升级中的榆林兰炭
兰炭又称半焦、焦粉，是以神府煤田盛产的优质侏罗纪不粘煤和弱粘煤为原料，采用中低温干馏工艺生产的一种高固定碳含量的碳素材料，因其只有原煤污染物含量的10%到20%，特别是硫仅为原煤的10%，而具有良好的环保属性。兰炭工艺也是成本最低的煤转化路径，与煤液化相比，属于部分气化，不需要催化、加氢、加压等，投资小，成本低，资源利用效率高。由于兰炭固定炭高、比电阻高、化学活性高、低硫、低磷等特性，逐步取代冶金焦，广泛运用于化工、冶金、造气等行业。我市兰炭产业发展大致经历了土法炼焦、机制兰炭和规模生产三个时期。
八十年代中后期，榆林煤炭企业为摆脱当时原煤市场低迷、外运困难的局面，开始尝试土法炼焦，即将大量块煤平地堆积，用明火点燃，待烧透后用水熄灭而制成兰炭，为电石、铁合金、硅铁等载能行业提供还原剂。这种简单的转化不仅缓解了当时煤炭滞销的局面，也具有“短平快”的特点，在神府地区迅速掀起了“全民炼焦”的风潮。土法炼焦是当时特殊条件下的产物，对兰炭产业的起步进行了最早的实践探索。但由于工艺简单、落后，产品质量不稳定，大量副产的煤气和煤焦油随意排放，造成了严重的资源浪费和环境污染，此时的兰炭产业还处于自发和混乱的状态。
进入九十年代，随着兰炭市场迅速扩大，1.5万吨、3万吨的小型直立式炭化炉相继推广使用，“机制兰炭”在榆林得到了快速发展。到2006年，全市兰炭生产企业达到294家，生产规模达到2004万吨，从业人员超过1.2万人。但由于规模较小、工艺落后和布局分散，当时的兰炭生产仍然具有高能耗、高污染的特征，被列为“五小企业”，面临全行业被淘汰的困境。
从2007年开始，我市按照“上大关小、等量置换”的思路，制定了《榆林市兰炭产业结构调整意见及发展规划》，颁布了《榆林市兰炭产业准入技术条件(暂行)》，全部关闭了分散建设、总规模达不到60万吨的271户小兰炭企业，规划建设了17个兰炭工业集中区和5个兰炭集中生产点，全面推广使用神木三江公司SJ-Ⅲ型、陕西冶金设计院SH2007型为主的单炉7.5万吨、10万吨中低温干馏直立方炉，实现了规模化生产、煤气和煤焦油全部综合利用。特别是经过不懈努力，2008年工信部将兰炭(半焦)纳入《焦化行业准入条件（2008年修订）》，标志着兰炭正式获得了国家层面认可，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，兰炭产业由濒临淘汰到国家认可，实现了华丽转身。随着大批新工艺、新技术加快研发推广，以及陕煤化、大唐、神华等一批大型国企纷纷涉足兰炭产业，兰炭产业正在成为煤化工的新热点，做大做强兰炭产业已形成广泛共识。
经过20多年的发展，兰炭产业已成为我省最大的煤化工产业，建成国内规模最大、技术领先的煤炭热解产业集群，特别是采用自主研发的中低温煤焦油轻质化技术生产柴油馏分、稳定轻烃组分和加氢尾油等煤焦油轻质化产品已实现工业化，被誉为“榆林版煤制油”，走出了一条不同于煤液化、煤气化的新型煤化工路线，实现了煤炭分级分质梯级高效利用。我市兰炭作为“治霾利器”已大步进军京津冀地区，被饱受雾霾困扰的北京市列为优质燃煤替代品种，并成为北京市2014年减煤换煤清洁空气行动优质燃煤替代现场会的主角。总的来看，具有以下显著特征：
