現(xiàn)代煤化工作為煤炭高效清潔利用的關鍵途徑,在能源結構調整與化工產業(yè)升級進程中占據(jù)重要地位。其核心工藝圍繞煤氣化與煤液化展開,構建起了一個復雜且多元的產業(yè)體系。依據(jù)工藝特性以及政策導向,現(xiàn)代煤化工可清晰劃分為煤制燃料與煤氣化制化工原料兩大主要板塊。深入探究這兩大板塊的發(fā)展態(tài)勢,對于把握現(xiàn)代煤化工產業(yè)的整體走向具有重要意義。
煤制燃料領域涵蓋煤制氣與煤制油兩大關鍵分支。從當前已投產項目的產能分布來看,煤制氣總產能達74.55億立方米,而煤制油總產能為978萬噸。然而,將其置于全國能源產量的大格局中審視,煤制氣占全國天然氣產量比重僅為3.2%,煤制油占成品油產量比重也僅為2.3%,這表明煤制燃料在現(xiàn)有能源供應體系中所占份額尚小。
圖表:煤制天然氣新增產能匯總(億方/年)
數(shù)據(jù)來源:中研普華產業(yè)研究院整理
不過,從項目推進的動態(tài)視角分析,未來形勢則充滿潛力?,F(xiàn)階段,處于推進中的煤制氣項目數(shù)量眾多,至少有12個,其中新疆地區(qū)獨占10個,這些項目規(guī)劃的總年產能高達420億立方米;煤制油項目雖數(shù)量相對較少,有4個,新疆地區(qū)占2個,對應總年產能為956萬噸。據(jù)行業(yè)預測,在未來5年,有望投產的煤制燃料項目所帶來的產能增量,預計將遠超過去15年的總和。這一顯著增長趨勢的背后,新疆地區(qū)豐富且價格低廉的煤炭資源發(fā)揮著關鍵作用。低價疆煤的大規(guī)模應用,有望從根本上改善煤制燃料項目的經濟性,為產業(yè)發(fā)展注入強大動力。
煤氣化制化工原料涉及多種工藝,其中煤制甲醇、煤制乙二醇與煤基合成氨在新增耗煤量方面表現(xiàn)突出。
在煤制甲醇領域,2023年我國煤頭甲醇產量在甲醇總產量中的占比高達83.9%,這充分彰顯了煤制甲醇在我國甲醇生產中的主導地位。近年來,我國甲醇產量始終保持增長態(tài)勢,尤為值得關注的是,即便在產能不斷投放的情況下,其開工率依然穩(wěn)中有升。目前,國內正在推進的煤制甲醇項目規(guī)劃年產能至少約為3316萬噸,這一龐大的新增產能規(guī)模,預計將推動未來5年甲醇產能實現(xiàn)年化23.9%的增長速度,進一步鞏固煤制甲醇在行業(yè)中的優(yōu)勢地位。
煤制乙二醇工藝在過去幾年呈現(xiàn)出獨特的發(fā)展軌跡。從2019年至2023年,我國乙二醇產量增速保持在約20%的較高水平。但自2023年起,產量增長的驅動因素發(fā)生顯著轉變,從以往主要依賴產能擴張,轉變?yōu)橐揽块_工率提升。2024年,全國僅新增1套30萬噸的煤制乙二醇產能,且預計未來一段時間內,該工藝的產能釋放速度將維持在較低水平,行業(yè)發(fā)展進入相對平穩(wěn)的調整階段。
煤基合成氨工藝同樣展現(xiàn)出鮮明的發(fā)展特征。目前,煤炭在合成氨原料結構中所占比重高達79%,是合成氨生產的主要原料來源。自2022年以來,隨著產能置換項目的逐步落地以及合成氨在各領域應用的不斷拓展,我國合成氨產能結束了長期的下滑態(tài)勢,實現(xiàn)止跌回升。2023年,我國合成氨產能達到7411萬噸/年,同比增長8.6%,且預計在未來一段時間內,仍將保持一定規(guī)模的產能投放,以滿足市場不斷增長的需求。
從產業(yè)政策層面來看,2023年7月,國家發(fā)改委等多部門聯(lián)合頒布的《關于推動現(xiàn)代煤化工產業(yè)健康發(fā)展的通知》成為行業(yè)發(fā)展的重要風向標。該通知明確對煤制化工原料的擴產實施嚴格限制,這意味著在未來,煤制化工原料領域的產能擴張將面臨極大阻礙。然而,值得注意的是,煤制氣與煤制油項目并未被納入這一限制范疇,反而在政策支持下具備更廣闊的發(fā)展空間。這一政策導向的調整,旨在引導現(xiàn)代煤化工產業(yè)實現(xiàn)結構優(yōu)化與升級,推動煤制燃料產業(yè)的快速發(fā)展。
