煤气化工程行业市场需求状况

　　当前，煤气化工程行业主要采用煤气化技术设计和建造大型、成套煤气化装置，能够将固态煤炭高效、洁净地转化成气态的合成气（CO 和 H2 混合物），可广泛应用于煤制合成氨、煤制甲醇以及煤制油、煤制烯烃、煤制天然气、煤制乙二醇、煤制氢、IGCC 发电等领域，市场应用前景非常广阔。煤气化装置应用示意图如下所示：

　　

　　（1）煤制合成氨合成氨主要作为生产化肥的原料，其下游产品主要有尿素、碳酸氢氨、硝酸铵等氮肥，合成氨的市场情况与化肥行业情况存在密切的关系，两者的供求和发展呈相同趋势，合成氨及氮肥的历年产量情况如下图所示：

　　
　　数据来源：《中国统计年鉴》. 国家统计局
　　
　　近年来，由于粮食连续稳产高产，对化肥需求相应提高。据行业协会统计，2009 年全年生产合成氨 5,136 万吨，年消耗能源近 9,000 万吨标准煤，综合考量化肥能效提高等因素，预计“十二五”及 2020 年前，化肥需求仍将呈现小幅增长态势4。
　　
　　现有化肥生产结构中约 75%的合成氨产品是以煤炭为原料生产。在国内现有400 多家氮肥生产企业中，绝大部分属于规模在 10 万吨～20 万吨/年合成氨能力的中、小型氮肥企业，其中大部分生产企业采用的是常压固定床煤气化装置，与先进的煤气化装置相比，单位产品能耗高、“三废”产生量大，属于国家产业政策明确要求不再审批的技术。应用先进煤气化技术改造现有的常压固定床煤气化装置，有助于淘汰行业落后产能，推动行业节能减排和资源综合利用，实现产业技术升级，提高行业整体竞争力。
　　
　　（2）煤制甲醇
　　
　　甲醇是一种应用广泛的基础化工原料，在化学工业、医药工业、轻纺工业、国防、能源等国民经济各部门都有着广泛的用途。甲醇历年产量情况如下图所示：

        
    数据来源：Wind 资讯

    近年来，受石油价格不断上涨、高位运行的拉动，煤制甲醇等石油替代产品呈现盲目发展的势头，甲醇行业出现了产能过剩的现象。今后几年，随着国家环保、能耗标准要求的提高及上大压小政策的实施，规模小、能耗高、资源利用率低、污染严重的落后甲醇产能必将遭到政策和市场的双重淘汰，采用先进煤气化技术对煤制甲醇行业进行改造具有良好的市场前景。
　　
　　（3）煤制烯烃
　　
　　乙烯、丙烯等烯烃作为重要的化工原料，其产量的高低往往被视为一个国家石化工业发达程度的标志。我国乙烯历年产量情况如下图所示：

    
    数据来源：《中国统计年鉴》. 国家统计局
    
    煤制烯烃主要包含煤气化、合成气净化、甲醇合成以及甲醇制烯烃4项核心技术。目前，煤气化、合成气净化和甲醇合成技术均已实现商业化并有多套大规模装置在运行，甲醇制烯烃开发比较成功的工艺有 UOP/HYDRO 公司的 MTO（甲醇制烯烃，产品含乙烯和丙烯）技术、德国 Lurgi 公司的 MTP（产品以丙烯为主）
　　
　　技术以及大连化物所的 DMTO（甲醇制烯烃，含乙烯和丙烯）等技术。
　　
　　目前，神华集团在包头建成的 60 万吨煤制烯烃装置已经投入商业化运作，神华宁煤 52 万吨煤制烯烃和大唐集团内蒙古锡盟 47 万吨煤制烯烃项目也均已建成。整体而言，国内煤制烯烃示范项目取得一定成果，大力发展煤经甲醇制烯烃，可以延伸甲醇下游深加工，提高产品竞争力和持续发展能力，有利于消化我国迅速扩张的甲醇产能，为甲醇产业的健康发展做出贡献。同时，采用煤制烯烃技术代替石油制烯烃技术，可以减少我国对石油资源的过度依赖，对推动贫油地区的工业发展及均衡合理利用我国资源都具有重要的意义。
　　
　　（4）煤制油随着我国经济的持续增长、城市化水平的不断提高以及居民消费升级，国内汽油、柴油等燃料油品的消费快速增长，从而推动我国汽油、柴油等油品的产量持续不断增长（如下图所示），但依然不能满足消费需求。

