殷伊琳（天津渤海化工集團(tuán)有限責(zé)任公司，天津300040）

傳統(tǒng)化石能源清潔化利用的現(xiàn)狀及展望

殷伊琳
（天津渤?；ぜ瘓F(tuán)有限責(zé)任公司，天津300040）

我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)“高碳型”的能源結(jié)構(gòu)迫使我們必須實(shí)行能源結(jié)構(gòu)的低碳化改良。傳統(tǒng)化石能源的清潔化是清潔能源的最主要發(fā)展方向。本文介紹了煤基能源、油基能源、氣基能源的清潔化技術(shù)，并提出了加快傳統(tǒng)化石能源清潔化利用的幾點(diǎn)建議。

化石能源；高碳型；清潔能源；市場(chǎng)機(jī)制

以化石能源為主的世界能源結(jié)構(gòu)，帶來(lái)的化石能源枯竭和環(huán)境污染問(wèn)題，已經(jīng)使能源問(wèn)題上升為一個(gè)國(guó)家能否安全、全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展的重大戰(zhàn)略問(wèn)題。我國(guó)作為能源需求巨大的大型發(fā)展中國(guó)家，如何協(xié)調(diào)新能源與傳統(tǒng)化石能源之間的關(guān)系，成為當(dāng)前中國(guó)能源行業(yè)最為關(guān)注的問(wèn)題。

1我國(guó)目前的能源結(jié)構(gòu)及存在問(wèn)題

我國(guó)目前的能源結(jié)構(gòu)中，化石能源與非化石能源之比大體上是9:1[1]，太陽(yáng)能、風(fēng)能、核能、生物質(zhì)能、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽艿取靶履茉础敝徽?%左右。在化石能源中，煤炭、石油、天然氣的比例大體上是80: 17:3的關(guān)系，煤炭是大頭。我國(guó)是一個(gè)典型的“煤基能源”大國(guó)，為全球第二，煤炭比例高達(dá)69%[1]，南非77%為全球第一。目前中國(guó)的能源消費(fèi)已經(jīng)位居世界第二，煤炭消費(fèi)主要是火電，電力裝機(jī)中火電裝機(jī)5.54億kW，占77.7%。而在低碳類(lèi)電力裝機(jī)中，水電裝機(jī)1.48億kW，占20.4%；核電裝機(jī)906.8萬(wàn)kW，占1.3%；風(fēng)電及其他新能源600多萬(wàn)kW，僅占0.8%[1]。

我國(guó)“高碳型”的能源結(jié)構(gòu)基本上是在改革開(kāi)放30年進(jìn)程中成型的，比較現(xiàn)代化的煤炭工業(yè)、石油天然氣工業(yè)的完整體系主要是20世紀(jì)80年代中后期及90年代剛剛建成的，設(shè)計(jì)壽命一般都在30～ 50年，大慶油田甚至要延續(xù)100年，到2015年僅僅運(yùn)行了一多半的生命周期，巨量的投資被固化在其中，整個(gè)體系的運(yùn)轉(zhuǎn)才剛剛成熟，短期內(nèi)停產(chǎn)也是不現(xiàn)實(shí)的。如果急速改變目前的能源結(jié)構(gòu)，還將引發(fā)一系列的社會(huì)問(wèn)題，諸如對(duì)消費(fèi)結(jié)構(gòu)、就業(yè)結(jié)構(gòu)等的破壞性沖擊，控制不好就會(huì)影響社會(huì)穩(wěn)定。因此，在這一結(jié)構(gòu)被長(zhǎng)期鎖定的情況下，唯一的出路就是實(shí)行能源結(jié)構(gòu)的低碳化改良。

2化石能源的清潔化是清潔能源的最主要發(fā)展方向

作為清潔的和可再生的能源，“新能源”是我國(guó)低碳發(fā)展的希望，但在連續(xù)30年9%增速的高速增長(zhǎng)中，太陽(yáng)能、風(fēng)能、核能、生物質(zhì)能、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽艿取靶履茉础钡恼w貢獻(xiàn)度不到2%。清潔能源不等同于“新能源”，清潔能源還包括可以被清潔化的“不潔能源”，即傳統(tǒng)的化石能源。

2.1清潔化的“煤基能源”

煤炭的能源鏈條主要包括煤炭本身、燃煤發(fā)電、煤炭能源轉(zhuǎn)化等幾個(gè)環(huán)節(jié)，這些在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有極大的份額，市場(chǎng)容量極大。煤炭本身的生產(chǎn)、物流、消費(fèi)過(guò)程存在著巨大的清潔化空間；煤炭的能源轉(zhuǎn)化同樣擁有十分巨大的清潔化空間，僅僅煤化工一個(gè)鏈條就有做不完的市場(chǎng)；煤電的清潔化可能是最有市場(chǎng)潛力的清潔能源方向，可以容納消化很多的技術(shù)、設(shè)備、投資。

