未來的某一天,鳥語花香的甲醇工廠從空氣中回收二氧化碳;與此同時,管道輸送來可再生能源或原子能從水中獲取的氫,在裝置中‘會師’合成甲醇。甲醇一部分被注入汽車當作能源使用,另一部分去用于化工廠生產(chǎn)生活所需的各種產(chǎn)品。最后所有的這些重新被分解成二氧化碳和水重新回到了大自然。”諾貝爾化學獎得主、著名有機化學家喬治A•奧拉為人類描繪了應對后油氣時代能源緊缺問題的一條解決途徑 ,首次提出了甲醇經(jīng)濟理念。
那么,目前甲醇經(jīng)濟進展如何?中國甲醇經(jīng)濟現(xiàn)狀與未來怎樣?甲醇能否成為替代能源?由中國化工報社、中國五礦化工進出口商會甲醇分會和深圳石油化工交易所聯(lián)合主辦2013中國甲醇經(jīng)濟發(fā)展峰會上,專家學者對上述問題給出了各自的見解和建議。
甲醇經(jīng)濟應是能源過渡時代的主體
甲醇經(jīng)濟就是通過利用目前還可獲得的礦物燃料資源以及對二氧化碳進行加氫還原來生產(chǎn)甲醇,這是一種切實可行而且方便的儲存能量的方法。而能量可以來自于各種資源,如太陽能、水能、風能、地熱能、原子能等可再生能源。
任何事物的發(fā)展都要經(jīng)過不同階段,實現(xiàn)從量變到質(zhì)變的嬗變,甲醇經(jīng)濟也不例外。從短期內(nèi)來看,甲醇生產(chǎn)新方法有:利用目前可獲得的天然氣和煤炭等自然資源來高效合成甲醇,還可對工業(yè)廢氣中的二氧化碳進行加氫轉(zhuǎn)化成甲醇。從長遠來看,對從空氣中的二氧化碳進行俘獲和回收利用,同時與利用任意一種能源從水制得的氫一起轉(zhuǎn)化為甲醇。甲醇本身就是一種優(yōu)秀燃料,可用于未來的內(nèi)燃機或燃料電池;同時還能進一步轉(zhuǎn)化為各類化工產(chǎn)品。由此可見,甲醇不僅具有能源屬性,還可替代石油進入石油化工領(lǐng)域。
鑒于我國有著豐富的甲醇資源,清潔的二次能源,三烯三苯、一碳化工的含氧化合物等等的基礎(chǔ)能源化工產(chǎn)品就能輕而易舉地制造。中國立足于甲醇經(jīng)濟過渡與銜接新能源時代完全可行,既符合以煤為主,多元發(fā)展的能源戰(zhàn)略,又符合科學的客觀規(guī)律。面對記者的提問,國家化工行業(yè)生產(chǎn)力促進中心總工程師方德巍作出了上述表述,他認為:甲醇經(jīng)濟應是能源過渡時代的主體。
方德巍告訴記者,甲醇能源化工體系不僅可以全面替代三烯、三苯物質(zhì)體系的石油化工,且尚可做到石油化工所不能及的一碳化工系統(tǒng),如醇、醛、酸、醚、酯含氧化物類的重要系列產(chǎn)品及其重要的衍生物。從資源利用、環(huán)境友好的角度論已優(yōu)于石油化工。還將徹底地打破煤、石油、天然氣能源化工產(chǎn)業(yè)的固有結(jié)構(gòu),實現(xiàn)資源、能效、環(huán)境的高效利用。
中國五礦進出口商會甲醇分會秘書長張二紅表示,隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展,甲醇原料結(jié)構(gòu)將不斷變化:比如可以用鋼鐵、水泥等熱加工產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生伴生氣、再生氣,以及礦區(qū)開采產(chǎn)生的氣體等作為生產(chǎn)甲醇的原料;還能以各種秸稈、油性植物等生物質(zhì)氣化產(chǎn)生的氣體作原料;以大氣中二氧化碳捕捉回收作為碳來源;甚至在30-50年后,水資源及大氣可能會作為甲醇原料主要來源。
當化學回收自然界或工業(yè)二氧化碳資源制甲醇及其衍生物被廣泛實施,通過碳中和與再生使用,甲醇經(jīng)濟的全部潛力將得以實現(xiàn)。這將使我們能夠減少與全球氣候變暖相關(guān)的嚴重環(huán)境問題。
因此,發(fā)展甲醇經(jīng)濟具有一石二鳥的作用,即可解決人類一直惴惴不安的能源枯竭問題,又為當前日益嚴重的環(huán)境問題提供心得思路。
