文/一粟
試解多元N次方程
——內(nèi)蒙古煤化工項(xiàng)目實(shí)地調(diào)查報(bào)告
文/一粟
種種跡象表明,冰封了3年的煤化工項(xiàng)目有可能被松綁。據(jù)悉,由國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局編制的《煤炭深加工示范項(xiàng)目規(guī)劃》以及《煤炭深加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策》有望在近期出臺(tái),內(nèi)蒙古、新疆、山西和陜西等11個(gè)省區(qū)的15個(gè)煤炭深加工示范項(xiàng)目或?qū)⒅鸩絾?dòng),投資總額接近1萬億元。
作為煤炭深加工的主要組成部分,現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)在我國(guó)受到了高度的關(guān)注。這不僅僅是因?yàn)楝F(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已經(jīng)上升到了國(guó)家經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略層面,同時(shí)還因?yàn)?,“十一五”以來現(xiàn)代煤化工被當(dāng)作各資源大省(區(qū))招商引資、拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)和提升實(shí)力的重要手段,呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長(zhǎng)。然而,大多數(shù)的現(xiàn)代煤化工生產(chǎn)技術(shù)還處于工業(yè)化示范階段,技術(shù)工藝尚不完善,能源轉(zhuǎn)換效率不確定,成本如何核算,有限的水資源能不能有效支撐大規(guī)模煤化工項(xiàng)目,二氧化碳的排放是否可以有效控制……凡此種種,讓高速發(fā)展的現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)顯得有些糾結(jié)。
內(nèi)蒙古是我國(guó)現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)的重要起源地之一,集聚了一批具有典型意義的煤化工項(xiàng)目,目前已建成和在建的現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目多達(dá)三四十個(gè),在全國(guó)煤化工產(chǎn)業(yè)中占有舉足輕重的地位。8月下旬,記者隨《能源》雜志社組織的內(nèi)蒙古煤化工行記者團(tuán),考察參訪了位于內(nèi)蒙古境內(nèi)的6個(gè)煤化工項(xiàng)目。
考察過程中記者的感受是,作為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè),中國(guó)的現(xiàn)代煤化工更像是一個(gè)多元N次方程式,沒有現(xiàn)成的答案。無論是生產(chǎn)技術(shù)還是工藝裝備,無論是市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)還是節(jié)能減排,現(xiàn)代煤化工要想真正擔(dān)當(dāng)起中國(guó)未來能源與化工產(chǎn)業(yè)支柱的角色,能效、煤耗、水耗、二氧化碳排放這些元素都必須有個(gè)明確的指標(biāo)。中國(guó)現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)還需要在精心呵護(hù)中逐步長(zhǎng)大。
記者走訪的第一站就是內(nèi)蒙古伊泰煤制油有限責(zé)任公司。8月下旬是鄂爾多斯草原最美的時(shí)節(jié),矗立在準(zhǔn)格爾旗大陸工業(yè)園區(qū)伊泰集團(tuán)的間接液化煤制油裝置,在藍(lán)天白云的映照下顯得格外耀眼。