一是兰炭产业已成为我市支柱型煤化工产业。我市兰炭企业主要分布在榆阳、神木、府谷3县区，并且3县区都建立了自己的兰炭工业集中区，其中神木8个，府谷8个，榆阳2个，涉兰企业数达到131户，年总产能达到5967万吨，围绕兰炭生产、加工、转化、运输、销售、科研等环节的从业人员超过3万人，兰炭产业已成为榆林工业经济发展的重要组成部分。特别是神木、府谷两县，兰炭及下游产业已成为县域经济的主要支撑。以神木为例，今年1-8月份，神木县大型兰炭及相关配套企业共计生产兰炭1030.21万吨，同比上升10.98%，产值72.81亿元，同比上升3.93%。可以说，兰炭产业已成为目前我市转化原煤最多、产值规模最大的煤化工产业。
二是兰炭产业已形成相对完整循环经济链。兰炭在榆林能源化工中处于承上启下的核心地位，目前全市大型兰炭生产企业，基本都配套了硅铁、电石、金属镁、发电、免烧砖等生产线，形成了以兰炭为主体、关联度高、循环链接的产业体系。兰炭用于生产硅铁和电石，硅铁用作生产金属镁的还原剂，荒煤气用于冶炼金属镁或发电，镁渣等工业废料全部回收利用，生产免烧砖、水泥等建筑材料。利用兰炭优质的还原性以及热解过程产生尾气和煤焦油，目前榆林已形成电石、铁合金、化肥、清洁燃料油、金属镁等兰炭下游产业集群，兰炭产业已经成为上接煤炭开采，下连载能、化工、冶金，拉动物流、加工制造，广泛影响建材、服务等行业的支柱产业和关键环节。
三是兰炭产业已进入绿色清洁生产的新阶段。目前我市兰炭企业均实行了储焦、储煤场、备煤等生产区分割设置并增设防风抑尘网，清水或煤气熄焦，水封闭循环，干馏煤气全部综合利用，告别了氨水外排、煤气点灯的状况，环境污染得到了有效控制。国内外大量治污新技术和清洁生产新工艺也在兰炭生产中不断得到应用和创新,例如我市兰炭干熄焦与余热利用技术已取得新突破，既实现了余热的高效利用，大大减少水资源消耗，节约大量烘干兰炭所使用的煤气，避免了兰炭激冷产生破碎问题，又有效降低了粉焦量，提高了兰炭品质，降低了兰炭含水率。同时，可直接进入下游使用领域，有助于产品销售，并利用余热产生大量的蒸汽增加收益。可以说，我市兰炭产业已经走出高能耗、高污染、低产出的初级阶段，开始进入清洁生产、循环利用的新阶段。
四是兰炭产业生产工艺技术得到极大提升。我市新型兰炭项目摒弃了原有兰炭小规模的生产工艺技术，基本都升级为年产60万吨以上规模，其生产装置为自动化控制，现代化程度高，规模效益突出。实现了工艺节能化，新型兰炭生产装置大幅降低了能耗，提高了资源利用效率，生产1吨兰炭煤耗由原来的1.8到2吨原煤，降低到1.6吨原煤，煤焦油、煤气等产量和质量都明显提升。目前神木天元化工有限公司与华陆工程科技有限公司联合，采用回转炉干燥与回转炉热解串联技术，攻克了煤低温热解领域粉煤洁净化分质利用关键性技术，并通过陕西省科技厅组织的科技成果鉴定，鉴定结果为：“低阶粉煤回转热解制取无烟煤工艺技术”已达到国际先进水平。
我市兰炭产业面临的困难和挑战
虽然具有独特的优势和坚实的基础，发展前景广阔，但我市兰炭产业目前仍处在装备简单化、工艺低端化、市场单一化的发展阶段，还面临一系列内外部的新挑战，主要表现在以下几个方面：
一是政策制约，煤焦油加氢消费税减免问题亟需进一步解决。目前我市油品消费税已经突破1300元/吨，如全部征收，煤焦油加氢项目将陷入全线亏损，对煤焦油加工及兰炭产业都将产生巨大的负面影响，迫切需要国家给予减免消费税的政策扶持。传统汽油、柴油、石脑油消费税征收依据和对象是以石油基为原料生产的汽柴油、石脑油，而将此纳税标准套在新兴的、以煤为原料生产的柴油和石脑油上不合理。2014年11月至2015年初，财政部、国家税务总局先后3次上调油品消费税，其中，柴油消费税由0.8元/升提高至1.2元/升，提高50%；石脑油消费税由1元/升提高至1.52元/升，提高52%。加之目前国际、国内油价呈现持续下跌趋势，致使企业利润空间锐减。企业的燃油消费税等税费负担很重，基本消耗了项目的大部分利润，在示范阶段、生产成本较高的情况下，企业无法承受如此高的税负，将直接影响产业化发展的步伐。
