在全球應(yīng)對(duì)氣候變化、積極推進(jìn)綠色轉(zhuǎn)型的大趨勢(shì)下，中國(guó)“雙碳”目標(biāo)的提出，為能源化工領(lǐng)域指明了變革方向。作為我國(guó)能源體系的重要支柱，煤化工行業(yè)正站在轉(zhuǎn)型發(fā)展的關(guān)鍵十字路口，如何突破高能耗、高排放的發(fā)展瓶頸，實(shí)現(xiàn)綠色低碳的華麗轉(zhuǎn)身，成為行業(yè)上下關(guān)注的焦點(diǎn)。煤化工與新能源的深度耦合，無(wú)疑為行業(yè)發(fā)展開辟了新路徑。為此，本刊對(duì)話中國(guó)中煤能源集團(tuán)有限公司煤化工事業(yè)部副總監(jiān)張飛，就煤化工行業(yè)的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)，煤化工與新能源深度耦合技術(shù)路徑及未來(lái)發(fā)展方向等問題展開深入探討，探尋邁向零碳化工新時(shí)代的可行之道。

　　*本文刊登于《中國(guó)石油和化工》雜志5月刊*

張飛
中國(guó)中煤能源集團(tuán)有限公司
煤化工事業(yè)部副總監(jiān)

　　煤化工行業(yè)面臨的形勢(shì)與政策機(jī)遇

　　中國(guó)石油和化工：在“雙碳”目標(biāo)的大背景下，中國(guó)能源產(chǎn)業(yè)正在經(jīng)歷深刻變革。您如何看待當(dāng)前煤化工行業(yè)在“雙碳”目標(biāo)下所面臨的形勢(shì)?

　　張飛：站在“雙碳”目標(biāo)的時(shí)代關(guān)口，中國(guó)能源產(chǎn)業(yè)確實(shí)面臨前所未有的大變革。從數(shù)據(jù)來(lái)看，2023年全球能源相關(guān)二氧化碳全年排放量飆升至374億噸的歷史峰值，其中燃煤排放占比高達(dá)65%;我國(guó)二氧化碳排放量達(dá)126億噸，約占全球總量的34%，煤炭使用產(chǎn)生的碳排放占全國(guó)總量的65%～68%，現(xiàn)代煤化工行業(yè)(含煤制甲醇)的碳排放量約為4.08億噸，占全國(guó)碳排放總量的3.39%。在保障能源安全的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型，已成為煤化工行業(yè)必須面對(duì)和解決的關(guān)鍵問題。

　　中國(guó)石油和化工：在政策方面，國(guó)家構(gòu)建的“1+N”政策體系對(duì)煤化工產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型起到了怎樣的作用?

　　張飛：國(guó)家構(gòu)建的“1+N”政策體系為產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型明確了方向。從頂層設(shè)計(jì)的《中共中央國(guó)務(wù)院關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見》，到各領(lǐng)域的專項(xiàng)行動(dòng)方案，一系列政策組合拳持續(xù)發(fā)力。2023年7月，國(guó)家發(fā)展改革委等六部門發(fā)布《關(guān)于推動(dòng)現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的通知》，明確推動(dòng)現(xiàn)代煤化工與可再生能源、綠氫、二氧化碳捕集利用與封存(CCUS)等耦合創(chuàng)新發(fā)展;2024年9月，國(guó)家發(fā)展改革委等六部門下發(fā)《關(guān)于加強(qiáng)煤炭清潔高效利用的意見》，再次強(qiáng)調(diào)構(gòu)建多元高效的煤炭使用體系，促進(jìn)煤化工高端化、多元化、低碳化。這些政策引導(dǎo)使得煤化工與新能源的耦合發(fā)展從“可選項(xiàng)”變?yōu)?ldquo;必選項(xiàng)”，有力推動(dòng)了行業(yè)轉(zhuǎn)型。

　　中國(guó)石油和化工：目前我國(guó)煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀如何?存在哪些突出問題?

　　張飛：近年來(lái)，我國(guó)煤制油、煤制氣、煤(甲醇)制烯烴、煤制乙二醇等產(chǎn)能穩(wěn)步增長(zhǎng)且已具規(guī)模，現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)作為石油化工的必要補(bǔ)充，為緩解石油資源緊缺、擺脫化工原料對(duì)石油資源的嚴(yán)重依賴、保障國(guó)家能源安全等方面發(fā)揮了重要作用。但在“雙碳”背景下，行業(yè)高能耗、高碳排放的問題愈發(fā)凸顯。煤化工行業(yè)耗煤量約占全國(guó)煤炭總消費(fèi)量的24%，僅次于電力行業(yè)，單位產(chǎn)品碳排放量最高達(dá)10.8噸，傳統(tǒng)生產(chǎn)模式與“雙碳”目標(biāo)背道而馳，綠色低碳轉(zhuǎn)型已迫在眉睫。在當(dāng)前形勢(shì)下，煤化工與新能源的耦合是破局的關(guān)鍵所在。

　　煤化工與新能源耦合的技術(shù)路徑與挑戰(zhàn)

　　中國(guó)石油和化工：您認(rèn)為煤化工與新能源的耦合在技術(shù)路徑上有哪些優(yōu)勢(shì)?