在能源安全方面,我國當前面臨著嚴峻的能源對外依存度挑戰(zhàn)。2023年,我國原油對外依存度高達72%,天然氣對外依存度也達到42%。為降低對外部能源的依賴,實現(xiàn)能源自主可控,煤炭作為我國儲量豐富且分布廣泛的基礎能源,其擴產成為必然選擇。新疆地區(qū)在我國煤炭資源版圖中占據(jù)重要地位,其探明可采儲量達190億噸,位居全國第四。此外,新疆地區(qū)煤炭開采成本優(yōu)勢顯著,露天煤礦占全國總量的22%,遠高于其9.7%的原煤產量比重。在中東部地區(qū)煤炭產量增速逐漸放緩的背景下,國家政策積極引導新疆從煤炭應急儲備基地向煤炭保供基地轉型升級。隨著這一戰(zhàn)略轉型的推進,新疆地區(qū)的煤炭產能有望持續(xù)擴大。在此宏觀背景下,現(xiàn)代煤化工作為煤炭高效消納的重要手段,未來將更多地在新疆地區(qū)落地生根,實現(xiàn)產業(yè)與資源的深度融合。
近年來,現(xiàn)代煤化工領域的大型項目取得了積極進展。2024年10月8日,國能集團哈密能源集成創(chuàng)新基地項目正式開工,該項目一期投資高達900億元。這一重大項目的啟動,不僅為現(xiàn)代煤化工產業(yè)發(fā)展注入了強大的資金與技術支持,也預示著行業(yè)將迎來新一輪的發(fā)展高潮。
隨著現(xiàn)代煤化工項目的持續(xù)擴產,相關設備需求呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長態(tài)勢。設備投資在現(xiàn)代煤化工項目總投資額中所占比重高達55%,是項目建設成本的重要組成部分。
氣化爐作為煤氣化工藝的核心設備,技術門檻極高。以年處理原煤25萬噸的氣化爐為例,進口品牌單臺造價接近1億元,而國產氣化爐憑借性價比優(yōu)勢,其價值量約為進口產品的1/3。在國內市場,粉煤氣化工藝正逐步嶄露頭角,有望占據(jù)主導地位。其中,國產航天爐在粉煤氣化工藝市場中占據(jù)超過50%的份額,但市場上仍存在GSP爐、殼牌爐等海外產品與國產設備形成競爭格局。
空分設備在現(xiàn)代煤化工項目中應用廣泛且用量較大。不同工藝對空分設備的配置需求各異,例如,10億方煤制氣、10萬噸煤制乙二醇、10萬噸煤基合成氨年產能分別對應約8.9/1.9/1.2萬Nm3/h的空分裝置配置。目前,我國空分設備國產化率已超過70%,杭氧股份在該領域一枝獨秀,其技術水平已達到全球頂尖水準,在市場競爭中占據(jù)明顯優(yōu)勢。
深冷設備主要應用于氣體的液化、分離與凈化等關鍵環(huán)節(jié)。在當前煤化工項目建設中,深冷設備市場主要由國際氣體巨頭主導,國內涉足該領域的企業(yè)寥寥無幾。深冷設備的核心部件板翅式換熱器存在翅片設計、傳熱計算等一系列復雜的技術難題,構成了較高的技術壁壘,限制了國內企業(yè)的市場拓展。
透平壓縮機作為高端風機產品,廣泛應用于大型流程工業(yè)領域。2020年,其市場空間達到105億元,主要市場參與者包括沈鼓、陜鼓等國內企業(yè)以及海外行業(yè)巨頭。在市場競爭格局中,國內外企業(yè)各展所長,共同推動行業(yè)技術進步與產品升級。
儀器儀表在現(xiàn)代煤化工項目投資額中占比約為4%,盡管占比較小,但其市場競爭格局極為分散。在高端市場領域,外資企業(yè)憑借技術與品牌優(yōu)勢占據(jù)主導地位。以控制閥為例,國內產品在高端市場的占有率較低,國產替代空間超過50%,未來國內企業(yè)在該領域面臨著巨大的發(fā)展機遇與挑戰(zhàn)。
現(xiàn)代煤化工產業(yè)正處于快速發(fā)展與深刻變革的關鍵時期。通過對煤制燃料與煤氣化制化工原料兩大板塊的深入剖析,以及對產業(yè)政策、能源安全、項目進展和設備需求等多維度因素的綜合考量,可以清晰地洞察到產業(yè)發(fā)展的脈絡與趨勢。在未來,現(xiàn)代煤化工產業(yè)將在政策引導與市場需求的雙重驅動下,不斷優(yōu)化產業(yè)結構,提升技術水平,拓展應用領域,為我國能源轉型與化工產業(yè)高質量發(fā)展貢獻重要力量。