当然,作为新生事物,“热溶催化法”若被人们广泛接受,尚需时间验证。
煤制油,一项名副其实的“老技术”。1913年,德国科学家获得首个专利。但在近百年来,煤制油的产业化并不顺利。
原清华大学化工研究所副所长,中国化工学会传质和分离工程委员会副主任段占庭教授分析,“高压加氢”工艺,煤炭需在17—30兆帕压力和氢气环境中液化,脱离了机械、设备制造水平的现实,难以满足长周期安全稳定的工业生产;“高压加氢”直接液化法,基建投资10000—12000元/吨,设备制造难度大,维护费用高,这也是产业化进度迟缓的主要原因。
这是一个弱肉强食的世界。在新世纪第一个10年,欧美等发达国家企图用温室效应给发展中国家戴上枷锁。但是,无论如何,洁净的生活,成为关乎人类命运的沉重话题。
我国富煤少油,煤炭在能源生产结构中占比超过70%,提供超过60%的化工原料。与此同时,石油对外依赖度达50%,持续高油价成为未来发展的能源掣肘。
煤制油在中国的兴起,成为中国面对能源危机的一种探索。
放眼全球,壳牌、埃克森美孚等公司,无不在开发煤制油项目;印度、澳大利亚等国家,考虑开发煤制油项目。
聚焦我国,伊泰从去年5月开始进一步优化油品加工工艺,实现装置长周期满负荷运行;神华煤直接液化装置要累积运行4000小时以上,负荷稳定在80%以上,近日又与南非沙索公司开展煤制油项目合作。
地方政府对煤制油持积极态度。内蒙古自治区召开专题会议确定,在鄂尔多斯建设千万吨级的煤制油基地。
不容忽视,这些项目都采用“高压加氢”,油收率达50%以上,产业化前景遍布阴云。
此前两年间,从顶峰一路跌至谷底的国际油价,如同冰水,浇灭了国内煤制油项目的熊熊烈火,计划上马上万亿吨煤制油项目出现了大规模的资金撤离。
除南非沙索公司间接液化技术投入工业运营外,全球很难找到煤制油的成功案例。
或许,在“高压加氢”工艺下,煤制油难逃赌局的命运。
一个希望
发展煤制油并非一场赌局那样简单。
石油半数进口,清洁能源短期难担重任,此时的煤制油,已然关乎国家能源安全。
上万亿吨褐煤,按平均3吨煤转化1吨煤液化油计算,总量超出世界石油储量,足够中国使用几百年。
中国政府对煤制油技术推广非常重视,先后列入“863”“973”和“十五”重点攻关项目。然而,巨额投资之后,煤制油陷入难以产业化的泥潭。
吴克认为,在众多原因中,科技人员未从经济、效益、技术装备等方面综合考虑,局限在所谓“科学原理”,进行学究式直线思维,成为问题的关键所在。
“把高油收率作为至高无上的目标,采用高压加氢高能耗的手段,尽量把芳烃结构打碎,形成汽柴油类燃料,世界各国付出了时间和金钱的惨重代价。”吴克称,“全球对于煤制油的研究,应当根据可液化煤分子结构的特点,制订产品方向和工艺方案,做到物尽其用。”
在简化工艺、降低成本基础上,生产出符合标准的汽油和柴油。若干年来,众多科研单位和投资机构,联手介入煤制油研究,大都无功而返。
吴克常会孤独。毕竟,顺鑫煤化工公司是业内唯一一家民营企业;吴克常会自豪。毕竟,顺鑫煤化工公司以相对薄弱的资金、技术、人才实力,走出了一条高效益、低耗能、少废气排放的综合集成路线。
吴克的做法是“不唯书”,回归煤分子结构的探讨。
煤和油,都由炭、氢组成,煤是碳多氢少,油是碳少氢多。这是“高压加氢”的理论依据。
可液化煤结构,由大量芳环,少量脂环和连接它们之间的桥键组成;石油,主要以脂肪烃组成。倘若不片面追求高油收率,桥键容易断裂,富氢部分容易液化成油。
煤炭液化之后,保留了大量原有的1—4环芳烃结构。这些芳烃结构,有些是高附加值化工产品,有些是新材料的原料。此时,不需花费巨额成本开环变成燃油,只要将富碳部分提质成固体燃料。
比照“高压加氢”,“热溶催化法”不需在氢气环境中进行,提高了安全系数;只需6兆帕压力,提高了可操作性;煤制油的原料,不再采用优质煤,而采用储量巨大但此前利用价值不高的褐煤资源。
如今,顺鑫煤化工公司建立了两条褐煤直接液化连续实验装置。根据一系列测试,得出数据:基建投资仅需6000元/吨,粗油成本为30—35美元/桶,若石油价格以70美元/桶计毛利达100%。
以往,业界对煤制油非议多多。或曰:煤制油属资金技术密集型产业,巨额资金面临技术风险;或曰:间接和直接制油的煤炭,利用效率低于30%和50%,浪费严重。
6月4日,广东肇庆,由9名化工和能源专家组成的鉴定委员会,对顺鑫煤化工公司的《褐煤清洁高效综合利用热溶催化新工艺的开发》进行鉴定后认为,按照“热熔催化法”,可以转化33%的液体燃料,37%的固体焦化燃料,22%的气体燃料,该工艺达到国际先进水平,为世界褐煤资源合理利用开辟了一条新路。鉴定委员会主任中国工程院院士倪维斗建议:“这个项目产业链很长,关键技术突破了就要赶快往前走。”