國能探索煤炭清潔發(fā)展新高度

在環(huán)境問題持續(xù)升溫的當下，清潔能源的概念早已深入人心。此時，以煤炭、石油為代表的一次能源似乎正在逐漸被新能源替代。然而，就我國當今的能源結(jié)構(gòu)以及我國在全球煤炭市場中絕對的話語權(quán)而言，以煤炭為核心能源的局面仍將持續(xù)一段時間。

事實上，清潔的煤炭同樣可以成為清潔能源。作為碳捕捉較為合理的方式，煤化工項目正成為煤炭清潔利用的重要方向。國能石油天然氣進出口有限公司(以下簡稱：國能石油天然氣)在包頭市投資的煤制乙二醇和煤制天然氣項目就是其對煤炭清潔化利用的一次全新探索。此外，在全球?qū)η鍧嵞茉吹某掷m(xù)關(guān)注下，氫能這種清潔能源的終極形態(tài)呼之欲出。此時，國能石油天然氣聯(lián)手航天科技六院共同在包頭開發(fā)了煤制氫項目，將在氫能綜合應(yīng)用作出全新嘗試。

此外，對于企業(yè)而言，營商環(huán)境正成為企業(yè)選擇落地點的一個非常重要的考量因素。國能石油天然氣包頭項目來到包頭的九年間充分證明，選擇落地包頭是一個正確的決定。

煤炭也能成為清潔能源

近年來，環(huán)境保護已經(jīng)成為全球關(guān)注的焦點。與之相對應(yīng)的則是一場關(guān)于能源的變革。工業(yè)革命時期建立起來的以煤炭、石油為主的能源結(jié)構(gòu)正在悄然發(fā)生變化。

據(jù)國際能源署測算數(shù)據(jù)，2015~2016年，全球煤炭需求曾連續(xù)兩年呈現(xiàn)下跌趨勢。在歐洲和北美等地，煤炭正在被貼上不環(huán)保的標簽所遺忘。國際能源署預(yù)測，未來五年煤炭對全球能源結(jié)構(gòu)的貢獻將從27%下降至25%。

可見，雖然煤炭正在逐漸被替代，但是其體量仍然十分龐大，對于亞洲地區(qū)尤其如此。事實上，2000年歐洲和北美國家在全球能源需求中的比重超過40%，亞洲地區(qū)的發(fā)展中國家的比重為20%。據(jù)據(jù)國際能源署預(yù)測，到2040年時這一情況將完全逆轉(zhuǎn)。

如今的全球煤炭市場中，中國掌握了絕對的話語權(quán)。2018年中國煤炭產(chǎn)量35.46億噸，占世界煤炭總產(chǎn)量的47%。而在中國這樣一個“多煤、缺氣、少油”的國家，煤炭對于國家能源安全的戰(zhàn)略性作用同樣不可小覷。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2018年我國原油對外依存度達到70%，天然氣對外依存度同樣達到45%。

在中國煤炭工業(yè)協(xié)會會長王顯政看來，未來數(shù)年內(nèi)，煤炭在我國能源結(jié)構(gòu)中仍將扮演重要角色。“到2030年，煤炭在我國一次能源消費結(jié)構(gòu)中仍將占50%左右，主體能源的地位和作用難以改變。此外，未來5年煤炭消費仍將保持小幅增長趨勢，總量維持在40億噸左右。”王顯政說道。

既然煤炭的主體地位短時間內(nèi)難以撼動，對于煤炭行業(yè)未來的發(fā)展方向，清潔化成為行業(yè)共識。“清潔能源正是因為其環(huán)境友好性而區(qū)別于化石能源。如果煤炭可以實現(xiàn)清潔化，煤炭也可以被稱為清潔能源。”哥倫比亞大學全球能源策略中心研究員涂建軍表示。

事實上，我國早在數(shù)年前就已經(jīng)在探索煤炭清潔化利用這條道路。目前，已經(jīng)形成了比較完備的技術(shù)體系。“我國在煤化工產(chǎn)業(yè)起步已經(jīng)有20余年的時間，技術(shù)儲備期則要更早。如今在內(nèi)蒙古地區(qū)已經(jīng)形成了比較完備的煤化工體系。”一位煤化工行業(yè)業(yè)內(nèi)人士說道。

