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榆林兰炭产业现状及未来发展思路

日期: 2019-03-31
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榆林是国家规划的亿吨级煤炭生产基地和现代煤化工基地之一。榆林企业将煤在中低温条件下热解生成兰炭、煤焦油和煤气,实现了对煤的分级分质高效利用,能源转化效率高达83%,远高于煤制油、煤制气、煤发电等行业。榆林已将兰炭产业打造成为当地的支柱产业之一。随着国家对煤炭分级分质利用及清洁绿色利用要求的凸显,治霾措施不断跟进,以兰炭为代表的低阶煤热解高效绿色利用,正日益显示着强劲生命力,兰炭有望成为榆林区域煤化工的龙头,引领国家煤炭清洁高效利用模式。

一、兰炭产业现状

我国兰炭产业肇始于榆林神木,从最初土法烧制、小型机械化生产到60万吨以上规模化生产,历经数次升级改造。2008年工信部将兰炭(半焦)纳入《焦化行业准入条件(2008年修订)》;2010年质监总局与国标委联合发布兰炭国家标准;2012年国家商标总局颁发了“神木兰炭”地理标志证明商标;特别是2016年以来,国家发改委、环保部以及国务院办公厅等将兰炭确定为洁净煤予以发展和推广。这是兰炭发展历史中几个极为重要的节点,兰炭发展趋势、优势越来越凸显。

截止2017年,榆林已建成兰炭产能5153万吨,实际年生产兰炭3143万吨,榆林市工业总产值4234.64亿元,其中兰炭产业总产值约400亿元(其中神木约265亿)。兰炭产品主要销往内蒙、宁夏、青海、山西等周边地区、京津冀鲁豫苏等地,以及我国东北、西南等地,部分出口日本、韩国、印尼、印度、马来西亚、斯里兰卡等国,作炭质还原剂、高炉喷吹、锅炉气化、民用散烧等。兰炭副产品煤气和煤焦油全部综合利用,其中干馏煤气目前主要用于发电、煅烧金属镁和白灰,以及合成氨、制氢等,煤焦油目前主要采用加氢技术加工柴油馏分和石脑油组分。榆林地区2017年就地转化原煤5185万吨,兰炭产业已成为榆林最大的煤化工产业。如果按照榆林年产3.8亿吨原煤规划,全部热解分质利用,将产兰炭2.3亿吨,煤焦油2300万吨,煤气2300亿方,油品相当于2个延长石油(产量约1200万吨/年),煤气量是陕京4条输气管线年输气量(553亿方)的4倍。榆林将是国家最大的油品、燃气基地,成为名副其实的能源核心区。与此同时,带动兰炭产业、附加高端现代煤化工配套产业,将成为世界煤化工的巨无霸。

二、目前存在的问题

1、产品质量不稳定。生产企业缺乏配煤标准和干馏操作标准,造成产品质量不稳定,影响大工业生产应用。另外,氨水熄焦导致产品有异味(神木2017年完成熄焦改造,产品清洁度显著提升),严重影响兰炭“洁净煤”的声誉。

2、生产过程不环保。生产装置多为非标产品,设施设备精细化水平差,焦油、煤气等跑冒滴漏严重。熄焦采用氨水浸润式,VOC直排,刺激性异味挥发散逸。烘干环节对空裸露(神木市企业已经完成密闭改造),煤气燃烧排空,形成大气污染。原煤、兰炭储存多采用挡墙围栏,扬尘严重。

3、市场营销缺乏。兰炭企业习惯上门买卖,鲜有市场推广行为。除了相对稳定的铁合金、电石市场外,近年来新开拓了炼铁和民用清洁燃料市场,但受制于宣传营销不到位、国家消减煤炭使用及煤改电、煤改气等影响,市场不稳定。

4、原料限制大。目前兰炭炉只能使用30mm-80mm块煤,在煤矿综采情况下,块煤只有25%,导致原料煤来源有限,加之兰炭批复建设产能远超块煤供给,形成产能相对过剩,使得原料块煤价格较高,兰炭企业经营利润低。

5、企业准入风险大。目前榆林地区炭化炉多为5万吨、7.5万吨,企业总规模60万吨,距国家准入条件(单炉10万吨、企业单套规模100万吨)的标准较远(工信部2014年《焦化行业准入条件--兰炭》)。国家能源局2016年《能源技术革命创新行动计划》中,煤热解鼓励单套装置年处理原煤百万吨。未来企业准入政策风险较大。

6、产业链层次低。煤焦油、煤气中丰富的氢气、甲烷、一氧化碳等多直接燃烧发电,优质资源被浪费,煤焦油则简单加工成柴汽油,利用水平低。兰炭下游产业链开发也不足,多为燃烧,其固定碳高、比电阻高、反应活性高、比表面积大等优势未发挥,影响了产业链整体价值,距离高端、低碳、绿色的要求较远。