煤基清潔轉(zhuǎn)化技術(shù)主要包括煤制油（直接液化、煤基費(fèi)托合成、煤基甲醇轉(zhuǎn)制汽油）、煤制天然氣、煤制烯烴、煤制乙二醇、大型煤制醇醚等。目前，國(guó)內(nèi)已投入示范運(yùn)行的煤制油總規(guī)模達(dá)到188 萬(wàn)t油當(dāng)量/a、煤制烯烴115萬(wàn)t/a、煤制乙二醇20萬(wàn) t/a；大型氣流床煤氣化、漿態(tài)床費(fèi)托合成、煤加氫液化、甲醇制烯烴等技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先或先進(jìn)水平。

在煤制清潔燃?xì)怅P(guān)鍵核心技術(shù)有合成氣完全甲烷化催化劑制備、甲烷化反應(yīng)器等關(guān)鍵技術(shù)和成套工藝；煤低溫催化氣化、煤加氫氣化兩種制天然氣新工藝關(guān)鍵技術(shù)及氣化爐等核心裝備；煤炭地下氣化過(guò)程穩(wěn)定控制技術(shù)和地下水環(huán)境監(jiān)控技術(shù)，煤地下氣化大型成套技術(shù)工藝包，大規(guī)模合成氣凈化技術(shù)等。

2.2清潔化的“油基能源”

原油(重油)、輕油(汽柴油)的生產(chǎn)、集輸、消費(fèi)過(guò)程的清潔化市場(chǎng)空間同樣十分巨大。近年來(lái)，市場(chǎng)對(duì)油基能源清潔化的關(guān)注主要集中在后端，對(duì)于汽車(chē)尾氣的排放治理更加注意。事實(shí)上，除了汽車(chē)尾氣，向汽柴油的前端發(fā)展清潔作業(yè)，能夠從源頭減輕大氣污染。

原油中硫化物分布在重質(zhì)部分，大部分都進(jìn)入二次加工的工藝裝置中，從煉化角度看來(lái)，非活性硫化物比活性硫化物更難脫除，原油的大部分硫化物存在于高沸點(diǎn)餾分中，這是原油加工過(guò)程面臨的主要問(wèn)題。

由于國(guó)內(nèi)油品的低硫特點(diǎn)以及寬松的油品標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)內(nèi)油基能源生產(chǎn)的特點(diǎn)是[2]：催化裂化工藝投資少，使用率較高；加氫裂化工藝投資大，加氫精制工藝使用率較低。美國(guó)、日本、西歐等國(guó)的加氫能力分別占蒸餾能力的82%，93%和75%，而國(guó)內(nèi)加氫能力僅占蒸餾能力的38%。加氫重組不僅實(shí)現(xiàn)了高辛烷值汽油，還生產(chǎn)廉價(jià)氫氣。生產(chǎn)清潔化、高值化油品的重要手段主要應(yīng)該依靠催化重整、異構(gòu)化、疊合、烷基化等技術(shù)。近年來(lái)，沿海煉油廠針對(duì)高硫原油合理的選擇加工路線，如茂名石化公司[3]采用大慶原油加氫工藝加工高硫原油達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，鎮(zhèn)海煉油化工股份有限公司使用焦化路線加工進(jìn)口原油，積累豐富的經(jīng)驗(yàn)。

2.3清潔化的“氣基能源”

“氣基能源”本身就是一種清潔能源，在化石能源中，天然氣是最干凈的能源，我國(guó)儲(chǔ)量巨大，應(yīng)用前景廣闊。但目前我國(guó)煤炭消費(fèi)量仍占總能源消費(fèi)量的70%左右[1]，且煤炭消費(fèi)量呈逐年快速上升趨勢(shì)。煤炭的使用是影響我國(guó)環(huán)境空氣質(zhì)量的主要因素。煤炭的開(kāi)采、加工、運(yùn)輸、使用等過(guò)程都會(huì)帶來(lái)大氣污染物排放，造成污染。研究表明[4]：影響我國(guó)環(huán)境空氣質(zhì)量的首要污染物PM2.5中，除了一線城市，大多數(shù)城市燃煤對(duì)環(huán)境空氣中PM2.5的直接貢獻(xiàn)達(dá)到20%左右，同時(shí)，二次硫酸鹽和二次硝酸鹽等的貢獻(xiàn)達(dá)到30%左右。