　　
　　数据来源：《中国统计年鉴》. 国家统计局
　　
　　煤制油有直接液化和间接液化两种工艺，直接液化是指煤炭在高温高压及催化剂作用下，通过一系列加氢反应将煤直接液化成为液体油品的深度转化过程；间接液化是指以煤为原料先气化制合成气再经 F-T 反应合成液体油品的过程。无论采取直接液化还是间接液化工艺，都需要洁净煤气化技术。
　　
　　目前全球成功商业化运作的煤制油项目在南非萨索尔，一共拥有 3 套煤炭间接液化制油装置。我国煤制油示范项目主要集中在中国神华、伊泰集团、潞安集团、晋煤集团，其中中国神华 108 万吨煤炭直接液化项目和 18 万吨煤炭间接液化项目、内蒙古伊泰集团 16 万吨煤炭间接液化项目、山西潞安集团 16 万吨煤炭间接液化项目以及山西晋煤集团 10 万吨煤炭间接液化项目均已投产。发展煤制油项目有利于拓宽我国油料来源，缓解国内能源供给压力，对保障国内能源安全具有重要战略意义。
　　
　　（5）煤制天然气
　　
　　随着国内可持续发展战略和环境保护政策的实施，作为优质、高效、低排碳的清洁能源，天然气消费市场的需求量持续增长。我国虽然加强了国内天然气资源的勘探开采力度，天然气产量逐年增加（如下图所示），但仍难以满足国内天然气消费量不断增长的需求。

　　

　　煤制天然气（SNG）技术可以分为间接甲烷化制天然气（两步法）和直接甲烷化制天然气（一步法）两种工艺，其核心技术均为合成气甲烷化。一步法 SNG技术仍处于研发阶段，两步法 SNG 技术是一项较为成熟的技术，美国早在 1984年就建成了规模为年产 12 亿 Nm3 的煤制天然气工厂，该工厂已经稳定运行了20余年。
　　
　　煤制天然气技术相对成熟，以煤炭为原料生产天然气可以拓展清洁能源生产的新途径，优化煤炭深加工产业结构，丰富煤化工产品链，符合我国煤炭加工利用的发展方向，对于缓解国内天然气供应短缺，保障我国能源安全具有重要的意义，产业化推广前景广阔。2009-2010 年，大唐内蒙古克什克腾旗年产 40 亿 Nm3、内蒙古汇能鄂尔多斯年产 16 亿 Nm3、新疆庆华年产 55 亿 Nm3 及大唐辽宁阜新年产 40 亿 Nm3 煤制天然气示范项目先后获国家发改委核准，其中，大唐内蒙古克什克腾旗项目一期、新疆庆华项目一期已经投产。
　　
　　（6）煤制乙二醇
　　
　　乙二醇是一种重要的有机化工原料，主要用于生产聚酯纤维、聚酯塑料、防冻剂、润滑剂、增塑剂、炸药及化工中间产物等，用途十分广泛。我国加入世贸组织后，化纤产业迅猛发展，聚酯工业对乙二醇的需求强劲，从而导致了我国乙二醇产量远远不能满足其实际需求，供需矛盾十分突出。我国乙二醇绝大部分来自于进口，近几年国内乙二醇进口依存度一直在 70%以上（如下图所示），较高的产品缺口为国内乙二醇产业的发展提供了十分广阔的发展空间。
　　