此外,方德巍認為,在未來實現(xiàn)了可控核聚變,靠2000℃以上高溫熱解水或電解水提供氘、氚為核燃料外,多余的氫與CO2在高度發(fā)展的科學技術(shù)掌握下,可做到碳源的取之不盡,用之不竭。故物質(zhì)世界必將千秋萬代的不斷發(fā)展和延續(xù)。
張二紅則向記者描繪了如下景象:進入甲醇工廠,空氣清新,鳥語花香,甲醇生產(chǎn)裝置不斷優(yōu)化,工藝流程簡化,催化活性顯著提高,水、電、氣高效利用,甲醇單程轉(zhuǎn)化率達到90%以上,各種能耗逐步靠近理論消耗水平。
甲醇經(jīng)濟符合我國能源發(fā)展戰(zhàn)略
近些年來,中國甲醇經(jīng)濟發(fā)展迅速。相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計,2012年底,甲醇經(jīng)濟產(chǎn)值達到1936億元左右,占整個石油化工行業(yè)產(chǎn)值的1.5%左右。其中甲醇產(chǎn)值683億元,占甲醇經(jīng)濟產(chǎn)值的35.3%。
目前,我國已初步確立了新一代煤基能源化工體系,與之相伴的甲醇經(jīng)濟也嶄露頭角。2008-2012年,我國甲醇產(chǎn)能平均每年以25.7%的速度遞增,2012年底產(chǎn)能達到5052萬噸。甲醇投資還在如火如荼的進行中,特別是中西部地區(qū),大型裝置投資還在加快。據(jù)張二紅預計,十二五期間,甲醇裝置投資達2214億元,年均增長率在25.8%左右。未來15年中國甲醇產(chǎn)能將突破2億噸以上,甲醇經(jīng)濟產(chǎn)值將達到1萬億左右,占整個石油和化學工業(yè)產(chǎn)值的7%左右。
據(jù)張二紅介紹,我國甲醇經(jīng)濟突顯低碳環(huán)保發(fā)展理念,主要體現(xiàn)在以下方面:
一是以煤為原料制甲醇采用了環(huán)保高效的潔凈煤氣化工藝。我國煤制甲醇企業(yè)187家,采用潔凈煤氣化工藝企業(yè)50家,占煤制甲醇企業(yè)總數(shù)的26.7%,產(chǎn)能2559萬噸,占煤制甲醇總產(chǎn)能的68.6%。
二是我國甲醇生產(chǎn)獨具特色,綜合廢氣利用成為潮流。比如,焦炭企業(yè)生產(chǎn)焦炭過程中產(chǎn)生的焦爐尾氣制甲醇發(fā)展較快,目前該類企業(yè)達57家,占甲醇生產(chǎn)企業(yè)總數(shù)的20.7%,產(chǎn)能為901萬噸,占甲醇總產(chǎn)能的15.8%,成為我國甲醇生產(chǎn)的第三力量。還有合成氨聯(lián)產(chǎn)甲醇既凈化了合成氣,又減少了精煉再生氣的排放,同時副產(chǎn)了甲醇。目前合成氨聯(lián)醇有122家,產(chǎn)能815萬噸,占甲醇總產(chǎn)能的14.3%。
三是隨著甲醇經(jīng)濟優(yōu)化發(fā)展,能量高效利用和工藝調(diào)整更加合理。
四是多聯(lián)產(chǎn)循環(huán)發(fā)展成為時尚。甲醇與化肥、焦炭、建材、發(fā)電、冶金等行業(yè)聯(lián)系在一起。IGCC能量循環(huán)利用技術(shù)及能化共軌技術(shù)等多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)應時而生。
目前,我國的甲醇經(jīng)濟朝兩大方向演進:其一是以醇醚燃料為主的能源方向,特別是甲醇燃料和甲醇汽車生產(chǎn)技術(shù),產(chǎn)業(yè)化水平已位居世界前列。另一方向是以甲醇制三烯三苯等化工產(chǎn)品的高值利用。甲醇制烯烴、芳烴技術(shù)已經(jīng)成功開發(fā),標志著甲醇替代石油進入石油化工領(lǐng)域的取得重大突破。
當前我國甲醇的能源屬性基本樹立,產(chǎn)業(yè)化進程化正在加快。國家已決定在上海、陜西和山西三地開展甲醇汽車試點工作。甘肅、貴州等省市自主開展甲醇汽車的推廣應用。