二是产能过剩，市场空间亟需进一步拓展。我市兰炭超过60%作为铁合金焦用于生产硅铁、电石，少量用于化肥生产的原料、高炉喷吹用料及民用清洁燃料，由于产品单一，产能过剩，现有市场很难消化已建成产能。2014年全市兰炭产量2629.7万吨，已占到市场容量的60%以上，占销售半径内市场份额的90%以上。今年以来，电石、铁合金产量增速大幅回落、市场价格大幅下跌，兰炭大量积压，整合企业未见盈利、已现危机。同时，新一轮整合提升后，我市民营规模以上兰炭及配套兰炭生产企业建成产能仍有六千万吨左右，传统市场，电石、铁合金市场已近饱和，新的钢铁、民用等潜在市场尚未完全拓开，产能过剩，市场需求不足，已经严重影响到行业的生存和发展。
三是原料限制，工艺技术亟需进一步攻关。我市现有传统兰炭工艺对原煤粒度要求较高，且提油比例低、煤气可利用价值低，环保装备水平低，形成的产业链以生产低端原料产品为主，高附加值产品缺少，抵抗风险能力较弱。SJ-Ⅲ型干馏炉是目前我市兰炭生产主力炉型，占到近80%，由于炉型自身技术特点，原料必须采用30-80mm块煤。而随着煤矿整合、机械化综采水平不断提高，我市煤矿综采面煤占总产量70%以上，块煤产率只有25%左右，块煤供应持续紧张，导致兰炭产业原料短缺的问题愈加凸显，面煤制兰炭的技术研发显得尤其紧迫。目前我市已进行了富油“大工法”、锦丰源“中科法”、金隅“成型干馏法”三类面煤干馏实验，代表了国内最先进的工艺路线，但因具体工程技术存在缺陷，均遇到了程度不等的困难，工艺技术亟需进一步攻关。
四是企业运营困难，产业水平亟需进一步提升。当前我市兰炭均价仅为400元/吨（含税），价格下降幅度大，兰炭企业整体效益下滑，大多处于微利或亏损运营状态。同时，企业出现大量垫资销售，应收账款不断增加，导致流动资金严重不足。企业负债率整体来看处于合理区间，但银行贷款难度大，民间借贷几乎全面停滞，再融资非常困难。同时，经过上一轮结构调整，我市兰炭产业实现了园区化布局、集群化生产和循环利用，但目前的产业布局更多的还停留在企业空间上的聚集，即“企业集群”而非“产业集群”，尚未在园区内形成相对完整的循环产业链。焦炉煤气利用也停留在简单的燃料利用上，未能向下游深处延伸，产业链较短，附加值较低，综合效益不高，尚未步入“以焦立足、以化发展”的良性发展轨道，由此导致兰炭能耗水平和污染物排放居高不下，面临着节能减排的巨大压力。
对我市兰炭产业发展的几点建议
推动兰炭产业持续健康发展，必须要创新驱动，科技引领，坚定不移地促进产业转型升级，使兰炭行业走上循环经济和清洁生产的良性轨道。
一、创新发展理念，推动兰炭产业做强做大。
对兰炭产业的发展，我们必须有一个清醒的认识：一是兰炭产业不是暴利行业，也不能再看作是初级和简单的煤炭加工行业，应将兰炭产业作为一个精细煤化工产业看待，从技术装备水平、目标市场定位、产业链延伸以及企业管理上深入研究，做到清洁化生产、精细化运营，产品差异化发展。二是坚持“在保护中发展，在发展中保护”的原则，严格总量控制，争取专门准入标准，严格控制兰炭新增产能，支持现有企业加快准入。环保部门暂停审批兰炭和涉兰炭项目，对手续不全或未开工的项目一律暂停建设，以环评倒逼机制推动、培育和优化产业布局和污染治理技术水平，做大做强榆林兰炭产业。
