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煤科學(xué)、煤化工、煤環(huán)保
我國(guó)煤制乙二醇產(chǎn)業(yè)化及競(jìng)爭(zhēng)力分析
作者簡(jiǎn)介
盧樣開（1979—），男，江西余江人，2006年畢業(yè)于中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）礦物加工工程專業(yè)，工學(xué)碩士，國(guó)家開發(fā)銀行股份有限公司評(píng)審二局評(píng)審六處副處長(zhǎng)，工程師。
摘自《煤炭加工與綜合利用》 2016年第4期
摘要：2015年，我國(guó)煤制乙二醇建成產(chǎn)能302萬(wàn)噸，另有700多萬(wàn)噸在建和擬建產(chǎn)能，大有超過石油法乙二醇而成為國(guó)內(nèi)乙二醇主要供應(yīng)來源的趨勢(shì)。本文介紹了我國(guó)煤制乙二醇的產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀、面臨的主要問題、成本構(gòu)成等，并結(jié)合我國(guó)不同重點(diǎn)地區(qū)項(xiàng)目生產(chǎn)成本分析了我國(guó)煤制乙二醇的競(jìng)爭(zhēng)力。
關(guān)鍵詞：煤制乙二醇；產(chǎn)業(yè)化；成本；競(jìng)爭(zhēng)力
導(dǎo)讀
乙二醇（ethylene glycol，簡(jiǎn)稱EG）是重要的有機(jī)化工原料，主要用于生產(chǎn)聚酯纖維（PET）、防凍液、暖通制冷行業(yè)載冷劑等，其中約90%用于聚酯行業(yè)用來生產(chǎn)滌綸纖維、飲料瓶、薄膜等。石油法乙二醇是國(guó)內(nèi)主要供應(yīng)來源，但產(chǎn)量有限，我國(guó)每年需要進(jìn)口大量的乙二醇。根據(jù)我國(guó)能源結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以豐富、廉價(jià)的煤炭資源為原料發(fā)展煤制乙二醇是解決國(guó)內(nèi)乙二醇供應(yīng)不足的重要途徑，可緩解長(zhǎng)期大量進(jìn)口的制約。我國(guó)煤制乙二醇產(chǎn)業(yè)面臨哪些約束，存在哪些問題，競(jìng)爭(zhēng)力到底如何，是其能否順利大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的主要影響因素。
1我國(guó)乙二醇供需關(guān)系
近年來，我國(guó)乙二醇產(chǎn)能和產(chǎn)量增長(zhǎng)明顯，但不能滿足下游消費(fèi)需求，尤其是聚酯級(jí)乙二醇（指用于聚酯行業(yè)的乙二醇）缺口較大，每年需要從國(guó)外大量進(jìn)口。2014年我國(guó)乙二醇產(chǎn)量約380萬(wàn)噸，而同期表觀消費(fèi)量約1225萬(wàn)噸，自給率約31%。2005—2014年我國(guó)乙二醇產(chǎn)能、產(chǎn)量及表觀消費(fèi)量見圖1。
圖1 2005-2014年我國(guó)乙二醇產(chǎn)能、產(chǎn)量及表觀消費(fèi)量情況
我國(guó)乙二醇進(jìn)口主要來自中東地區(qū)（含沙特阿拉伯、科威特、伊朗、阿聯(lián)酋等），占總進(jìn)口量的約60%，其中沙特阿拉伯是我國(guó)乙二醇進(jìn)口第一來源國(guó)。2014年，我國(guó)乙二醇進(jìn)口量約845萬(wàn)噸，其中來自沙特阿拉伯的進(jìn)口量為385萬(wàn)噸，占比約46%。
2我國(guó)乙二醇供應(yīng)結(jié)構(gòu)
世界上乙二醇的主要生產(chǎn)方法分為石油法、煤炭法、天然氣法，其中天然氣法主要集中在中東和美國(guó)。目前，我國(guó)國(guó)內(nèi)乙二醇供應(yīng)呈現(xiàn)石油法為主煤炭法為輔的局面（見圖2），石油法因其工藝技術(shù)裝備成熟完善，產(chǎn)品質(zhì)量高且穩(wěn)定，在國(guó)內(nèi)乙二醇供應(yīng)中占絕對(duì)主導(dǎo)地位。2014年，我國(guó)乙二醇產(chǎn)能約600萬(wàn)噸，其中石油法產(chǎn)能約490萬(wàn)噸，占比82%。
