當然,作為新生事物,“熱溶催化法”若被人們廣泛接受,尚需時間驗證。
煤制油,一項名副其實的“老技術”。1913年,德國科學家獲得首個專利。但在近百年來,煤制油的產業化并不順利。
原清華大學化工研究所副所長,中國化工學會傳質和分離工程委員會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境中液化,脫離了機械、設備制造水平的現實,難以滿足長周期安全穩定的工業生產;“高壓加氫”直接液化法,基建投資10000—12000元/噸,設備制造難度大,維護費用高,這也是產業化進度遲緩的主要原因。
這是一個弱肉強食的世界。在新世紀第一個10年,歐美等發達國家企圖用溫室效應給發展中國家戴上枷鎖。但是,無論如何,潔凈的生活,成為關乎人類命運的沉重話題。
我國富煤少油,煤炭在能源生產結構中占比超過70%,提供超過60%的化工原料。與此同時,石油對外依賴度達50%,持續高油價成為未來發展的能源掣肘。
煤制油在中國的興起,成為中國面對能源危機的一種探索。
放眼全球,殼牌、埃克森美孚等公司,無不在開發煤制油項目;印度、澳大利亞等國家,考慮開發煤制油項目。
聚焦我國,伊泰從去年5月開始進一步優化油品加工工藝,實現裝置長周期滿負荷運行;神華煤直接液化裝置要累積運行4000小時以上,負荷穩定在80%以上,近日又與南非沙索公司開展煤制油項目合作。
地方政府對煤制油持積極態度。內蒙古自治區召開專題會議確定,在鄂爾多斯建設千萬噸級的煤制油基地。
不容忽視,這些項目都采用“高壓加氫”,油收率達50%以上,產業化前景遍布陰云。
此前兩年間,從頂峰一路跌至谷底的國際油價,如同冰水,澆滅了國內煤制油項目的熊熊烈火,計劃上馬上萬億噸煤制油項目出現了大規模的資金撤離。
除南非沙索公司間接液化技術投入工業運營外,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。
一個希望
發展煤制油并非一場賭局那樣簡單。
石油半數進口,清潔能源短期難擔重任,此時的煤制油,已然關乎國家能源安全。
上萬億噸褐煤,按平均3噸煤轉化1噸煤液化油計算,總量超出世界石油儲量,足夠中國使用幾百年。
中國政府對煤制油技術推廣非常重視,先后列入“863”“973”和“十五”重點攻關項目。然而,巨額投資之后,煤制油陷入難以產業化的泥潭。
吳克認為,在眾多原因中,科技人員未從經濟、效益、技術裝備等方面綜合考慮,局限在所謂“科學原理”,進行學究式直線思維,成為問題的關鍵所在。
“把高油收率作為至高無上的目標,采用高壓加氫高能耗的手段,盡量把芳烴結構打碎,形成汽柴油類燃料,世界各國付出了時間和金錢的慘重代價。”吳克稱,“全球對于煤制油的研究,應當根據可液化煤分子結構的特點,制訂產品方向和工藝方案,做到物盡其用。”
在簡化工藝、降低成本基礎上,生產出符合標準的汽油和柴油。若干年來,眾多科研單位和投資機構,聯手介入煤制油研究,大都無功而返。
吳克常會孤獨。畢竟,順鑫煤化工公司是業內唯一一家民營企業;吳克常會自豪。畢竟,順鑫煤化工公司以相對薄弱的資金、技術、人才實力,走出了一條高效益、低耗能、少廢氣排放的綜合集成路線。
吳克的做法是“不唯書”,回歸煤分子結構的探討。
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。
可液化煤結構,由大量芳環,少量脂環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環芳烴結構。這些芳烴結構,有些是高附加值化工產品,有些是新材料的原料。此時,不需花費巨額成本開環變成燃油,只要將富碳部分提質成固體燃料。
比照“高壓加氫”,“熱溶催化法”不需在氫氣環境中進行,提高了安全系數;只需6兆帕壓力,提高了可操作性;煤制油的原料,不再采用優質煤,而采用儲量巨大但此前利用價值不高的褐煤資源。
如今,順鑫煤化工公司建立了兩條褐煤直接液化連續實驗裝置。根據一系列測試,得出數據:基建投資僅需6000元/噸,粗油成本為30—35美元/桶,若石油價格以70美元/桶計毛利達100%。
以往,業界對煤制油非議多多。或曰:煤制油屬資金技術密集型產業,巨額資金面臨技術風險;或曰:間接和直接制油的煤炭,利用效率低于30%和50%,浪費嚴重。
6月4日,廣東肇慶,由9名化工和能源專家組成的鑒定委員會,對順鑫煤化工公司的《褐煤清潔高效綜合利用熱溶催化新工藝的開發》進行鑒定后認為,按照“熱熔催化法”,可以轉化33%的液體燃料,37%的固體焦化燃料,22%的氣體燃料,該工藝達到國際先進水平,為世界褐煤資源合理利用開辟了一條新路。鑒定委員會主任中國工程院院士倪維斗建議:“這個項目產業鏈很長,關鍵技術突破了就要趕快往前走。”