國能石油天然氣正是煤炭清潔化應(yīng)用的踐行者之一。“內(nèi)蒙古是我國煤化工重要的生產(chǎn)基地。2010年集團就來到了內(nèi)蒙古。目前，國能石油天然氣在包頭已經(jīng)投產(chǎn)19萬噸/年的液化LNG項目。在此基礎(chǔ)上，我們規(guī)劃建設(shè)了年產(chǎn)60萬噸煤制乙二醇項目(分兩期完成，一期工程設(shè)計產(chǎn)能30萬噸/年)和年產(chǎn)72萬噸煤制天然氣項目(分兩期完成，一期工程設(shè)計產(chǎn)能40萬噸/年)。”國能石油天然氣進出口有限公司總經(jīng)理助理孫天宇說道。

“目前來看，國家在內(nèi)蒙古地區(qū)大力發(fā)展煤化工項目方面已經(jīng)在經(jīng)濟性上較以前有所改觀，國能石油天然氣規(guī)劃建設(shè)的煤制乙二醇項目即符合內(nèi)蒙古自治區(qū)煤化工整體規(guī)劃的方向，也是對煤炭清潔利用的一次探索。更重要的是從國家能源儲備層面的考量。國能石油天然氣能夠擔當起這份社會責任十分難得。”包頭市政府一位負責人員說道。

觀察煤炭使用結(jié)構(gòu)不難發(fā)現(xiàn)，發(fā)電和煤化工已經(jīng)成為煤炭應(yīng)用的兩大主力。而在煤炭清潔利用方面，如何控制碳排放始終是困擾業(yè)內(nèi)專家和企業(yè)的難題之一。相對于提升燃煤發(fā)電機組的熱效率，煤化工對于碳捕捉方面具有天然的優(yōu)勢。“現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)排放二氧化碳的濃度一般超過80%，捕集成本相對較低(約為電廠捕集的1/3~1/4)。”一位煤化工行業(yè)業(yè)內(nèi)人士說道。

對于企業(yè)而言效益同樣重要。“煤化工產(chǎn)業(yè)經(jīng)過數(shù)年的發(fā)展，煤制天然氣和煤制乙二醇項目無論是在經(jīng)濟性和環(huán)保方面已經(jīng)有了比較大的發(fā)展。因此，我們選擇在這個時候上馬這兩個項目。”孫天宇說道。

“我們設(shè)計的這套生產(chǎn)裝置時充分考慮了市場因素。一期年產(chǎn)22億立方米煤制天然氣項目與一期年產(chǎn)30萬噸的煤制乙二醇項目的前端制氣過程是完全相同的。之后的過程我們通過不同的催化劑和工藝參數(shù)得到乙二醇或天然氣。通過這樣的過程就可以進行產(chǎn)能的調(diào)節(jié)。這樣就可以根據(jù)市場方向選擇產(chǎn)量，做到利潤的最大化。”孫天宇說道。

瞄準未來能源明星

在國能石油天然氣包頭項目的版圖中，氫能將成為未來發(fā)展的新亮點。早在15年前，氫能作為未來能源的終極形態(tài)就被提上日程。然而，當時由于產(chǎn)業(yè)配套等方面的限制，導(dǎo)致應(yīng)用較少。“十幾年前，國內(nèi)氫燃料電池示范車輛已經(jīng)問世，但是當時的價格非常高，技術(shù)也不成熟，最終無法推廣。”中國航天科技集團有限公司氫能工程技術(shù)研發(fā)中心副主任楊思鋒說道。

如今，15年過去了，煤炭和石油在我國能源結(jié)構(gòu)中仍將占據(jù)主要位置，但氫能由于其來源廣泛、零污染、可再生、多用途的優(yōu)點，再次進入到公眾視野。

氫能是非常優(yōu)秀的清潔可再生能源。燃燒1公斤液氫產(chǎn)生的熱量是同量汽油的3.2倍，而且沒有污染。2017年底，國際氫能委員會提出，到2050年，全球20%的二氧化碳減排要靠氫能利用來完成，18%的電力由氫能發(fā)電承擔。

