)加快制订现代煤化工产品的
45、国家标准 煤制油、煤制烯烃、煤制天然气、煤焦油加氢等产品标准。,(三)制定鼓励产业技术创新和装备发展政策,新建煤化工装置要采用先进技术,达到国际先进水平鼓励采用先进煤气化技术,新建和改造现有煤气化装置鼓励采用新型净化和合成等技术进行节能降耗技术改造鼓励采用“多联产”技术提高煤化工产业能源整体利用效率,2、鼓励采用自主知识产权技术和选用国产化设备,1、鼓励采用具有国际先进水平的技术,鼓励采用国内自主开发的大型煤气化、大型甲醇合成、二甲醚合成、甲醇制烯烃、煤制油等具有自主知识产权的技术。在工程建设中,依托煤化工示范工程,大力推进煤化工装备国产化,鼓励和推广使用大型成套国产设备。,多喷嘴对置式水煤浆
46、气化技术,航天HT-L粉煤加压气化技术,煤化工产业技术和装备政策要突出体现先进性、节能、节水和环保理念。,(四)严格实施产业环境保护政策,规划建设煤化工产业基地和项目,必须首先核定查清当地资源环境综合承载力,该指标是根据大气、水、土地、资源和大气环境及水环境稀释自净能力等多种因素,决定的环境对开发强度的承受力。,2、严格落实环保措施,1、依据资源环境承载力决定产业项目,煤化工产业对生态环境影响较大,生产过程要排出相当数量的废渣、废水和废气。煤化工项目必须达到废弃物减量化、资源化和无害化标准。对不能实现废弃物综合利用和无害化处理的煤化工项目应不予核准或备案。,二氧化碳等温室气体是煤化工产业影响生
47、态环境的主要因素,要积极开展二氧化碳捕集及综合利用工作,尽量减少温室气体排放对生态环境的影响。鼓励通过节能降耗减少二氧化碳总排放量。,4、积极推进二氧化碳等温室气体的减排工作,3、落实节水措施提高水资源利用率,积极采用废水、中水和矿井水回用技术,循环水浓缩倍数不得小于4,水资源重复利用率大于95%,在有条件的地区尽可能采用空冷,最大限度降低水资源消耗。采用先进实用技术,做好废水达标排放和回收利用工作,争取实现零排放。,(五)充分发挥大型企业的优势带头作用,实现我国煤化工产业健康有序发展,不仅需要政府的监管和行业协会的引导,更需要充分发挥以国有骨干企业为代表的优势企业的引领作用。,充分发挥优势企业的带动作用,不断推动传统产业与高新技术产业融合,加速核心产业聚变,形成新的竞争优势。,充分发挥大企业的引领作用,优化企业组织结构,加快结构调整,转变发展方式,推动行业健康发展。,充分发挥板块经济的主体作用,集中力量规划建设一批重大项目,推进传统产业向高端迈进,提高核心竞争力。,充分发挥技术创新的驱动作用,瞄准国际先进技术,开发自主知识产权技术,推动煤化工产业升级。,谢 谢!,单 位:中国石油和化学工业联合会地 址:北京市朝阳区亚运村安慧里四区16号楼中国化工大厦728室联 系 人:王秀江电 话:E-mail:,煤化工行业发展现状及趋势,
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