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产能翻番!煤化工未来靠什么赢?看这个方向
作者:化小北 来源:煤化工信息网 浏览次数:1225次 更新时间:2023-09-19

916日,国家能源集团(以下简称“国能”)包头煤制烯烃升级示范项目开工仪式在包头市举行。包头煤制烯烃项目是世界首套60万吨/年煤制烯烃示范装置,已建成投产13年。项目建成后,国能包头煤化工甲醇产能将由180万吨/年提升至380万吨/年,聚烯烃产能翻番,将提升至135万吨/年。

瞅准“双碳”重大机遇

据了解,该项目产品方案设计以煤气化-甲醇-甲醇制烯烃为发展主线。原料煤先通过煤气化生产出COH2为主要产品的合成气,其次通过一氧化碳变换、低温甲醇洗、甲醇合成等技术,将煤转化为甲醇,再通过甲醇制烯烃技术获得低碳烯烃,然后通过前脱丙烷后加氢的烯烃分离工艺,为下游PPPEMTBE/丁烯-1C4/C5+综合利用装置提供原料,最后获得聚乙烯、聚丙烯等目标产品。

值得关注的是,该项目还将实现煤化工与绿电、绿氢、绿氧深度耦合发展。国能集团还将在升级示范项目基础上,实施聚乙醇酸(PGA)、新能源电力电解水制绿氢、绿氧等项目,为包头抢抓“双碳”重大机遇,加快改造升级传统产业,培育壮大战略性新兴产业提供有力支撑。

神华包头煤化工有限责任公司成立于200512月,注册地点在内蒙古自治区包头市,注册资本金45亿元。煤制烯烃项目的主体工程主要包括180万吨/年煤制甲醇装置、60万吨/年甲醇制烯烃装置、30万吨/年聚乙烯装置、30万吨/年聚丙烯装置,总投资约170亿元人民币。

项目厂址位于内蒙古自治区包头市九原工业园区,厂区占地面积约231公顷。项目于201111日正式商业化生产。该项目是世界上对煤制烯烃工艺路线进行工业化、商业化运营的首次成功实践,核心技术采用具有中国自主知识产权的DMTO工艺及催化剂。

煤制烯烃扩产受限,未来竞争力看什么?

我国的资源禀赋决定了发展煤制烯烃工艺是保障能源安全和化工材料供给的重要措施。煤制烯烃工艺先通过煤气化、合成气净化合成甲醇,再通过甲醇的进一步反应实现烯烃分离,主要包括 CTO(兼顾乙烯丙烯)、CTP(主制丙烯)工艺,广义上还包括外购甲醇路线(MTOMTP)。

据统计,近十年全国已投产的煤制烯烃项目共有 34 个(含外购甲醇制烯烃),总产能近 1600 万吨/年。其中,CTO 装置主要位于靠近煤炭原产地的西北地区,外购甲醇制烯烃则主要集中于华东沿海地区,但由于价值链较短,盈利能力显著低于其他生产工艺,产能相对有限。对于现存的煤制烯烃企业而言,成本优势是影响竞争力的关键。

根据中国神华近期的测算结果,当国际油价超过 60 美元/桶时,煤制烯烃项目基本具有成本竞争力;如按煤化工一体化方式布局,将煤价控制在 200 /吨以下,则国际油价在 50 美元/桶时即具有竞争力。长期来看,煤制烯烃工艺的扩产空间已十分有限,现存企业未来的竞争力除了依赖于煤 -油价格差形成的成本动态博弈之外,还将取决于降碳技术的应用情况(如搭配可再生能源电解水制氢实现煤气化过程中的氢气补充,降低碳排放)。

中国石油和化学工业联合会会长李寿生表示,当前,我国现代煤化工面临的全新挑战,也创造了开创世界煤化工发展第四个里程碑的机会。第四个里程碑应该是在“双碳”目标的新形势下,走出一条高碳原料低碳排放、二氧化碳资源化利用的新路子。