據(jù)張二紅介紹,我國甲醇燃料即甲醇汽車技術(shù)研發(fā)開始于上世紀80年代,并曾經(jīng)與美國麻省理工學院,美國通用汽車公司,德國大眾等有過合作。在甲醇燃料生產(chǎn)、儲存、速配、防腐、安全使用等形成多項使用技術(shù),有效解決甲醇燃料遇水分存、排放控制等問題,甲醇燃料產(chǎn)業(yè)化基本不存在大的技術(shù)障礙。據(jù)統(tǒng)計預測,2013年全國甲醇燃料達290萬噸左右,超過乙醇燃料替代量,并呈穩(wěn)步增長趨勢。
與此同時,甲醇已經(jīng)突破石油化工領(lǐng)域。2010年神華包頭煤化工有限公司甲醇制烯烴投產(chǎn),標志著我國甲醇向能源化工發(fā)展的新開端。張二紅透露,近幾年來我國甲醇制烯烴發(fā)展迅速,2013年底我國甲醇制烯烴產(chǎn)能將達到266萬噸,未來五年,甲醇制烯烴將突破1000萬噸。
2012年世界首套萬噸級甲醇制芳烴工業(yè)試驗裝置在華電煤業(yè)陜西榆林煤化工基地建成。這是甲醇替代石油進入石油化工領(lǐng)域的又一重大突破。作為大宗基礎(chǔ)有機化工原料,芳烴是化纖、工程塑料及高性能塑料等的關(guān)鍵原料,廣泛用于服裝面料、航空航天、交通運輸?shù)阮I(lǐng)域,與我們的生活息息相關(guān)。
發(fā)展甲醇經(jīng)濟需要國家的政策支持
任何行業(yè)的健康、有序發(fā)展都離不開國家相應政策的大力支持,與會專家、學者及企業(yè)代表都對記者表達了這一觀點:發(fā)展甲醇經(jīng)濟必須得到國家相應的政策支持。
首先、需制定中國甲醇經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃
我國能源化工發(fā)展主要有石油化工、天然氣化工和煤化工,天然氣化工和石油化工受地理資源條件影響,后期發(fā)展空間增幅很難放大。而當前,煤化工主要是以甲醇為主體,且以甲醇燃料以及甲醇替代石油化工為重點發(fā)展方向。甲醇原料來源廣泛,甲醇產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已經(jīng)突破了石油化工發(fā)展路線。不斷完善的甲醇相關(guān)技術(shù)為甲醇經(jīng)濟發(fā)展提供了可靠依據(jù),因此,建議國家相關(guān)部門推動制定中國甲醇經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃,為中國甲醇經(jīng)濟發(fā)展提供可靠的政策依據(jù)。
其次、應加快推進甲醇經(jīng)濟發(fā)展相關(guān)標準的執(zhí)行
針對京津冀地區(qū)灰霾嚴重現(xiàn)象,在《大氣污染防治行動計劃》中,對京津冀地區(qū)提出了更嚴厲的要求。在污染物排放、能源結(jié)構(gòu)、科學應對、加強監(jiān)督等方面制定了明確指標,預計到2017年底,京津冀地區(qū)細顆粒物濃度下降25%。甲醇、二甲醚作為無雜環(huán)烴、無硫清潔能源,是走我國特色清潔能源發(fā)展道路的可靠保障。國家相關(guān)部門可推進甲醇燃料、二甲醚摻混等相關(guān)標準的施行。
第三、建議國家相關(guān)部門制定甲醇貿(mào)易相關(guān)政策
目前,中國甲醇外貿(mào)大多是民營企業(yè),實力還不強大,對外經(jīng)營能力較弱,建議國家給予更方便、靈活的政策支持,鼓勵民營企業(yè)做大做強。一方面,建議行業(yè)商會經(jīng)常組織企業(yè)加強與國際同行的溝通交流,邀請國家相關(guān)部門對企業(yè)走出去進行培訓指導;另一方面,建議甲醇企業(yè)與東南亞等周邊國家合作,用中國成熟的甲醇裝備技術(shù)、設備在有資源的地區(qū)建廠,并將生產(chǎn)出來的甲醇供應中國沿海貨源緊缺地區(qū)。同時,對這些合資或獨資公司生產(chǎn)、運往中國的甲醇在增值稅、關(guān)稅等稅收方面給予支持等。