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主办单位:煤炭科学研究总院出版传媒集团、中国煤炭学会学术期刊工作委员会

我国化工用煤现状与发展趋势

2021-02-22   来源:选煤技术

  我国化石能源的赋存特点导致原油对外依存度超过65%,发展煤制油及煤制气产业并逐步延伸产业链,生产工业与民用化工产品是我国保证能源安全的战略部署。现阶段我国煤化工产业主要包括煤气化联产化肥、煤制甲醇、煤制烯烃、煤制天然气、煤间接液化和煤直接液化等,产出的产品大部分是化工行业的重要基础原料。2020年,我国煤化工投资超过5 000亿元,甲醇产能9 800万t/a,乙烯产能3 200万t/a。随着化石能源占我国能源结构的比例逐步降低以及煤气化技术的发展,我国煤炭供应结构逐步发生变化,低变质程度的烟煤已成为化工用煤的主要煤种,未来用作化工原料将成为我国煤炭的主要利用途径,化工用煤消费量将成为煤化工行业景气程度的重要指标。传统化工用无烟煤在以现代煤气化技术为龙头的煤化工领域将逐步被替代。未来的发展趋势应是,无烟煤利用自身变质程度高、含碳量高、杂质元素少等特点,紧跟技术发展和市场需求,向精细化工及材料化应用方面转变;而低变质程度的烟煤也要从粗犷化的生产、粗犷化的产品和粗犷化的大宗原料销售转变为专用化、规格细分的产品供应,以适应不同客户的需求,在新型化工以及高端炭材料等新技术新用途领域进行深耕。


  1. 我国化工用煤现状与发展趋势


  1.1 化工用煤现状与发展趋势

  

  我国传统煤化工主要产品是焦炭和合成氨。据统计,2019年我国焦炭和合成氨产能均为全球第一,存在着严重的产能过剩问题,且产品附加值有限,再加上污染管控力度加大,需要经历淘汰落后产能的阵痛期。截至2019年底,我国煤化工建设项目100余项,累计产能已接近5 000万t,煤制油、烯烃、乙二醇项目产能分别达到921、1 362、478万t/a,天然气产能达到51亿m3/a。由于目前化工用煤在煤炭所有消费领域中所占的比例比较小,因此煤化工行业远未达到支配煤炭价格波动的地步。国内煤化工发展已近20年,囿于投资大、建设周期长以及技术成本的限制,我国煤制天然气、煤间接液化和煤直接液化的实际投产规模与当初的规划项目规模相比偏小。前几年煤制烯烃和乙二醇开工和计划建设的项目很多,按照建设周期,大量煤化工产能将在2020年前后大量投产。按照前几年的发展趋势估计,2020年煤化工原料煤用量将在2012年的基础上翻番,约14.5亿t,其中增量最多的仍然是半焦、甲醇和煤制天然气。

  

  然而,2020年初国际油价的断崖式暴跌波及了化工产品市场。2020年5月上旬,甲醇(优等品)价格为1 623.5元/t,聚乙烯价格为6 698.6元/t,聚丙烯(T30S)价格为8 159.8元/t,乙二醇现货价格已跌破3 000元/t。煤化工产业亏损面扩大,已投产项目的产能利用率不足50%,化工用煤量大幅下降。2020年煤化工的初级产品甲醇的实际产能约8 000万t/a,产能利用率仅为63%。

  

  2012年全国化工用煤约1.2亿t/a,到2016年增长至2.7亿t/a,随后在2019年到达顶峰,达3亿t,2020年化工用煤量已步入下降通道。目前我国化工用无烟煤和烟煤主产区分别是山西和宁东-鄂尔多斯-榆林能源基地。2019年,全国无烟煤产量占煤炭总产量的10%,约为3.5亿t/a,与无烟煤历史产量峰值相比降幅达40%,而同期烟煤产量逆市增幅4%,这主要与化工用煤品种的转化有极大关系。2012年,全国无烟煤中作为化工用煤使用的占比约65%,到2019年这一比例仅为20%,而且新建的煤化工项目几乎100%以烟煤作为原料煤。现代煤气化技术(例如多喷嘴、航天炉和鲁奇炉等大型加压气化技术)基于成本及煤种的C/H比优化,均首选以低变质程度的烟煤为原料。今后,无烟煤在化工用煤方面的占比仍会进一步萎缩。