內(nèi)蒙古伊泰煤炭股份有限公司總經(jīng)理葛耀勇在向記者介紹企業(yè)情況時(shí),特別強(qiáng)調(diào)了煤化工領(lǐng)域擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的重要性?!耙撂┑拈g接液化煤制油項(xiàng)目是我國(guó)擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的第一條生產(chǎn)線。伊泰最早是一家煤炭企業(yè),在考慮業(yè)務(wù)多元化的時(shí)候,我們選擇了煤制油項(xiàng)目。之所以在煤化工行業(yè)中選擇這項(xiàng)技術(shù),是因?yàn)閺募夹g(shù)開發(fā)伊始,我們就是技術(shù)的主導(dǎo)者,從實(shí)驗(yàn)室到工業(yè)化放大,經(jīng)過近十年的探索和努力,投入了幾十億元的資金,才真正擁有間接液化煤制油自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)工業(yè)化技術(shù)?!?/p>
據(jù)悉,伊泰集團(tuán)煤制油項(xiàng)目的先進(jìn)性主要體現(xiàn)在其核心專利技術(shù)上,而漿態(tài)床費(fèi)托反應(yīng)催化劑、油品精制和系統(tǒng)集成3項(xiàng)核心技術(shù)全部由我國(guó)科學(xué)家自主研發(fā),該項(xiàng)目申請(qǐng)的國(guó)家發(fā)明專利就有80多項(xiàng),涵蓋間接液化煤制油所有的核心技術(shù)。
“我們的煤制油技術(shù)已經(jīng)超過了南非沙索公司。沙索公司1噸催化劑可以生產(chǎn)600噸油,我們的催化劑1噸可以生產(chǎn)1500~1800噸油,效率是沙索公司的2倍多,而價(jià)格只有沙索催化劑的1/3?!备鹨伦院赖卣f。
與伊泰集團(tuán)相同,新奧集團(tuán)也是憑借著世界領(lǐng)先的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)技術(shù)走在了我國(guó)現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)的前沿。新奧能源化工集團(tuán)CEO趙義峰在達(dá)拉特旗的煤制甲醇生產(chǎn)基地介紹企業(yè)情況時(shí),也不止一次地強(qiáng)調(diào)了科技創(chuàng)新和自有技術(shù)在現(xiàn)代煤化工中的重要作用。
“我國(guó)煤化工行業(yè)的發(fā)展,最重要的是要有自己的技術(shù)?!壁w義峰說,“過去的幾十年里,我國(guó)花費(fèi)了大量的外匯從國(guó)外購(gòu)買技術(shù)使用權(quán),而由此帶來的不僅是設(shè)備運(yùn)行水土不服,而且還制約了我國(guó)設(shè)備制造業(yè)的發(fā)展,更換一個(gè)小小的零部件都必須從國(guó)外進(jìn)口。新奧為什么每年都要投入2億~3億元用于新技術(shù)的開發(fā),就是為了試圖改變這種受制于人的局面,開發(fā)出針對(duì)我國(guó)市場(chǎng)和資源特點(diǎn)的自有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的煤化工技術(shù),讓裝置運(yùn)行更加可靠,更加適合國(guó)內(nèi)的條件,更具有經(jīng)濟(jì)性?!?/p>