伴隨國(guó)內(nèi)天然氣供給格局逐漸形成“常規(guī)天然氣開(kāi)采+多路進(jìn)口氣源+非常規(guī)天然氣開(kāi)采”的三位一體結(jié)構(gòu)，才能使天然氣供給安全性可以獲得保障，天然氣總用量增速維持在30%以上的勢(shì)頭能夠得到延續(xù)[5]。首先要增加天然氣供給量，才能真正解決供需矛盾，需加大天然氣資源勘探開(kāi)發(fā)力度。其次，要加快天然氣管道網(wǎng)絡(luò)和配套儲(chǔ)氣設(shè)施建設(shè)。要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進(jìn)一步加強(qiáng)天然氣管道建設(shè)，促成全國(guó)統(tǒng)一的、相互有機(jī)聯(lián)系的真正的天然氣管網(wǎng)，才能靈活機(jī)動(dòng)地進(jìn)行資源調(diào)配，同時(shí)有效增強(qiáng)應(yīng)急能力。再次，我國(guó)必須堅(jiān)定不移地繼續(xù)深化天然氣價(jià)格形成機(jī)制改革。

3加快傳統(tǒng)化石能源清潔化利用的建議

加快傳統(tǒng)化石能源清潔化利用，加大非常規(guī)油氣勘探開(kāi)發(fā)將成為未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)我國(guó)能源戰(zhàn)略的重要任務(wù)。

一是大力開(kāi)展化石能源清潔化利用。加快研發(fā)現(xiàn)代煤制油化工技術(shù)，科學(xué)合理地規(guī)劃產(chǎn)業(yè)布局。引導(dǎo)煤制油化工向規(guī)模化、大型化、一體化、基地化有序發(fā)展。進(jìn)一步促進(jìn)潔凈煤產(chǎn)業(yè)發(fā)展。繼續(xù)實(shí)施“上大壓小”，全面開(kāi)展燃煤機(jī)組的脫硫脫硝脫塵改造等工作。進(jìn)一步提高天然氣供應(yīng)數(shù)量和質(zhì)量，增加常規(guī)天然氣產(chǎn)量，積極推動(dòng)煤制天然氣、煤層氣等非常規(guī)天然氣生產(chǎn)。

二是引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，加強(qiáng)國(guó)際合作。我國(guó)在能源清潔化利用技術(shù)領(lǐng)域仍存在較多難點(diǎn)，需要加強(qiáng)國(guó)際合作，向國(guó)外企業(yè)學(xué)習(xí)借鑒，吸取寶貴經(jīng)驗(yàn)。應(yīng)該鼓勵(lì)外商以合作的方式，進(jìn)行石油天然氣勘探開(kāi)發(fā)，開(kāi)展頁(yè)巖氣、煤層氣等非常規(guī)油氣資源勘探開(kāi)發(fā)，鼓勵(lì)跨國(guó)能源公司在國(guó)內(nèi)設(shè)立研發(fā)中心，

三是改革能源體制[6]，形成有效競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)機(jī)制。在市場(chǎng)準(zhǔn)入方面，應(yīng)不斷淡化企業(yè)身份限制，調(diào)動(dòng)多元資本資源，共同構(gòu)建安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、清潔的現(xiàn)代能源產(chǎn)業(yè)體系。有序開(kāi)放開(kāi)采權(quán)，積極開(kāi)發(fā)天然氣、煤層氣、頁(yè)巖氣。以更有效實(shí)現(xiàn)資源的開(kāi)發(fā)利用為衡量標(biāo)準(zhǔn)和最終目的，吸收國(guó)資、民資、外資等多元資金和資源參與。

［1］姚飛,趙中華,俞珠峰.中國(guó)清潔能源現(xiàn)狀分析[J].集團(tuán)經(jīng)濟(jì)研究2007（1）.

［2］陳興華.淺議我國(guó)可再生能源產(chǎn)業(yè)投資制度及其完善[J].環(huán)境保護(hù).2006(09).

［3］廖家祺.含硫原油加工的流程比較—茂名石油化工公司加工進(jìn)口含硫原油改擴(kuò)建工程總流程方案比較[J].煉油設(shè)計(jì).2000 （08）.

［4］馮銀廠.高效清潔地利用煤炭資源是關(guān)鍵［V］.中國(guó)環(huán)境報(bào)，2014.

［5］張正敏,李寶山,祁和生.清潔能源促進(jìn)政策的應(yīng)用分析指南.草案[EB/OL]. jdluqx.bokee.com/inc/ 2005-11-30.

［6］馮飛,石耀東.加快能源管理體制改革建立現(xiàn)代監(jiān)管制度[R].北京中國(guó)可持續(xù)能源項(xiàng)目第八次高級(jí)政策顧問(wèn)委員會(huì)會(huì)議2005.

10.3969/j.issn.1008-1267.2016.02.001

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