我國對氫能發(fā)展的推動正在同步進行。2019年國家提出：推進充電、加氫等設(shè)施建設(shè)。氫能源首次寫入報告。事實上，在新能源汽車領(lǐng)域，氫能將成為鋰電池之后的另一個清潔能源選擇。“由于加氫方式與傳統(tǒng)燃油車幾乎相同，這樣就可以滿足長續(xù)航里程的需求，未來氫燃料電池會在長距離運輸?shù)呢涍\車輛上占據(jù)較大優(yōu)勢。”鋰電池行業(yè)業(yè)內(nèi)人士說道。據(jù)規(guī)劃，2030年中國將建1000座加氫站。

事實上，我國目前年產(chǎn)氫氣可以達到2000萬噸左右，已經(jīng)成為全球氫氣產(chǎn)量第一。在氫氣生產(chǎn)端，無論是煤制氫、可再生能源制氫還是工業(yè)副產(chǎn)品制氫，中國都有巨大的供給能力。但是，目前國內(nèi)氫氣的主要用途還停留在化工生產(chǎn)的中間環(huán)節(jié)。

“氫能綜合利用涉及到氫氣生產(chǎn)企業(yè)和液化，液氫的儲存和運輸，還有終端應(yīng)用。這其中涉及到非常多的環(huán)節(jié)，能夠?qū)⑦@些環(huán)節(jié)都打通是一個難題。”楊思鋒說道。

從我國氫能發(fā)展歷程來看，航天科技六院是目前不多的涉及到氫能全產(chǎn)業(yè)鏈的企業(yè)。“氫氧組合是目前在用液體火箭推進劑中性能最高的化學推進劑。上世紀60年代初，我們組建了航天低溫研究室，來研發(fā)液態(tài)氫氧推進劑。由于液態(tài)氫要求的溫度比較低，這在當時還是比較尖端的技術(shù)。”航天科技集團有限公司六院一零一所劉玉濤副總師說。

目前，我國航天氫氧發(fā)動機已經(jīng)發(fā)展到第三代。單臺氫氧發(fā)動機的空間推力可以達到70噸。事實上，目前氫氣在我國產(chǎn)量很大，但主要是用在化工生產(chǎn)過程，作為能源應(yīng)用很少。氫作為能源工業(yè)化規(guī)模應(yīng)用最多的還是在航天領(lǐng)域。“國家現(xiàn)在正在開始推進氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，航天領(lǐng)域在技術(shù)和產(chǎn)品方面優(yōu)勢明顯，航天在氫能應(yīng)用已經(jīng)有了40余年的歷史。我們也希望充分利用軍品領(lǐng)域形成的技術(shù)、產(chǎn)品、成果和標準在民用級氫能產(chǎn)品領(lǐng)域發(fā)力。”楊思鋒說道。

目前來看，由于國內(nèi)氫能主要用于化工生產(chǎn)的中間形態(tài)，這樣就不會涉及到儲存和運輸環(huán)節(jié)。但是，未來氫氣作為能源大規(guī)模應(yīng)用方面，儲存和運輸就成為了其中的一大難題。事實上，目前國內(nèi)、國際公認的比較好的儲運方式是將氫氣液化。這樣可以做到高效、快捷、安全的儲運。

聯(lián)合航天試水氫能

氫能雖然現(xiàn)在的前景非常廣闊，但是成本問題同樣制約著氫能的發(fā)展。目前，燃料電池使用的氫氣每公斤的價格在部分熱點地區(qū)超過80元，最高的時候甚至可以超過100元。“據(jù)我們的測算，在相同的續(xù)航里程下，使用氫燃料電池的氫氣成本是燃油車汽油成本的兩倍。這個成本還是非常高的。”劉玉濤說道。

因此，如何將氫氣的價格有效合理降低，是目前制約著氫燃料電池的一大痛點。想要降低氫能成本，原料氫的價格至關(guān)重要。

目前，工業(yè)化生產(chǎn)氫氣基本包含三種方式。化石能源制氫、可再生能源制氫和工業(yè)副產(chǎn)制氫。

事實上，化工尾氣制氫的成本是最低的。但是，因為尾氣的量比較小，這樣的制氫方式比較適合于小規(guī)模試驗階段。此外，可再生能源電解制氫的成本則是目前制氫方式中比較高的。根據(jù)我國目前的國情，煤制氫的成本幾乎是在可以保障穩(wěn)定供給的情況下最低的。目前，在我國當前的煤炭價格下，煤制氫的價格可以保持在每立方米0.8元~1.0元，與此相對應(yīng)的，天然氣制氫的價格則需要每立方米1.2元~1.8元。