“中國(guó)的煤化工要想健康發(fā)展,并且適應(yīng)中國(guó)的資源和能源結(jié)構(gòu)特點(diǎn),最重要的一條就是要有針對(duì)性地開發(fā)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)。在煤化工領(lǐng)域,沒有一項(xiàng)技術(shù)是萬能的,針對(duì)不同的煤種、不同的產(chǎn)品、不同的區(qū)域,都要有差異化的技術(shù)?!壁w義峰表示,無論是在已經(jīng)投產(chǎn)的60萬噸/年煤制甲醇項(xiàng)目上,還是處于中試階段地下煤氣化項(xiàng)目,或是即將工業(yè)化的微藻生物固碳項(xiàng)目,新奧之所以可以領(lǐng)先于國(guó)內(nèi)外同行,靠的就是原創(chuàng)性自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)技術(shù)的開發(fā)與技術(shù)合理集成。
新奧氣化采煤有限公司總經(jīng)理龐旭林在烏蘭察布地下煤氣化基地向記者介紹項(xiàng)目進(jìn)展情況
除了二氧化碳的排放問題,需要消耗大量的水資源也是煤化工發(fā)展中的另一根軟肋。有知情人士透露,在內(nèi)蒙古,有的煤化工項(xiàng)目就因?yàn)闆]有充足的水資源可用,幾度被迫停工。如何解決好水的問題,對(duì)煤化工企業(yè)而言也是一個(gè)復(fù)雜的難解之題。因?yàn)槲覈?guó)的煤炭資源和水資源呈現(xiàn)出逆向分布的特點(diǎn),有煤的地方缺水,有水的地方?jīng)]煤。
采訪中記者了解到,在煤化工項(xiàng)目中,水主要用作反應(yīng)原料和冷卻水。在煤制氣過程中,一部分水作為原料被消耗掉,大部分的水是用于冷卻的,而這部分水是可以循環(huán)利用的。煤化工項(xiàng)目中之所以噸產(chǎn)品的耗水量動(dòng)輒就要幾噸,甚至十幾噸,主要還是在水的循環(huán)利用上沒有形成閉路循環(huán),造成循環(huán)水的大量蒸發(fā)。
以內(nèi)蒙古伊泰煤炭股份有限公司16萬噸/年的間接液化煤制油項(xiàng)目為例,目前生產(chǎn)1噸油品需要耗水13.5噸,經(jīng)過節(jié)水改造,水的消耗量可以降到8噸左右,如果裝置規(guī)模擴(kuò)大到200萬噸/年,耗水量就可能降到3.68噸左右,但這仍然是個(gè)不小的數(shù)字。
為了不讓水拖了后腿,各煤化工企業(yè)在水的循環(huán)利用上做起了文章。
伊泰煤炭股份有限公司環(huán)境監(jiān)察部副部長(zhǎng)王越告訴記者,要想降低水耗,就要實(shí)現(xiàn)水的閉路循環(huán)。企業(yè)要有大量設(shè)備和維護(hù)費(fèi)用的投入,特別是在內(nèi)蒙古地區(qū),這個(gè)投入就更高。這里水硬度高,其他地區(qū)的水的循環(huán)倍率可以達(dá)到4~5倍,而內(nèi)蒙古地區(qū)的水循環(huán)倍率只有3倍,且水質(zhì)對(duì)設(shè)備的腐蝕性極強(qiáng),因而對(duì)設(shè)備材料要求也高,投資巨大。企業(yè)在考慮節(jié)水的同時(shí),還要兼顧經(jīng)濟(jì)效益。
記者在神華集團(tuán)的生產(chǎn)基地參觀時(shí),看到了多項(xiàng)水處理裝置以及先進(jìn)的污水處理技術(shù)在運(yùn)用。神華鄂爾多斯煤制油分公司黨委副書記喬寶林告訴記者,神華這套直接液化煤制油裝置設(shè)計(jì)的水耗是每噸油品耗水10噸,裝置投運(yùn)后經(jīng)過技術(shù)改造,水耗降到了7噸,最好水平達(dá)到過5.6噸。但目前神華的用水取自100千米以外的地方。在規(guī)劃二期工程時(shí),用水量將更大,神華計(jì)劃采用黃河水?!拔覀冋谂c內(nèi)蒙古黃河水利委員會(huì)協(xié)調(diào)此事,希望通過修建農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉設(shè)施,將節(jié)約下來的水用于煤化工項(xiàng)目。”