  

  1.2 化工用烟煤现状与发展趋势

  

  2000年以后,自神华集团建设煤制油示范装置及产业园开始,全国各省发展煤炭就地转化成化工产品的积极性空前高涨,在建及规划煤化工项目紧锣密鼓开展。煤化工新增产能主要分布在中西部地区,七大主要煤化工产业区分别是黄河中下游、蒙东、黑东、苏鲁豫皖、中原、云贵和新疆。由于运费是制约用煤成本的关键因素,因此新建煤化工项目均依托大型煤田建设,煤炭就地转化是当地煤炭产业的首要选择。

  

  2019年全国原煤入选率达到73.2%,同比前一年提高1.4个百分点,但低变质程度烟煤的入选率普遍偏低。2019年宁夏宁东矿区生产原煤5 636万t,精煤产量1 700万t,入选率仅在30%左右;陕西省生产原煤6亿t,精煤产量不足5 000万t,洗选率不足10%,其中榆林在产煤矿255座,产能合计3.32亿t,约占陕西煤炭产量的一半。因烟煤主产地洗选比例不高,运输成本高等因素,煤炭主产地烟块煤和高热值烟末煤在诸多煤化工项目建成释放产能后,供应将逐渐趋紧。在化工用煤主产区,神东-榆神矿区铁路运输煤炭约占煤炭产量的25%左右,在蒙华铁路投运以后,蒙西及陕北化工用煤可通过铁路输送到关中、湖北等地。另外,高热值烟煤在冶金行业高炉喷吹煤中的应用比例未来会越来越高,也对化工用烟煤形成直接竞争。因此未来可用于化工的煤炭资源将出现供应紧张的局面。

  

  1.3 化工用无烟煤现状与发展趋势

  

  全国无烟煤累计保有储量约1 130.79亿t,仅占全国煤炭总量的13%;可采储量仅为160亿t。无烟煤主要应用于化肥、冶金高炉喷吹、烧陶、建筑和铸造等行业。2012—2019年,无烟煤产量减少2.5亿t。无烟块煤价格在2014年底创下最高记录,当时无烟煤出矿车板价1 400元/t,并有少部分块煤突破2 000元/t。然而,截止2020年一季度,无烟块煤出矿车板价仅1 000元/t左右。使用无烟煤气化技术的常压固定床炉数量因环保、运行成本等各种原因正逐年减少。现代煤气化技术普遍采用价格低廉的低变质程度烟煤,无烟煤在化工领域用量正不断萎缩,而民用块煤也因环保压力使用范围在逐步减少。短期来看,无烟煤的用户范围逐步缩小,然而从长远看,无烟煤借助含碳量高、变质程度高和热值高的“三高”优势,未来在材料化和化工新材料领域仍然是最佳选择,而且随着炭基新材料对高固定碳含量原材料的需求,无烟煤在煤炭新用途领域中依然是首选煤种,无烟煤的用途仍然比其他任何煤种更广泛,因此其长期价格将趋于平稳。

  

  2. 化工用煤未来发展趋势

  

  2.1 化工用煤未来供应或现紧张

  