7、科研投入少。兰炭企业多为民营企业,规模小,科技研发投入普遍较低,而煤热解、兰炭是新兴产业,国家及科研院所研究也普遍不足,造成技术进步缓慢,相关配套装备产业发展水平也较低。如粉煤热解,除尘问题一直都难以突破,制约了产业发展。同时,各试验项目固守自我专利,秘不示人,不能通力合作,攻克难关。

8、产业政策缺失。国家层面的热解及兰炭政策设计较为宏观,而基层缺乏可操作的政策机制与之配套,产业发展处于草根自发状态,缺乏顶层设计,缺少科学规划引领。

三、发展机遇

1.政策机遇。2015年以来,国家对煤炭开发利用出台了系列政策,《煤炭清洁高效利用行动计划(2015-2020年)》、《国家“十三五”规划纲要》、《国家能源技术革命创新行动计划(2016-2030年)》、《煤炭工业十三五规划》、《煤炭深加工产业示范十三五规划》等文件,越来越重视煤热解产业。最近,十几位煤炭、化工、装备制造院士,组建了国家低阶煤热解分质利用战略规划研究小组,主要设想,从丰富的低阶煤提取油气,保障国家能源安全,同时助推雾霾治理。从提倡到规划,到具体项目实施,以兰炭为代表的低阶煤热解分质利用,产业定位越来越高,从高效利用到绿色利用,从治理雾霾到未来国家能源安全战略。兰炭工艺技术代表了未来煤炭能源的发展趋势。

2.市场机遇。近几年,通过我们不断努力,兰炭以清洁燃料的身份在民用领域被公认,国家环保部、国家发展改革委等均将兰炭确定为洁净煤予以推广。去年9月1日,国务院办公厅专门召开发布会,明确提出:煤改电、煤改气是国家长期战略,一定要落到实处,但眼下考虑到电的供应不足,气的成本过高,允许大家改用可替代的清洁原燃料,如:兰炭、无烟煤、焦炭等。临近年末,国家几部委,河北、山东紧急叫停“一刀切煤改电气”。兰炭,作为洁净煤具有很大的市场前景。即使未来国家全面实施煤改电,煤改气,可以用兰炭来发电,用兰炭煤气去替代天然气,兰炭产业仍具有充分的发展空间和较长的产业生命周期。

3.技术机遇。兰炭装置大型化、智能化、清洁化技术、污水处理技术、富氧干馏技术、面煤干馏技术、粉煤冷压成型干馏技术、兰炭气化技术、兰炭尾气制氢技术及兰炭末制型煤技术在不断成熟,龙成回转窑、三瑞回转窑、国富炉、航天炉、中科院快速热载体热解等等工艺装备,离成熟仅仅一步之遥,惟剩除尘问题正在突破。可以说,兰炭工艺技术一旦突破,这一产业将会呈现井喷式发展。此外,国家将煤热解作为能源安全战略对待,必然会带动大批科研人才、资金力量、工程企业参与到工艺研发和项目示范中来,催生成熟工艺装备。

四、今后的工作思路

结合国家能源安全战略、煤炭绿色高效利用、低阶煤热解产业等政策要求,结合榆林兰炭发展实际,坚持问题导向、坚持统筹当前和长远。主要发展理念是:以供给侧改革和高质量发展为统领,坚持产品市场开发建设为基础,夯实产业市场驱动力;坚持工艺技术创新进步为核心,增强产业进步内生力;坚持为煤热解+高端化工为引领,注入产业发展牵引力,榆林全面实现用煤先取油气,把榆林建成国家煤炭分质绿色利用示范基地,世界一流高端煤炭能源化工基地。今后我们将着重做好以下几方面工作:

(一)市场开发建设。

1.内强素质。持续保障和改善兰炭产品质量,打造洁净煤驰名品牌。一要全面实施蒸汽熄焦或者干熄兰炭技术,减少和控制异味,并进一步配套兰炭废水处理,坚决保证产品清洁无污染。二要联合企业和科研单位建立企业生产配煤、干馏操作标准规范,实施统一标准生产,统一价格销售,增强市场竞争力。三要提升企业市场营销能力,并逐步树立和打造神木、榆林兰炭品牌。

2.外树形象。继续加强市场拓展,促进需求。一是巩固提升铁合金、电石等传统市场,联合科研单位、消费用户,开展兰炭指标变化对电石、铁合金质量效益的影响研究,建立科学的兰炭定价基础理论模型,促进市场营销。二是进一步扩大民用散烧市场,建设神木、榆林民用散烧示范区,为市场拓展提供样板模型。三是拓展兰炭中小锅炉应用,未来乡村振兴,相对规模化供热即将开始,要未雨绸缪,推广兰炭中小锅炉应用,着力解决锅炉与兰炭匹配效率问题。四是重点推动兰炭作为洁净气化燃料在陶瓷、玻璃、钢铁等工业领域的应用。五是要有针对性开展市场建设,加强与各地政府部门单位之间对接,加强与各企业协会、学会和科研机构合作,组织兰炭应用技术研讨会、产品订货会、市场推荐会等,多形式发展市场,引领发展。