趙義峰也談到,內(nèi)蒙古地區(qū)生態(tài)環(huán)境十分脆弱,水資源缺乏,水的價(jià)格也在逐年提高?!拔覀儎倎頃r(shí),1噸水只要幾毛錢,現(xiàn)在是幾塊錢,將來可能漲到10塊錢。水這種寶貴資源已經(jīng)成為制約煤化工發(fā)展的突出問題。一方面我們通過微藻生物固碳項(xiàng)目進(jìn)行一部分濃鹽水處理;另一方面,計(jì)劃在生產(chǎn)區(qū)東部的黃河凌汛泄洪區(qū)建設(shè)一個(gè)大型水庫(kù),將每年春季黃河凌汛期泄掉的黃河水收集起來,用于煤化工生產(chǎn)。既可減災(zāi)防災(zāi),又解決了水資源匱乏的問題,一舉兩得?!?/p>
煤化工的發(fā)展繞不開二氧化碳的排放問題,這也成為社會(huì)大眾關(guān)注的焦點(diǎn)。
對(duì)此,神華鄂爾多斯煤制油分公司黨委副書記喬寶林亮出了他的看法:“只要用煤作能源就不可避免會(huì)有二氧化碳排放。煤的主要成分就是碳,平均含量達(dá)到70%。如果直接拿去燃燒,碳將百分之百地直接排放到大氣中;而采取煤制油的工藝,則可以將大部分的碳轉(zhuǎn)化到油里面,煤制油過程中二氧化碳的排放主要是集中在燃料煤和煤制氣部分。這二者的區(qū)別在于,煤直接燃燒是分散排放,煤制油是集中排放,集中排放就可以集中回收,而分散排放回收幾乎是不可能的?!?/p>
出于這樣的想法,神華集團(tuán)在煤制油項(xiàng)目建設(shè)之初,就開始配套考慮二氧化碳的回收,并與美國(guó)合作開展了CCS項(xiàng)目研究工作。在神華鄂爾多斯煤制油分公司CCS示范項(xiàng)目的封存區(qū)現(xiàn)場(chǎng),工作人員告訴記者,CCS示范項(xiàng)目是在2010年6月17日開工建設(shè)的;2011年1月2日成功將超臨界二氧化碳注入到目標(biāo)層;2011年5月開始正式連續(xù)注入,并完成生產(chǎn)測(cè)試。這標(biāo)志著中國(guó)已形成全套的二氧化碳地質(zhì)封存技術(shù),成為世界上第一個(gè)實(shí)現(xiàn)全流程二氧化碳捕獲及咸水層封存的國(guó)家。截至目前,該項(xiàng)目已累計(jì)封存注入二氧化碳4萬多噸。預(yù)計(jì)到2014年6月,這套示范裝置將完成一系列研究和試驗(yàn),并實(shí)現(xiàn)注入30萬噸二氧化碳的試注目標(biāo)。
神華鄂爾多斯煤制油分公司黨群工作部主任惠德建在現(xiàn)場(chǎng)告訴記者:“CCS項(xiàng)目主要作用是封存二氧化碳,這只是權(quán)宜之計(jì)。單純的封存并不能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。要想真正地實(shí)現(xiàn)二氧化碳減排,重要的還是要加快開發(fā)二氧化碳的綜合利用技術(shù),將二氧化碳變成資源。神華已經(jīng)開始研究二氧化碳強(qiáng)化石油開采EOR技術(shù)、微藻吸收二氧化碳技術(shù)、二氧化碳作為惰性氣體防治礦井火災(zāi)技術(shù)。”
如果說神華公司在CCS項(xiàng)目上進(jìn)行了有益的嘗試,新奧集團(tuán)則是在二氧化碳的深加工和利用上邁出了更大的步子。
在達(dá)拉特旗新能能源有限公司的60萬噸/年煤制甲醇生產(chǎn)基地,記者看到了新奧集團(tuán)的微藻生物固碳示范項(xiàng)目。在養(yǎng)殖大棚里一排排的養(yǎng)殖器中,微藻這種神奇的生物被浸泡在工廠排放的濃鹽水中,正在將人們厭惡的二氧化碳悄然轉(zhuǎn)化成可以利用的生物質(zhì)能源和高附加值的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),用于航空、食品、飼料和化妝品中。
談到微藻生物固碳項(xiàng)目,趙義峰滔滔不絕:“微藻生物固碳是個(gè)非常好的項(xiàng)目。微藻吸收二氧化碳將其轉(zhuǎn)化成生物柴油、β-胡蘿卜素和蛋白質(zhì)等多種高附件產(chǎn)品。于此同時(shí),微藻的養(yǎng)殖過程還可以處理大量濃鹽水、利用低壓蒸汽余熱,是煤化工生產(chǎn)中節(jié)能減排的重要手段。我們這個(gè)項(xiàng)目年利用二氧化碳達(dá)2萬噸。到2013年,由微藻生產(chǎn)的生物柴油將會(huì)飛機(jī)上試用。”