近日,国家发展改革委等部门发布了《关于推动现代煤化工产业健康发展的通知》,对推动现代煤化工产业高质量发展具有重要意义。当前,包括煤化工、炼油、合成氨、甲醇等在内的化工行业,均是用氢大户。但由于我国目前更多依赖化石能源制氢,即灰氢,生产过程中产生的碳排放量较大。因此,在业内看来,耦合绿氢是助力煤化工行业深度脱碳的有效路径。

耦合绿氢:煤化工升级关键词

公开信息显示,目前,包括中国石化等在内的大型能源企业均在布局相关示范项目,探索通过电解水制绿氢、绿氢耦合煤化工。绿氢产业的发展趋势是与高耗能排放工业相结合,目前新疆、宁夏、内蒙古等地已有多个绿氢耦合煤化工的技术示范项目开工。

1、内蒙古京能煤化工绿氢示范项目获批

628日,内蒙古乌兰浩特市发改委就兴安盟京能煤化工可再生能源绿氢替代示范项目-制氢部分发布《项目备案告知书》。兴安盟京能煤化工可再生能源绿氢替代示范项目-制氢部分总投资112770万元。项目建设规模及内容:制氢站配套601000Nm³/h碱性电解水制氢设备,最大生产效率为60000Nm³/h,平均生产效率为32400Nm³/h,年制氢2.5万吨。

2、内蒙古签约多个绿氢耦合现代煤化工/煤基新材料项目

514日,内蒙古新型化工暨现代煤化工产业招商引资推介会在上海举行。现场签约新能源与现代煤化工耦合、煤基新材料等领域10个化工项目。

3、中煤推进绿氢耦合煤基新材料项目

资料显示,中煤能源集团有限公司煤基烯烃新材料及下游深加工一体化项目是朔州市与中煤集团充分发挥平朔矿区煤、电、化、水、新能源一体化优势,利用平朔高硫、高灰熔点原料煤,深度耦合绿电、绿氢等减碳路径,生产高端煤基烯烃新材料产品的能源转型项目。项目总投资297.8亿元,占地约2940亩,建设周期3年,可生产220万吨/年甲醇并转制100万吨煤基烯烃新材料。

4、黄河集团氢能制储运销一体化示范项目开工

418日,内蒙古黄河集团隆重举行内蒙古骏平焦化有限责任公司300万吨/年焦化项目和乌海中太氢能制储运销一体化示范项目集中开工仪式。

据介绍,这一项目将依托中太(苏州)氢能源科技有限公司独有的氢气液化、存储技术和碳捕集技术,利用位于乌海市的大型焦化企业黄河集团焦炉煤气资源建设氢能"---"示范工程,项目气氢产能约为3150吨、液氢产能约3150吨,配套建设1000方液氢储罐。

5、中石化全球最大绿氢耦合煤化工项目开工

216日,中国石化在北京、呼和浩特、鄂尔多斯三地举行启动仪式,宣布中国石化在内蒙古第一个绿氢示范工程——内蒙古鄂尔多斯市风光融合绿氢示范项目正式启动开工。项目总投资约57亿元,利用鄂尔多斯地区丰富的太阳能和风能资源发电直接制绿氢,年制绿氢3万吨、绿氧24万吨,就近用于中天合创鄂尔多斯煤炭深加工示范项目降碳减碳。该项目进一步拓展了我国乃至全球的绿氢产能,是目前全球最大绿氢耦合煤化工项目,将有力推动绿氢产业链发展,推进我国能源产业转型升级。

但目前电解水制氢成本仍然偏高,是化石能源制氢的3~5倍,且现有电解槽装备对波动性光伏和风电的适应性较差,主要还是以市电为主,并不是真正意义上的绿氢。

当绿氢具备经济性,整体成本下降后,耦合煤化工以提供更多的氢,不仅可以把煤炭资源省下来,而且还可以大大减少二氧化碳的排放。这是符合碳中和要求的煤化工发展的必经之路。

通过将可再生能源发电与煤化工产业进行耦合融合,可以实现两种产业的互补发展。一方面,可再生能源可以为煤化工产业提供电力支持,减轻传统电网的压力;另一方面,煤化工产业的二氧化碳可以作为化工原料资源进行再利用,进一步提高能源利用效率。