圖2 2009-2014年我國(guó)石油法乙二醇、煤制乙二醇產(chǎn)能對(duì)比
3我國(guó)煤制乙二醇
3.1 生產(chǎn)技術(shù)
煤制乙二醇是以煤炭為原料，通過氣化生成合成氣后再制得乙二醇，基本流程如圖3所示
圖3 煤制乙二醇基本工藝流程
目前，煤制乙二醇主要有煤制烯烴、一步合成、草酸酯三種路線，各技術(shù)路線技術(shù)特點(diǎn)示于表1。
表1 煤制乙二醇三條技術(shù)路線比較
技術(shù)路線
特點(diǎn)
工業(yè)化狀況
煤制烯烴路線
合成氣經(jīng)甲醇生產(chǎn)乙烯，再通過乙烯生產(chǎn)乙二醇；技術(shù)比較成熟。
在傳統(tǒng)石油法基礎(chǔ)上結(jié)合了煤制烯烴環(huán)節(jié)，成本較高
一步合成路線
合成氣催化一步生產(chǎn)乙二醇；催化劑技術(shù)難關(guān)尚未突破
尚難實(shí)現(xiàn)工業(yè)化
草酸酯路線
合成氣通過分離提純得CO和H2，其中CO通過催化偶聯(lián)合成草酸酯，草酸酯再加氫制得乙二醇；福建物構(gòu)所、丹化集團(tuán)、日本宇部興產(chǎn)和高化學(xué)等實(shí)現(xiàn)了技術(shù)突破。
已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，正在大范圍推廣
在煤制乙二醇項(xiàng)目中，草酸酯路線中間環(huán)節(jié)較少，生產(chǎn)成本較低，相對(duì)石油法具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。煤制烯烴路線在石油法基礎(chǔ)上結(jié)合了煤制烯烴環(huán)節(jié)，成本較高，競(jìng)爭(zhēng)力較弱。因此，草酸酯路線是當(dāng)前我國(guó)煤制乙二醇的主流技術(shù)路線。表2列出了截至2015年我國(guó)建成投產(chǎn)的煤制乙二醇產(chǎn)能。
表2 截至2015年我國(guó)建成投產(chǎn)的煤制乙二醇產(chǎn)能
公司名稱
產(chǎn)能/萬(wàn)t·a-1
內(nèi)蒙古通遼金煤化工有限公司
20
河南永金濮陽(yáng)煤化有限公司
20
河南永金安陽(yáng)煤化有限公司
20
河南永金新鄉(xiāng)煤化有限公司
20
新疆天業(yè)
5
華魯恒升
5
中石化湖北化肥分公司
20
河南永金洛陽(yáng)煤化有限公司
20
鄂爾多斯新杭能源有限公司
30
新疆天辰有限公司
20
山東久泰能源集團(tuán)
10
河南永金永成煤化有限公司
20
內(nèi)蒙古博源蘇尼特堿業(yè)
10
貴州黔希煤化
30
陽(yáng)煤集團(tuán)深州化肥有限公司*
22
內(nèi)蒙古雙欣環(huán)保材料股份有限公司*
10
河南開祥天源化工有限公司*
20
合計(jì)
302
*：技術(shù)路線為煤制烯烴，其他公司均采用草酸酯路線。
3.2 煤制乙二醇產(chǎn)業(yè)化概況
自我國(guó)首個(gè)煤制乙二醇項(xiàng)目——內(nèi)蒙古通遼金煤化工有限公司20萬(wàn)t/a煤制乙二醇工業(yè)示范項(xiàng)目于2009年底建成投產(chǎn)以來，我國(guó)每年陸續(xù)有煤制乙二醇項(xiàng)目建成投產(chǎn)，產(chǎn)能逐步釋放，2014年已達(dá)110萬(wàn)t/a，2015年預(yù)計(jì)為302萬(wàn)t/a。
此外，我國(guó)還有一大批在建和擬建煤制乙二醇項(xiàng)目，產(chǎn)能超過700萬(wàn)t/a。若全部建成投產(chǎn)，我國(guó)煤制乙二醇產(chǎn)能將超過1000萬(wàn)t/a。從產(chǎn)能分布來看，我國(guó)煤制乙二醇項(xiàng)目主要集中在中西部地區(qū)，其中內(nèi)蒙以38%的占比居全國(guó)首位，其次為河南、山西等。我國(guó)煤制乙二醇產(chǎn)能分布如圖4所示。
圖4 我國(guó)煤制乙二醇產(chǎn)能分布