3.打通产销链。开展兰炭物流建设,发展兰炭集装箱铁运,促进公路物流运输,改善和提升民用散烧配送模式。发展兰炭电子商务,实施兰炭“+”互联网,推动兰炭现货电子交易平台建设发展,推进兰炭期货产品建设,全方位构建产品市场。

(二)推进技术进步。

1.支持大型粉煤热解项目试验示范建设。给予风险投资扶持。加快国富炉热解、浙大双循环流化床热解、中科院固体热载体热解,以及西安三瑞、陕煤天元、榆林龙成回转窑热解试验示范,占领煤热解发展高地。未来,榆林要成为国内、国际兰炭产品、技术专利、成套装备的输出基地。

2.开展小粒煤(3-30mm)热解大型化试验示范。加快推进示范项目研发、推广,率先展开工艺升级。榆林煤化工促进中心、神木三江煤化工研究所3毫米以上粉煤热解大型化(单炉20万吨兰炭/年)清洁生产试验示范项目年内必须建成投运,取得示范效应。预期3-30mm兰炭工艺推广,可实现榆林兰炭产业投资再翻番,即兰炭仅据此项技术推广,产值可达到千亿。

3.开展块煤热解装置大型化试验示范。国家鼓励年处理原煤100万吨煤热解装备,现有块煤热解装置必须升级换代,向政策靠拢。同时,要着力解决兰炭生产装煤烟尘散逸、熄焦无组织排放、设备摄氏油气跑冒滴漏、原料产品扬尘、生产操作智能化水平差,以及生产废水高效处理等问题。特别支持神木三江煤化工研究所与神木江泰煤化工公司开展的块煤兰炭单炉30万吨以上/年的环保节能高效装备的开发示范。计划5年左右时间,现有兰炭工艺装备全部淘汰,建设成为单炉规模为20--30万吨兰炭/年,年处理原煤达到50万吨以上。单户企业生产规模在200万吨以上。初步升级为较大型高端煤热解项目,并配套先进下游产业项目。

4.煤热解配套高端煤化工产业。加强热解煤气、煤焦油、兰炭深加工项目开发,着力推进兰炭煤气制氢、甲醇、LNG、乙二醇等项目发展;特别是兰炭煤气制氢是国内最具成本优势的氢产业,可以抓住国家推广新能源相关政策支持,榆林完全可成为全国的“氢谷”。同时,开展煤焦油制航空燃料油、芳烃等,发展高端化工产品。还要抓住东部工业用天然气紧缺机遇,借助目前开展的兰炭粉气化制甲醇,兰炭气化用于轧钢、玻璃、陶瓷等示范项目,大力推进兰炭气化合成气产业的开发、设计与推广。

5.逐步建立兰炭项目建设标准规范,并申请国家标准,引领行业发展。鼓励企业生产实践操作技术创新,培养“工匠”型产业工人。建设兰炭产业研究院(中心),组建兰炭行业发展专家委员会,聚集国内外专家技术团队,汇集智慧力量,推动技术进步。

 

(三)政策支持引导。

1.规划区域产业发展方案。站在全球资源及能源配置高度,规划煤热解及配套产业,突出绿色发展、高质量发展理念,建设世界一流煤化工基地。近期,要推动榆林兰炭二次上大关小,彻底解决现有产业环保、能效、安全问题。

2.申报榆林为“国家煤热解综合利用示范区”,争取制定配套政策的机会,争取国家重大项目资金扶持。近期,一是要继续向国家争取煤焦油加工不征收成品油消费税等。二是要争取省政府支持榆林兰炭二次上大关小,给予产能规划、环境容量、土地占用、技术改造和科技创新资金等调整支持。

3.榆林、神木地方政府设立兰炭产业发展基金。开展产业基础研究规划、工艺技术研发、项目风险投资孵化、产品市场营销建设、人才培训引进等。  

4.确定专人负责服务协调。政府成立专门领导小组,确定专人服务产业。可借鉴省委省政府打造“陕北能源化工基地建设”的案例。建立工作计划、责任清单、调度考核等工作机制,确保各项工作快速有序推进。

5.充分发挥榆林煤化工促进中心的作用,在人力、资金等方面给予倾斜支持,做好项目技术开发、示范工程等风险投资引领。

 

 

贾建军 神木市兰炭产业服务中心

2018年4月9日


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