據(jù)悉,新奧的這個(gè)項(xiàng)目還得到了國(guó)家發(fā)改委工業(yè)司和國(guó)家能源局的關(guān)注,他們希望能盡快實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,并將這一技術(shù)推廣到新疆、內(nèi)蒙古和甘肅的煤化工項(xiàng)目中,使我國(guó)的煤化工發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的矛盾盡早得到妥善的解決。
新奧能源化工集團(tuán)目前還在著力提高微藻的碳吸附能力和縮短微藻的生長(zhǎng)周期,爭(zhēng)取在“十二五”中試項(xiàng)目結(jié)束時(shí),將碳吸附能力從20克提高到50克?!暗侥菚r(shí),微藻生物固碳項(xiàng)目意義就不僅僅是體現(xiàn)在節(jié)能減排的社會(huì)效益上,而且還會(huì)為企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益?!壁w義峰對(duì)這一項(xiàng)目充滿信心。
新能能源有限公司技術(shù)人員在達(dá)拉特旗的微藻生物固碳中試基地介紹產(chǎn)品開發(fā)情況
除了技術(shù)的先進(jìn)性外,一個(gè)煤化工項(xiàng)目未來是否有前途,很重要的一點(diǎn)是看產(chǎn)品的成本,看它與傳統(tǒng)的石油基產(chǎn)品和化工產(chǎn)品相比,價(jià)格是否有競(jìng)爭(zhēng)力。這也是上至中央領(lǐng)導(dǎo)下到企業(yè)員工最為關(guān)注的一個(gè)焦點(diǎn),更是記者在采訪過程中每站必問的一個(gè)問題。
在提到煤化工產(chǎn)品的成本時(shí),多數(shù)企業(yè)表示,目前談成本為時(shí)尚早,因?yàn)槟壳暗拇蠖鄶?shù)項(xiàng)目處于示范工程階段,有的還在中試,沒有開始大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn),運(yùn)行中經(jīng)常會(huì)暴露出各種各樣的技術(shù)問題,需要不斷地改造升級(jí)。而一套全新的裝置如果沒有長(zhǎng)期、穩(wěn)定、安全、滿負(fù)荷和優(yōu)化地運(yùn)行,產(chǎn)品的成本就無法準(zhǔn)確核算。喬寶林也是這樣的觀點(diǎn)。他認(rèn)為,目前要核算煤制油項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性還為時(shí)過早。老的企業(yè)有一套成熟的辦法,設(shè)備折舊可以有一個(gè)固定的期限。但對(duì)于新項(xiàng)目而言,設(shè)備是第一次制造和使用,到底可以運(yùn)行多少年是未知數(shù)。10年?20年?還是30年?只有經(jīng)過時(shí)間的檢驗(yàn)才能有結(jié)論。
記者在神華鄂爾多斯煤制油分公司CCS基地參觀
“現(xiàn)在要做好的是解決好技術(shù)問題,掌握技術(shù)要領(lǐng),保證裝置可以穩(wěn)定長(zhǎng)期地運(yùn)行,從而獲得寶貴的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。裝置運(yùn)行過程中,我們也在不斷地發(fā)現(xiàn)和解決問題,不斷地為降低成本、提高效益積累經(jīng)驗(yàn)。比如一個(gè)減壓閥,我們從國(guó)外進(jìn)口花100多萬元,經(jīng)過改造,改用國(guó)產(chǎn)貨,采購(gòu)成本就降低了2/3;再比如,過去的閥門幾天就得更換,經(jīng)過改造,閥門的壽命已經(jīng)達(dá)到了2000多小時(shí)。類似的改造潛力還很多,通過這樣的探索和工藝改造,未來二期、三期工程的費(fèi)用會(huì)降下來一大塊?!眴虒毩秩缡钦f。