3.3 面臨的主要問題
我國(guó)煤制乙二醇產(chǎn)業(yè)化過程中主要面臨著技術(shù)、產(chǎn)品市場(chǎng)、交通運(yùn)輸、水資源、環(huán)保等五個(gè)方面的約束。
3.3.1 技術(shù)
從我國(guó)已建成投產(chǎn)的項(xiàng)目來看，煤制乙二醇技術(shù)還不夠成熟，裝置運(yùn)行穩(wěn)定性差，生產(chǎn)負(fù)荷較低，除新疆天業(yè)5萬(wàn)t/a煤制乙二醇項(xiàng)目（采用日本高化學(xué)技術(shù)）實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行外，其他項(xiàng)目均未滿產(chǎn)。2014年我國(guó)煤制乙二醇產(chǎn)能110萬(wàn)t/a，產(chǎn)量卻不足50萬(wàn)t，整體開工率僅達(dá)45%。
3.3.2 產(chǎn)品市場(chǎng)
我國(guó)煤制乙二醇產(chǎn)品因雜質(zhì)含量及紫外透光率等指標(biāo)還不能達(dá)到聚酯級(jí)（占乙二醇消費(fèi)市場(chǎng)的90%）的要求，導(dǎo)致產(chǎn)品局限在防凍液、載冷劑等供過于求的市場(chǎng)，或者作為配料與石油法乙二醇低比例摻混使用，產(chǎn)品市場(chǎng)空間受限。另外，由于下游聚酯企業(yè)長(zhǎng)期使用石油法乙二醇，對(duì)煤制乙二醇需要一個(gè)逐漸接受的過程，阻礙了煤制乙二醇產(chǎn)品的推廣使用。
3.3.3 交通運(yùn)輸
我國(guó)煤制乙二醇項(xiàng)目大部分集中在煤炭資源富集的西部地區(qū)，其中內(nèi)蒙、新疆、陜西共占總產(chǎn)能的53%。我國(guó)乙二醇的主要消費(fèi)市場(chǎng)卻集中華東、華南等地，西部地區(qū)的產(chǎn)品銷售需長(zhǎng)距離運(yùn)輸，在公路運(yùn)輸不經(jīng)濟(jì)、鐵路運(yùn)力受限的現(xiàn)實(shí)情況下，保障運(yùn)力及控制運(yùn)輸成本成為西部地區(qū)乙二醇外銷的主要瓶頸制約。
3.3.4 水資源
煤化工是高水耗行業(yè)，項(xiàng)目用水量大。我國(guó)煤制乙二醇產(chǎn)能集中地，如內(nèi)蒙、山西、陜西、寧夏和新疆等地，雖然煤炭資源豐富（保有儲(chǔ)量約占全國(guó)的76%），但上述地區(qū)水資源僅占全國(guó)的6.14%，水資源保障存在較大壓力。同時(shí)，國(guó)家新出臺(tái)的《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》明確提出要以水定產(chǎn)、控制用水總量，也將對(duì)煤制乙二醇項(xiàng)目的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)帶來較大的負(fù)面影響。
3.3.5 環(huán)保
隨著我國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視，工業(yè)項(xiàng)目的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，因而“三廢”排放問題屢遭處罰的煤化工行業(yè)被視為監(jiān)控重點(diǎn)，國(guó)家能源局發(fā)布的《工業(yè)領(lǐng)域煤炭清潔高效利用行動(dòng)計(jì)劃（2015—2020）》已將煤化工列為四大重污染領(lǐng)域之一。日益嚴(yán)厲的環(huán)保政策和新環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，勢(shì)必對(duì)煤制乙二醇項(xiàng)目的審批、建設(shè)、驗(yàn)收及生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)等帶來新的挑戰(zhàn)。
4我國(guó)煤制乙二醇競(jìng)爭(zhēng)力分析
4.1 成本分析
