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现代煤化工如何打好“园区牌”

来源:中国能源报    2022-01-13

日前,宁夏回族自治区人民政府办公厅印发《宁东能源化工基地“十四五”发展规划》(以下简称《规划》),将“建设国内一流现代煤化工产业基地”列入发展定位,并提出“煤化工产业占全部工业比重超过60%”等目标。

作为国家级现代煤化工产业示范区,宁东已建成全国最大的煤制油和煤基烯烃生产基地。但《规划》同时称,随着国家层面更加严格的生态环保、能源消耗及水资源、碳排放管理等政策不断落实,“今后一个时期的产业结构优化升级、生态环境持续改善、资源节约集约利用、能源资源消耗和二氧化碳减排等压力巨大、任务繁重”。产业竞争加剧形成挑战,“西部尤其是能源‘金三角’地区将规划布局一大批煤制油、煤制烯烃、煤制乙二醇等现代煤化工项目,相比宁东地区在资源禀赋、技术水平、规模效益等更具有竞争力”。

有别于只关注单个项目的传统发展模式,通过优化产业链分工布局,推动上下游产业链和关联企业协同发展的“组团”发展模式越来越受重视,湖北荆州、安徽淮北、陕西榆林等多地纷纷布局煤化工园区或基地。记者了解到,“先行者”宁东的情况极具代表性,如何打好“园区牌”考验着整个产业。

园区化、基地化发展优势初显

“走系统、集群道路既是产业自身发展需要,也是未来的主流趋势。”西北大学兼职教授杨东元表示,园区化是现代煤化工行业公认的理想路径,有利于实现煤与多种能源资源协同、梯度利用,促进原料的低碳化利用及废弃物的源头减量。

杨东元举例,长期以来,煤化工产业发展深受高能耗、高碳排放困扰,核心原因在于煤的特点是碳多、氢少,想要生产碳、氢含量相当或碳少、氢多的产品,反应过程不得不变换工段、排碳补氢,从而导致煤化工项目高耗能、高排放。而石油、天然气化工正好相反,利用其碳少、氢多的特性,与煤化工项目耦合,可以得到最佳碳氢比,用于制备相关化工产品。“这样可以缩短煤化工变换工段的比例和规模,提高能源利用效率、减少二氧化碳排放。目前,部分项目还尝试与园区内的光伏、光热、绿氢等项目结合,与清洁能源多能互补利用,为低碳发展腾空间。” 

相比“单打独斗”,“组团”不仅便于统一管理,减少能耗、物耗及人力,项目还可共享园区内的配套设施、交通物流、环保设施等资源。以宁东基地为例,其通过循环化改造,建立起资源能源利用、污染排放控制的管理体系,有效促进副产物及废弃物资源化再利用。园内国能宁煤宁东矿区矿井水及煤化工废水处理利用项目等一批“近零排放”工程,让工业用水重复利用率达到97.95%。

“现代煤化工项目大多属于示范项目,系统优化集成不够,主体化工装置与环保设施之间、各单元化工装置之间匹配度不够,低位热能、灰渣等资源综合利用水平有待提高,从而增加投资和资源消耗。”中国石油和化学工业联合会会长李寿生证实,除了宁东,鄂尔多斯能源化工基地、榆林国家级能源化工基地等产业集聚区逐步形成,园区化、基地化发展的优势初步显现。

不能简单划片地方、围上栏杆

经过前期发展,部分问题也逐渐暴露。据记者了解,第二批中央环保督察就在部分园区发现,项目违规上马、基础设施建设不力、污染治理不达标等典型问题。

例如,位于山东泰安的宁阳化工产业园,长期忽视环境基础设施建设,由于管网破损和设计缺陷,高浓度化工废水长期直排,外排废水的化学需氧量、氨氮浓度分别超控制标准36.2倍和16.4倍。园内山东晋煤明升达化工有限公司合成氨和尿素项目“批小建大”,实际建成产能高达批复能力的150%。在山西,督察组发现太原市清徐精细化工循环产业园以减量替代为名、行增加煤炭消费之实,将早已关停淘汰企业的煤炭消费量作为新建3个焦化项目的替代来源,煤炭消费量不减反增472万吨。

“基础设施越是完善、运行越是规范,越能够为园内企业分担治理压力。反过来,园区内装置集中,环境风险源多,治污设施不到位,环境隐患更多、影响更大。还有园区从建设之初就埋下隐患,比如园内项目节能审查手续不全、园区规划环评与项目环评严重脱节,监管长期缺位,实际只充当企业‘保姆’的角色。”一位不愿具名的业内人士坦言,全行业在制度规范、环境治理等方面已有积极进展,但管理粗放仍未根治。

杨东元告诉记者,现有的园区之间、园内项目之间,产业布局同质化现象突出,多数也未真正形成原料耦合利用、能源综合互补,失去了园区化发展本应有的优势。“早期建成的大部分园区,项目选择集中在煤制烯烃、制乙二醇等基础原料,产业规模虽大,但总体利润偏低,上下游联动较弱, 缺乏差异化、高端化路线。发展新技术需要时间,这几类项目相对成熟、风险较小,几乎所有园区均围绕相关产业进行布局。但要知道,园区化不是简单划片地方、围上栏杆,而要让进驻企业真正有机结合。”

将园区真正作为一项系统工程

目前,部分地区已在寻求突破。《规划》要求,宁东基地“逐步建设行业标准完善、技术路线完整、产品种类齐全的现代煤化工产业体系,促进产业高端化、多元化、低碳化发展”。湖北省规划打造万亿级现代化工及能源产业,“十四五”期间将发展煤基特种燃料、煤基生物可降解材料等新方向,引进发展大型煤制合成氨及新型煤化工项目,延伸发展高性能聚烯烃、工程塑料、合成橡胶、合成纤维及其复合材料等化工新材料。

杨东元坦言,产业竞争持续加剧,不从高端化、差异化上解决雷同问题,将造成产能过剩、无序竞争的被动局面。对此,煤化工园区要从提供基础化工品、大宗原料,向精细化工品、专用化学品等高端路线、高附加值产品延伸。“除了上游能源资源耦合利用,还要探索产品线的互补,比如这套装置产出的废料作为另一项目的生产原料,这家企业的产品与另一项目耦合发展下一代产品。园区自身首先做好顶层设计与规划统筹,协调不同装置、产品之间的布局,解决好原料产品、结构升级、综合利用等问题。加快构建纵向关联、横向耦合、上下游协作配套的煤基高端化工新材料产业链,实现从原料向材料转化、从大宗化学品向终端应用品拓展、从产业链中低端向高端迈进。”

上述专家提醒,园区项目集中,相应也是“三废”及碳排放相对集中的区域。既要推动个体项目改造升级,也要立足行业实际,发挥协同效应。“节能降碳是一项系统工程,对项目加强差别指导、分类处置,妥善处理好存量、在建和拟建项目的关系。有针对性、适宜性地进行改造,淘汰落后工艺和装备,带动提升整个园区的绿色低碳发展水平。此外,可利用园区装置碳排放源集中、排放浓度高的特点,促进二氧化碳制大宗化学品研发及工业示范。”

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