當(dāng)然,作為新生事物,“熱溶催化法”若被人們廣泛接受,尚需時(shí)間驗(yàn)證。
煤制油,一項(xiàng)名副其實(shí)的“老技術(shù)”。1913年,德國(guó)科學(xué)家獲得首個(gè)專(zhuān)利。但在近百年來(lái),煤制油的產(chǎn)業(yè)化并不順利。
原清華大學(xué)化工研究所副所長(zhǎng),中國(guó)化工學(xué)會(huì)傳質(zhì)和分離工程委員會(huì)副主任段占庭教授分析,“高壓加氫”工藝,煤炭需在17—30兆帕壓力和氫氣環(huán)境中液化,脫離了機(jī)械、設(shè)備制造水平的現(xiàn)實(shí),難以滿(mǎn)足長(zhǎng)周期安全穩(wěn)定的工業(yè)生產(chǎn);“高壓加氫”直接液化法,基建投資10000—12000元/噸,設(shè)備制造難度大,維護(hù)費(fèi)用高,這也是產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度遲緩的主要原因。
這是一個(gè)弱肉強(qiáng)食的世界。在新世紀(jì)第一個(gè)10年,歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家企圖用溫室效應(yīng)給發(fā)展中國(guó)家戴上枷鎖。但是,無(wú)論如何,潔凈的生活,成為關(guān)乎人類(lèi)命運(yùn)的沉重話(huà)題。
我國(guó)富煤少油,煤炭在能源生產(chǎn)結(jié)構(gòu)中占比超過(guò)70%,提供超過(guò)60%的化工原料。與此同時(shí),石油對(duì)外依賴(lài)度達(dá)50%,持續(xù)高油價(jià)成為未來(lái)發(fā)展的能源掣肘。
煤制油在中國(guó)的興起,成為中國(guó)面對(duì)能源危機(jī)的一種探索。
放眼全球,殼牌、埃克森美孚等公司,無(wú)不在開(kāi)發(fā)煤制油項(xiàng)目;印度、澳大利亞等國(guó)家,考慮開(kāi)發(fā)煤制油項(xiàng)目。
聚焦我國(guó),伊泰從去年5月開(kāi)始進(jìn)一步優(yōu)化油品加工工藝,實(shí)現(xiàn)裝置長(zhǎng)周期滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行;神華煤直接液化裝置要累積運(yùn)行4000小時(shí)以上,負(fù)荷穩(wěn)定在80%以上,近日又與南非沙索公司開(kāi)展煤制油項(xiàng)目合作。
地方政府對(duì)煤制油持積極態(tài)度。內(nèi)蒙古自治區(qū)召開(kāi)專(zhuān)題會(huì)議確定,在鄂爾多斯建設(shè)千萬(wàn)噸級(jí)的煤制油基地。
不容忽視,這些項(xiàng)目都采用“高壓加氫”,油收率達(dá)50%以上,產(chǎn)業(yè)化前景遍布陰云。
此前兩年間,從頂峰一路跌至谷底的國(guó)際油價(jià),如同冰水,澆滅了國(guó)內(nèi)煤制油項(xiàng)目的熊熊烈火,計(jì)劃上馬上萬(wàn)億噸煤制油項(xiàng)目出現(xiàn)了大規(guī)模的資金撤離。
除南非沙索公司間接液化技術(shù)投入工業(yè)運(yùn)營(yíng)外,全球很難找到煤制油的成功案例。
或許,在“高壓加氫”工藝下,煤制油難逃賭局的命運(yùn)。
一個(gè)希望
發(fā)展煤制油并非一場(chǎng)賭局那樣簡(jiǎn)單。
石油半數(shù)進(jìn)口,清潔能源短期難擔(dān)重任,此時(shí)的煤制油,已然關(guān)乎國(guó)家能源安全。
上萬(wàn)億噸褐煤,按平均3噸煤轉(zhuǎn)化1噸煤液化油計(jì)算,總量超出世界石油儲(chǔ)量,足夠中國(guó)使用幾百年。
中國(guó)政府對(duì)煤制油技術(shù)推廣非常重視,先后列入“863”“973”和“十五”重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目。然而,巨額投資之后,煤制油陷入難以產(chǎn)業(yè)化的泥潭。