  现代煤气化技术对原料煤的性质均一性要求较高,新型煤气化技术主要原料设计选择优质长焰煤、不粘煤、弱粘煤等低变质程度的烟末煤,少部分气化炉原料来源可以放宽到兰炭、炼焦产生的劣质焦炭和半焦等。煤炭科学研究总院北京煤化工研究分院姜英指出:我国应系统地研究制定煤化工用煤的技术标准用以指导和规范我国的煤化工用煤。随着我国煤化工项目的陆续投产,原有的用煤指标条件,已不能适应现代煤化工企业用煤的实际需求,需要建立详细的气化用煤评价指标体系和液化用煤评价指标体系。内蒙古大学金泽华等介绍了我国现代煤化工用煤技术条件标准的基本情况,结合现代煤化工产业链及发展现状,对已实施的标准进行了分析。此外,目前西部地区如蒙西、陕北等地的煤化工项目倾向于选择神木地区煤炭作为原料煤,随着该地区优质煤炭资源的逐步开采,当地新建煤化工园区煤化工项目的投产,以及新建铁路大量输出煤炭至外部煤化工企业,未来优质化工用煤资源将出现内争外夺的现象,化工用煤供应将出现紧张。

  

  2.2 化工用煤价格稳定或小幅上涨是趋势

  

  将来煤炭的主要用途将彻底转变为化工原料煤,进入所有煤炭均可制油、造气和生产高附加值化工产品的时代。在2019年第2、3季度,部分企业以去库存+煤制装置低负荷运行的方式来保证企业利润,低负荷运行时间长达半年之久。但是,2020年库存又逐渐开始回升。2020年上半年受国际油价和新冠肺炎疫情影响,煤化工企业遭遇了史无前例的困境。全年油价在30~40美元之间徘徊,最低油价甚至跌破20美元/桶。这个价格对于煤化工企业毫无利润可言,可谓投产即亏损。

  

  尽管有诸多不利因素,我国煤炭主产区的各省份依然对煤化工项目热情不减。如山西、宁夏、陕西等地都有新建煤化工项目,投资规模达到千亿元。2020年3月,宁夏宁东煤化工基地第一批重大项目集中开工,项目共计90个,总投资为956亿元。相较于宁夏,陕西煤化工投入规模更大。从2020年陕西省发改委公布的数据来看,2020年陕西省省级重点项目中煤化工项目投资达6 000亿元,主要集中于榆林地区,其中:续建煤化工项目9个,投资3 987亿元;新建煤化工项目5个,投资1 891亿元;此外,还有4个处于筹备阶段的煤化工项目。虽然当前煤化工项目受低油价冲击影响较大,但大部分煤化工项目需2~3年后才能开始投产,有的时间跨度更长。6月份国内煤炭市场呈现供需宽松态势,但趋势性下跌的市场格局暂难改变。随着国内经济的逐渐复苏,下半年主要耗煤行业需求将逐步恢复到接近正常水平。

  

  总体来看,煤化工原料煤供应稳定并出现价格小幅上涨对煤炭企业和煤化工行业的长远健康可持续发展至关重要。

  

  3. 化工用烟煤和无烟煤的发展策略

  

  (1)结合化工原料煤的现状与发展趋势,当前化工用烟煤应适度减产,并小规模的开拓市场。受主产区地域所限,化工用煤生产企业应积极探访周边省份煤化工产业园区,“走出去”是化工用煤中长期发展路径。同时,内外部需求将使部分煤化工企业原料煤供应出现紧张,保持两三家原料煤供应商是每个煤化工企业保证原料煤供应的安全措施。同理,化工用煤用户多元化也是生产企业摆脱单纯依赖和缺乏定价话语权的关键措施。

  

  (2)因资源优势明显,无烟煤在确保和拓展无烟煤化工市场、发展新用途方面要紧跟技术发展和市场需求,向精细化工及材料化应用方面转变。低变质程度烟煤也应从粗犷化的生产、粗犷化的产品和粗犷化的大宗原料销售转变为提供专用化、规格细分的产品,以适应不同客户的需求。在个别需求量较大的领域,应探索无烟煤与烟煤配煤生产高质量的混煤,以满足用户定制化生产的需求,这也是具有无烟煤和烟煤双重资源优势的煤炭企业可以考虑的方向。


参考文献:《我国煤炭供需情况及化工用煤发展趋势》


  责任编辑:宫在芹

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