　　目前，我国乙二醇生产主要采用石油路线，即环氧乙烷水合技术，其具有技术成熟，应用面广等优点，但此路线依赖石油资源，过程水耗、能耗大，成本较高。煤制乙二醇主要有三种工艺路线，包括合成气直接制乙二醇、合成气经甲醇制乙烯再生产乙二醇以及合成气制草酸酯再生产乙二醇，其中草酸酯法的研究和开发最为深入，2009 年底建成投产的通辽金煤化工有限公司年产 20 万吨褐煤制乙二醇项目即采用该工艺路线，这也是利用我国自有技术建成的世界第一套大规模煤制乙二醇工业装置。
　　
　　利用我国相对丰富的煤炭资源生产重要的化工基础原料乙二醇，能有效地缓解我国乙二醇产品供需矛盾，对于我国能源的合理利用、减少对石油的依赖具有重要的意义。未来国内煤制乙二醇投资将迎来快速增长，进而带动大型煤气化装置投资的增加。
　　
　　（7）IGCC 发电
　　
　　煤气化联合循环发电（Integrated Gasification Combined Cycle, 简称 IGCC）
　　
　　是当今国际上最引人注目的新型、高效的洁净煤发电技术之一。IGCC 发电技术把清洁煤气化技术和高效燃气蒸汽联合循环发电技术相结合，实现了煤炭资源高效、洁净利用。该技术主要采用煤作为燃料，经过气化炉转化为合成气，再经过除尘、脱硫等净化工艺，成为洁净的合成气供给燃气轮机燃烧做功。燃气轮机排气余热和气化岛显热回收热量经余热锅炉加热给水产生过热蒸汽，带动蒸汽轮机发电，从而实现了煤气化燃气蒸汽联合循环发电过程。
　　
　　自 1973 年德国在 Lunen 市 Kellerman 电厂建设了世界上第一座 IGCC 示范电站以来，国外一直在对 IGCC 技术进行研究和探索。在验证装置的基础上，自20 世纪 90 年代以来，国际上先后建设了五座以煤为原料、纯发电大型化的（250~300MW）商业示范装置，分别是美国的 Wabash River 和 TECO Tampa、荷兰的 Nuon Buggnum、西班牙的 Puertollano 电站、日本的 Nakoso 电站。经过近 30 多年的研究和发展，国外 IGCC 发电技术已经取得了初步成效，基本走过了商业示范阶段，对于发展我国的 IGCC 示范电站具有积极的借鉴意义。
　　
　　根据国家相关产业规划，预计到 2020 年，我国电力装机容量将达到 16.7 亿千瓦，其中火电装机 10.48 亿千瓦。同时，我国政府向世界做出承诺，到 2020年，二氧化碳排放量将在 2010 年的基础上降低 40%~45%，IGCC 发电将成为我国煤气化应用领域的新热点。
　　
　　（8）煤制氢
　　
　　通过煤气化制得的氢气，可以应用于炼油行业加氢装置，替代石油制氢路线，经济效益良好；航天火箭发动机所用的氢燃料，也可以通过煤气化制氢解决。对于我国航天发展具有重大的战略意义。
　　
　　综上所述，先进的大型现代煤气化技术在推动煤制合成氨、煤制甲醇等传统煤化工行业技术改造，实现行业节能减排的同时，亦将促进列入国家能源产业规划的煤制油、煤制烯烃、煤制天然气及煤制乙二醇等现代煤化工行业以及 IGCC发电行业的快速发展。国家“十二五”规划纲要已明确提出要稳步推进煤化工产业化发展，随着现代煤化工技术逐步成熟、示范项目相继投产，客观上为煤化工产业规模化商业化运营创造了条件。目前，各地出于煤炭资源就地转化、增加税源、就业及发展经济的考虑，均积极发展煤化工行业。山西、新疆、内蒙古、宁夏和陕西等煤炭资源大省区均制定了大规模的现代煤化工发展规划，各地规划的“十二五”期间现代煤化工总投资超过 2 万亿元5，具体如下表：