“目前，我國氫氣能源發(fā)展尚處于起步階段，國能石油天然氣在建的煤化工項目規(guī)模比較大。我們就選了與國能石油天然氣合作開發(fā)氫能市場。”楊思鋒說道。

“在國能石油天然氣包頭項目中，我們的前端造氣工藝是將煤進行氣化后得到一氧化碳和氫氣。在后續(xù)工藝中，我們將二氧化碳捕捉后就可以得到氫氣。我們很看好未來氫能源的發(fā)展，因此我們和航天科技六院聯(lián)合開發(fā)了這個項目。”孫天宇說道。

“做項目還是要找準市場方向，早在九年前我們就在包頭投資了LNG(液化天然氣)項目。當時天然氣在我國能源結(jié)構(gòu)中占比還很少。正是因為我們提前布局，也讓我們在2017年的‘氣荒’出了一份力?，F(xiàn)在，國家已經(jīng)開始強調(diào)氫能綜合利用。未來，氫能作為清潔能源的終極形態(tài)將在能源結(jié)構(gòu)中承擔更重要的角色，因此我們選擇未雨綢繆，在氫能領(lǐng)域進行新的嘗試。煤化工是我們的優(yōu)勢，在煤制氫這條產(chǎn)業(yè)鏈上進行嘗試是比較穩(wěn)妥的。”孫天宇說道。

在國能石油天然氣與航天科技六院的合作中，前期將重點涉及尾氣制氫。據(jù)了解，國能石油天然氣包頭項目生產(chǎn)的尾氣中，約含有2%的氫氣。經(jīng)過分離設(shè)備分離后，將得到純凈的氫氣。“這部分尾氣原本是需要經(jīng)過環(huán)保處理后放空或者進行燃燒處理的，如果能夠利用這部分尾氣來制氫就可以做到廢物利用。這樣的成本是非常低廉的。”孫天宇說道。分離后的氫氣經(jīng)過航天科技六院的低溫技術(shù)，將氫氣轉(zhuǎn)化為液態(tài)，這樣就可以供給到周邊的加氫站。

“這是我們在氫氣源應(yīng)用方面的一次新的嘗試，之所以先選擇尾氣分離后的氫氣做液化是希望先投石問路。未來，我們還將與國能石油天然氣合作開發(fā)大型煤制氫項目。”楊思鋒說道。

據(jù)了解，尾氣制氫產(chǎn)品將于目前在建的煤制乙二醇和煤制天然氣項目一同投產(chǎn)。

此次合作對于國能石油天然氣而言同樣具有非凡的意義。“我們非常看好氫能在未來的發(fā)展趨勢，與航天科技六院合作來探索未來氫能綜合利用項目無論是對企業(yè)雙方還是中國氫能產(chǎn)業(yè)而言都是一個好消息。航天科技六院在氫能領(lǐng)域長達40余年的技術(shù)積累讓他們在踏入氫能賽場之時就已經(jīng)搶占了先機。”孫天宇說道，“此外，在煤化工項目中，首先都需要將煤氣化后得到一氧化碳和氫氣，然后根據(jù)不同的工藝來生產(chǎn)不同的產(chǎn)品。目前我們的產(chǎn)品包括乙二醇和天然氣，未來，加入氫能將進一步豐富我們的產(chǎn)品線。多產(chǎn)品同樣有利于我們根據(jù)市場需求去調(diào)整生產(chǎn)計劃，從而讓企業(yè)獲得更多的效益。”

政企聯(lián)合優(yōu)化營商環(huán)境

對于企業(yè)而言，好的項目同樣需要有好的土壤去培育。事實上，任何項目的落地都離不開當?shù)卣闹С?。大型項目的落地對于當?shù)卣詿o論是經(jīng)濟效益還是社會效益，都將起到巨大的促進作用。在大型項目的落地過程中，企業(yè)與政府通力合作才能全面下好這盤棋。

2018年11月，國家領(lǐng)導(dǎo)人在民營企業(yè)座談會上發(fā)表重要講話。在改革開放走過40年的發(fā)展歷程后，我國經(jīng)濟建設(shè)取得了突破性的成果。其中，無論是公有制經(jīng)濟還是非公有制經(jīng)濟，都為我國經(jīng)濟發(fā)展作出了突出貢獻。