吳克認(rèn)為,在眾多原因中,科技人員未從經(jīng)濟(jì)、效益、技術(shù)裝備等方面綜合考慮,局限在所謂“科學(xué)原理”,進(jìn)行學(xué)究式直線(xiàn)思維,成為問(wèn)題的關(guān)鍵所在。
“把高油收率作為至高無(wú)上的目標(biāo),采用高壓加氫高能耗的手段,盡量把芳烴結(jié)構(gòu)打碎,形成汽柴油類(lèi)燃料,世界各國(guó)付出了時(shí)間和金錢(qián)的慘重代價(jià)。”吳克稱(chēng),“全球?qū)τ诿褐朴偷难芯浚瑧?yīng)當(dāng)根據(jù)可液化煤分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),制訂產(chǎn)品方向和工藝方案,做到物盡其用。”
在簡(jiǎn)化工藝、降低成本基礎(chǔ)上,生產(chǎn)出符合標(biāo)準(zhǔn)的汽油和柴油。若干年來(lái),眾多科研單位和投資機(jī)構(gòu),聯(lián)手介入煤制油研究,大都無(wú)功而返。
吳克常會(huì)孤獨(dú)。畢竟,順鑫煤化工公司是業(yè)內(nèi)唯一一家民營(yíng)企業(yè);吳克常會(huì)自豪。畢竟,順鑫煤化工公司以相對(duì)薄弱的資金、技術(shù)、人才實(shí)力,走出了一條高效益、低耗能、少?gòu)U氣排放的綜合集成路線(xiàn)。
吳克的做法是“不唯書(shū)”,回歸煤分子結(jié)構(gòu)的探討。
煤和油,都由炭、氫組成,煤是碳多氫少,油是碳少氫多。這是“高壓加氫”的理論依據(jù)。
可液化煤結(jié)構(gòu),由大量芳環(huán),少量脂環(huán)和連接它們之間的橋鍵組成;石油,主要以脂肪烴組成。倘若不片面追求高油收率,橋鍵容易斷裂,富氫部分容易液化成油。
煤炭液化之后,保留了大量原有的1—4環(huán)芳烴結(jié)構(gòu)。這些芳烴結(jié)構(gòu),有些是高附加值化工產(chǎn)品,有些是新材料的原料。此時(shí),不需花費(fèi)巨額成本開(kāi)環(huán)變成燃油,只要將富碳部分提質(zhì)成固體燃料。
比照“高壓加氫”,“熱溶催化法”不需在氫氣環(huán)境中進(jìn)行,提高了安全系數(shù);只需6兆帕壓力,提高了可操作性;煤制油的原料,不再采用優(yōu)質(zhì)煤,而采用儲(chǔ)量巨大但此前利用價(jià)值不高的褐煤資源。
如今,順鑫煤化工公司建立了兩條褐煤直接液化連續(xù)實(shí)驗(yàn)裝置。根據(jù)一系列測(cè)試,得出數(shù)據(jù):基建投資僅需6000元/噸,粗油成本為30—35美元/桶,若石油價(jià)格以70美元/桶計(jì)毛利達(dá)100%。
以往,業(yè)界對(duì)煤制油非議多多。或曰:煤制油屬資金技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè),巨額資金面臨技術(shù)風(fēng)險(xiǎn);或曰:間接和直接制油的煤炭,利用效率低于30%和50%,浪費(fèi)嚴(yán)重。
6月4日,廣東肇慶,由9名化工和能源專(zhuān)家組成的鑒定委員會(huì),對(duì)順鑫煤化工公司的《褐煤清潔高效綜合利用熱溶催化新工藝的開(kāi)發(fā)》進(jìn)行鑒定后認(rèn)為,按照“熱熔催化法”,可以轉(zhuǎn)化33%的液體燃料,37%的固體焦化燃料,22%的氣體燃料,該工藝達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,為世界褐煤資源合理利用開(kāi)辟了一條新路。鑒定委員會(huì)主任中國(guó)工程院院士倪維斗建議:“這個(gè)項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)鏈很長(zhǎng),關(guān)鍵技術(shù)突破了就要趕快往前走。”