二、积极向上争取，做好产业关键环节政策支持。
兰炭进入国家产业目录的时间较短，很多标准政策沿袭焦炭产业，不能完全符合新形势的变化，我市作为兰炭产业的排头兵和先行者：一是继续向省上争取出台支持兰炭产业发展的一揽子政策措施，包括：继续沿用去年下半年实施的高速公路通行费减半政策；将现有直立炉升级改造、行业准入和焦炉煤气全循环制LNG等列入全省科技推广专项予以支持；优先布局以兰炭为主要燃料的电厂项目；兰炭用于关中地区减霾的支持政策等。二是积极争取免征中低温煤焦油轻质化产品消费税。煤焦油轻质化技术是我市能化企业经过多年艰苦探索，研究开发出的独具特色、拥有完全自主知识产权、居于国内外领先水平的煤焦油精深加工新技术。不同于石油炼化和煤制油，是国家鼓励发展的技术，与煤炭中低温热解产业一道构建了煤炭分质利用、梯级转化技术体系，最大限度地延伸了煤炭转化的产业链条，完全符合国家产业政策和相关规划，对国家煤炭产业转型升级具有重要意义，极具推广价值。
三、加强技术创新，突破仅剩“最后一公里”。
我市兰炭生产技术是在自主研发的基础上发展起来的，近年来市内众多企业先后开展了多项试验示范，投入大量资金，但由于基础研究薄弱，效果不够理想，有的企业甚至由此陷入困境。一是依托国家煤炭分质利用重点实验室，在加强研发的基础上进一步整合与集成，加大对相关科研院所和煤化工企业的支持，组织专家队伍，重点在煤焦油加氢工艺、煤制燃料油、煤炭分质多联产、粉焦发电、高炉喷吹、干法熄焦、粉煤造气、兰炭配煤、兰炭标准化制定等九个方面加大研发力度，解决目前存在的共性技术难题，尽快实现技术升级。二是加快研究清洁生产新工艺、新设备力度，推进荒煤气脱硫、尾气脱氮、废水处理、荒煤气回收利用的技术攻关，加大对煤干馏技术及装置系统优化，提升整体技术水平，强化污染治理设施建设。三是进一步支持兰炭中试基地建设，加快引进成熟的大型煤炭热解示范装置，优先审批、优先供地，并给予一定的财政补贴和配置煤炭资源及水资源等优惠政策，推动大型煤炭热解多联产项目率先落地我市，占领国内中低温热解产业制高点。四是抓好粉煤干馏工业化示范项目，确保府谷三联粉煤外热式低温干馏、神木天元回转炉粉煤干馏和陕煤化集团胜帮粉煤干馏、国富炉两套粉煤干馏工业化示范装置按期建成投运，力争取得预期成果。
四、加大营销力度，全力开拓兰炭应用市场。
兰炭产业要实现规模化、集约化、可持续发展，除了先进的工艺流程和过硬的产品质量，离不开完善的市场体系支撑。一是加强对“神木兰炭”金品牌的推介力度，全力拓展民用清洁燃料市场，利用国家治理雾霾的有利机遇，主动出击，全力拓展省内特别是关中及京津冀和蒙东草原地区民用清洁燃料市场，市内冬季燃煤补贴时，优先推广使用兰炭替代无烟煤。二是推动新兴市场拓展，积极探索电子交易、期货交易等现代贸易发展机制，创新产业发展模式。三是引导煤炭企业与兰炭企业一对一或者多对一结对帮扶，建立兰炭客户系统，实现产销无缝对接。四是加快企业整合与重组，形成集团式发展，提升产业的市场竞争力，打造独具特色的陕北兰炭经济。五是挖掘兰炭产业潜在用途，创新产业链，谋划兰炭下游产业建设，重点以煤焦油收益最大化为导向，以煤热解干馏，兰炭气化、煤焦油加氢、煤焦油分离为基础，煤分质分级转化、综合利用煤基多联产项目为重点，推进兰炭产业二次跨越。