煤制乙二醇項(xiàng)目生產(chǎn)成本包含原材料、公用工程、折舊費(fèi)、其他費(fèi)用和副產(chǎn)品收益（可抵扣成本），其構(gòu)成列于表3。
表3 煤制乙二醇生產(chǎn)成本
項(xiàng)目
細(xì)項(xiàng)
原材料
煤炭（含原料煤、燃料煤）、甲醇、液氨、氧氣、催化劑等
公用工程
水、電、蒸汽等
折舊費(fèi)
機(jī)器設(shè)備、建筑物等的折舊
其他費(fèi)用
人員工資、貸款利息、修理費(fèi)、管理費(fèi)等
上述成本從形態(tài)上可分為固定成本和可變成本，其中固定成本包括公用工程、折舊費(fèi)、其他費(fèi)用、催化劑等，可變成本主要是指原材料（不含催化劑）。煤制乙二醇項(xiàng)目生產(chǎn)成本具有固定成本高、剛性生產(chǎn)成本較穩(wěn)定的特點(diǎn)，主要因?yàn)椋?div style="height:15px;">
（1）煤制乙二醇一般都配套煤氣化裝置，具有投資額度大、公用工程消耗高的特點(diǎn)，公用工程、折舊費(fèi)、其他費(fèi)用、催化劑等固定成本占比較高（約70%）；
（2）我國(guó)煤制乙二醇項(xiàng)目基本都配套自備煤礦，主要原材料煤炭（占比約60%）成本能得到有效控制，因此項(xiàng)目具有剛性生產(chǎn)成本，成本主要因各地煤炭成本不同，高低不一。
根據(jù)我國(guó)煤炭資源分布特點(diǎn)，我國(guó)煤制乙二醇項(xiàng)目主要有兩類：一類是內(nèi)蒙、新疆等西部地區(qū)，以褐煤、長(zhǎng)焰煤、弱黏煤為主原料；另一類是山西、河南等中部地區(qū)，以無煙煤、貧煤等為主原料。其生產(chǎn)成本估算見表4。
注：由于我國(guó)煤制乙二醇項(xiàng)目尚未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，上述成本為理論成本（已扣除副產(chǎn)品收益）。
未來，我國(guó)煤制乙二醇主要面臨與國(guó)內(nèi)石油法乙二醇、中東乙二醇（占我國(guó)乙二醇進(jìn)口約60%）的競(jìng)爭(zhēng)。我國(guó)煤制乙二醇、中東天然氣乙二醇由于主要原料（煤炭、天然氣）成本固定，具有剛性成本。我國(guó)石油需要進(jìn)口，石油法乙二醇成本受石油價(jià)格波動(dòng)而變化。不同來源乙二醇到華東市場(chǎng)成本示于圖5。
由圖5可知，中東天然氣乙二醇擁有絕對(duì)的成本優(yōu)勢(shì)，我國(guó)煤制乙二醇難以與其競(jìng)爭(zhēng)。當(dāng)國(guó)際油價(jià)在40美元/bbl時(shí)，內(nèi)蒙古地區(qū)煤制乙二醇成本與我國(guó)石油法乙二醇成本相當(dāng)；當(dāng)國(guó)際油價(jià)在50美元/bbl時(shí)，新疆地區(qū)煤制乙二醇成本與我國(guó)石油法乙二醇成本相當(dāng)；當(dāng)國(guó)際油價(jià)在60美元/bbl時(shí)，中部地區(qū)煤制乙二醇成本與我國(guó)石油法乙二醇成本相當(dāng)。
煤制乙二醇是根據(jù)我國(guó)“貧油富煤”的能源結(jié)構(gòu)實(shí)際發(fā)展起來的一種新型煤化工技術(shù)，在當(dāng)前我國(guó)乙二醇需要大量進(jìn)口的現(xiàn)狀下具有較大的發(fā)展空間。目前，我國(guó)煤制乙二醇處于由示范線向大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的轉(zhuǎn)化階段，但建成和擬建產(chǎn)能已超千萬(wàn)噸規(guī)模，存在產(chǎn)能過剩風(fēng)險(xiǎn)。我國(guó)煤制乙二醇大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化還需要在工藝技術(shù)優(yōu)化、產(chǎn)品質(zhì)量提升、節(jié)能降耗、減量排放、市場(chǎng)開拓等方面做好工作，降本增效進(jìn)一步提升競(jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)還需謹(jǐn)防盲目擴(kuò)張導(dǎo)致產(chǎn)能過剩的問題。