截至2017年底，我國民營企業(yè)數(shù)量超過2700萬家，個體工商戶超過6500萬戶，注冊資本超過165萬億元。

事實上，回顧我國改革開放四十年的發(fā)展歷程，非公有制經(jīng)濟一路走來遇到了很多困難。有的民營企業(yè)家形容為遇到了“三座大山”：市場的冰山、融資的高山、轉(zhuǎn)型的火山。

但是，隨著我國改革開放進程的持續(xù)深入，這樣的局面正在逐漸好轉(zhuǎn)。目前我國從重視增長規(guī)模與速度的粗放式發(fā)展方式，進入高質(zhì)量發(fā)展階段，營商環(huán)境的改善以及最終建設(shè)現(xiàn)代化經(jīng)濟體系將成為大趨勢。正如國家領(lǐng)導(dǎo)人所言，民營經(jīng)濟在我國經(jīng)濟建設(shè)中扮演了重要的角色。

3月5日，國家領(lǐng)導(dǎo)人指出，要下大氣力優(yōu)化民營經(jīng)濟發(fā)展環(huán)境。目前，我國各級政府都將為企業(yè)營造良好的營商環(huán)境視為頭等大事。其中包括減輕企業(yè)稅費負擔，解決民營企業(yè)融資難融資貴問題，營造公平競爭環(huán)境，完善政策執(zhí)行方式，構(gòu)建新型政商關(guān)系，保護企業(yè)家人身和財產(chǎn)安全。這些政策舉措將為民營企業(yè)進一步大幅改善和提升營商環(huán)境。

對于國能石油天然氣而言，包頭可謂是他們的一塊福地。“國能石油天然氣來到包頭已經(jīng)九年了，當初選擇來到包頭一方面是考慮到包頭市的配套比較完備。更重要的是包頭市在煤化工產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略性地位以及完備的頂層設(shè)計和前瞻性，讓我們能夠踏踏實實扎根當?shù)?，把企業(yè)辦好。”孫天宇說道。

落地包頭后，國能石油天然氣則真切地感受到了當?shù)亓己玫臓I商環(huán)境為企業(yè)帶來的推動力。

“從包頭市目前的規(guī)劃來看，我們已經(jīng)是包頭市在建最大的煤制乙二醇項目。當?shù)卣浅Ｖ匾曔@個項目。”孫天宇說道。事實上，面對如此大型的煤化工項目，審批流程是十分繁瑣的。煤制乙二醇項目需要立項審批，這需要從市委轉(zhuǎn)到自治區(qū)，還需要省、市一級的相關(guān)部門核準才能最終得到批復(fù)。“這樣的審批流程往往需要較長的時間。當?shù)卣谶@方面給予了我們很大的支持。很短的時間內(nèi)我們就拿到了批復(fù)。”孫天宇說道。

事實上，在國家一盤棋的戰(zhàn)略思路下，各省市都有著明確的產(chǎn)業(yè)布局和分工。對于內(nèi)蒙古自治區(qū)而言，煤化工產(chǎn)業(yè)已經(jīng)初具規(guī)模。

“從全國能源格局來看，目前煤炭探明儲量約1.5萬億噸，內(nèi)蒙古地區(qū)就占有1萬億噸。在內(nèi)蒙古發(fā)展煤化工恰如其分。包頭市在煤化工產(chǎn)業(yè)方面布局了兩個區(qū)域，一個是以神華煤制烯烴項目為依托的高分子材料轉(zhuǎn)化區(qū)，另一個就是以國能石油天然氣為代表的煤制天然氣轉(zhuǎn)化區(qū)。”包頭市政府一位負責人員說道。

承接大規(guī)模煤化工產(chǎn)業(yè)讓當?shù)卣饾u了解到企業(yè)的訴求。針對審批環(huán)節(jié)進行了優(yōu)化。在包頭市的整體布局中，國能石油天然氣包頭項目占據(jù)了比較高的定位。“國能石油天然氣所處的包頭市土右旗深處‘呼包鄂’經(jīng)濟圈的腹地，具備天然的地理優(yōu)勢。此外，依托包頭市煤化工產(chǎn)業(yè)的整體規(guī)劃，國能石油天然氣煤制天然氣項目入選了《煤炭深加工產(chǎn)業(yè)示范‘十三五’規(guī)劃》中九個煤制天然氣儲備項目之一。”包頭市政府一位負責人員說道。