多數(shù)企業(yè)分析認(rèn)為,目前項(xiàng)目成本偏高主要原因有3個(gè)方面。首先是技術(shù)開發(fā)的周期長(zhǎng),一般的新型煤化工項(xiàng)目都屬于世界首創(chuàng),從實(shí)驗(yàn)室階段到工業(yè)化示范項(xiàng)目要經(jīng)過5~6年的開發(fā)期,前期的研發(fā)投入巨大;其次,工程的工業(yè)化放大過程也是極具挑戰(zhàn)性的,很多設(shè)備都是花大價(jià)錢從國(guó)外進(jìn)口的,項(xiàng)目建設(shè)投入非常高,比如神華108萬噸/年的煤制油項(xiàng)目投資是126億元,伊泰16萬噸/年間接煤制油項(xiàng)目投資是34.4億元;再次,示范項(xiàng)目前期運(yùn)行不穩(wěn)定,開停車頻繁,技術(shù)改造費(fèi)用也是居高不下。這就造成了在煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期,企業(yè)的盈利能力普遍偏弱,產(chǎn)品成本普遍偏高。
提及成本,企業(yè)的負(fù)責(zé)人還不約而同地談到了稅收問題。企業(yè)普遍反映過重的稅賦給煤化工企業(yè)目前的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)帶來很大的困難。
內(nèi)蒙古大唐國(guó)際再生資源開發(fā)有限公司副總經(jīng)理王文儒向記者反映:“到今年年末,公司到期的長(zhǎng)、短貸款將達(dá)11.84億元,產(chǎn)品外銷資金回籠滯后不能形成有效補(bǔ)充。雖然高鋁粉煤灰已經(jīng)列入國(guó)家資源綜合利用目錄,但是目前并未真正享受到稅收的優(yōu)惠政策,使得產(chǎn)品成本偏高。”
和大唐一樣有著減免稅訴求的還有伊泰集團(tuán)。據(jù)葛耀勇介紹,目前他們銷售油品的價(jià)格是每噸6800元,而所有的稅收加起來多達(dá)2800元,其中1500元是消費(fèi)稅,企業(yè)稅后的利潤(rùn)只有800元?!跋M(fèi)稅是國(guó)家針對(duì)石油基成品油制定的,作為石油的重要補(bǔ)充和替代,煤制油前期的投資都非常大。每噸油投資折合2萬多元,而后期稅收過重,超過了企業(yè)利潤(rùn)的2倍多。雖然目前伊泰集團(tuán)煤制油技術(shù)已經(jīng)成熟,但這么高的稅收使企業(yè)擴(kuò)大規(guī)模的積極性大打折扣。這對(duì)新興煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展十分不利。”葛耀勇道出了他的擔(dān)心和顧慮。
內(nèi)蒙古大唐國(guó)際高鋁煤炭研發(fā)中心常務(wù)副總經(jīng)理孫俊民,是高鋁粉煤灰綜合利用示范項(xiàng)目的技術(shù)負(fù)責(zé)人。他告訴記者,從學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室走向工業(yè)化裝置是個(gè)十分艱難的過程,特別是對(duì)于像高鋁粉煤灰綜合利用這樣的工業(yè)固體廢物的高效利用項(xiàng)目,其價(jià)值更多是體現(xiàn)在環(huán)境效益上,特別是項(xiàng)目剛啟動(dòng)時(shí)如果沒有經(jīng)濟(jì)效益的支撐,企業(yè)就沒有能力履行更多的社會(huì)責(zé)任。
“現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目就像是沙漠中的一棵小樹,希望大家多去關(guān)心和呵護(hù),為它多澆點(diǎn)水?!辈稍L結(jié)束時(shí),孫俊民對(duì)記者這樣說。
我國(guó)現(xiàn)代煤化工的發(fā)展還處于起步階段,除了上面提到的這些元素外,還有生產(chǎn)、技術(shù)、市場(chǎng)營(yíng)銷等諸多的細(xì)節(jié)需要行業(yè)在不斷地探索中尋求答案。