　　張飛：從技術(shù)路徑來(lái)看，綠電與綠氫的深度融合展現(xiàn)出巨大潛力。在綠電耦合方面，現(xiàn)代煤化工約33%的二氧化碳源于燃料煤燃燒，63.5%來(lái)自原料煤工藝過(guò)程排放。通過(guò)取消燃煤鍋爐，將大型裝置動(dòng)力源從蒸汽驅(qū)動(dòng)改為電力驅(qū)動(dòng)，可大幅降低碳排放。像我國(guó)內(nèi)蒙古鄂爾多斯、陜西榆林等現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)示范區(qū)，風(fēng)光資源得天獨(dú)厚，利用煤炭壓覆區(qū)及采煤沉陷區(qū)布局光伏發(fā)電和風(fēng)電，為綠電供應(yīng)提供了天然優(yōu)勢(shì)。

　　綠氫耦合同樣前景廣闊。我國(guó)合成氨工業(yè)年氫氣需求量約900萬(wàn)噸，如果所有氫氣均由綠氫替代，每年可減少約1.5億噸碳排放。我國(guó)甲醇工業(yè)年氫氣需求量約800萬(wàn)噸，其中經(jīng)變換工段產(chǎn)生氫氣量約250萬(wàn)噸，如果由綠氫替代，每年可減少約4000萬(wàn)噸碳排放。二者合計(jì)減排量約1.9億噸。雖然目前綠氫成本(20～30元/kg)遠(yuǎn)高于灰氫(10～15元/kg)，但隨著光伏、風(fēng)電成本年均5%～10%的下降，以及電解槽規(guī)?；瘞?lái)的成本降低，綠氫經(jīng)濟(jì)性拐點(diǎn)正在臨近。當(dāng)碳稅實(shí)施，灰氫成本將顯著增加，綠氫有望成為市場(chǎng)主流。

　　中國(guó)石油和化工：在推動(dòng)煤化工與新能源耦合發(fā)展過(guò)程中，會(huì)面臨哪些挑戰(zhàn)?該如何應(yīng)對(duì)?

　　張飛：在穩(wěn)定性方面，技術(shù)、供應(yīng)鏈、市場(chǎng)與政策風(fēng)險(xiǎn)并存。技術(shù)上，針對(duì)綠電波動(dòng)性，可通過(guò)儲(chǔ)能系統(tǒng)平滑供電，采用風(fēng)光互補(bǔ)模式實(shí)現(xiàn)晝夜發(fā)電互補(bǔ);在電解槽適配性上，PEM電解槽能快速響應(yīng)功率波動(dòng)，堿性電解槽則需穩(wěn)定電源。供應(yīng)鏈上，需確保風(fēng)光資源穩(wěn)定，布局水資源豐富區(qū)域，并突破PEM電解槽核心膜電極的進(jìn)口依賴。政策與市場(chǎng)層面，企業(yè)需密切關(guān)注補(bǔ)貼政策變化，依托本土需求構(gòu)建產(chǎn)業(yè)鏈，抵御國(guó)際低價(jià)綠氫沖擊。

　　煤化工企業(yè)的實(shí)踐探索與未來(lái)展望

　　中國(guó)石油和化工：在煤化工與新能源耦合發(fā)展方面，中國(guó)中煤有哪些實(shí)踐案例?取得了怎樣的成效?

　　張飛：中國(guó)中煤在這方面進(jìn)行了積極探索。比如10萬(wàn)噸液態(tài)陽(yáng)光工業(yè)示范項(xiàng)目，入選國(guó)務(wù)院國(guó)資委“央企產(chǎn)業(yè)煥新行動(dòng)”生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)布局發(fā)展行動(dòng)方案。該項(xiàng)目利用太陽(yáng)能、風(fēng)能電解水制氫，與二氧化碳加氫制甲醇，預(yù)計(jì)2026年底建成后，每年直接消納二氧化碳15萬(wàn)噸，間接減排二氧化碳38萬(wàn)噸;中煤圖克綠色低碳產(chǎn)業(yè)示范園區(qū)更是通過(guò)整合煤、電、熱、水等要素，搭建一體化原料、公輔供應(yīng)平臺(tái)，吸引優(yōu)質(zhì)企業(yè)入駐，建設(shè)西部綠色低碳的高端化學(xué)品綜合園區(qū)，助力鄂爾多斯高質(zhì)量打造世界級(jí)現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)示范區(qū)關(guān)鍵核心區(qū)。以正在推進(jìn)實(shí)施的某新能源綠氫耦合煤化工項(xiàng)目為例，雖然從煤化工單一項(xiàng)目看，耦合綠氫導(dǎo)致項(xiàng)目利潤(rùn)總額有所減少，但從新能源—煤化工一體化視角考量，發(fā)揮煤化工裝置冗余量消納綠氫可有效提升耦合項(xiàng)目的可實(shí)施性與抗風(fēng)險(xiǎn)能力，煤化工項(xiàng)目能耗與碳排放大幅降低，充分證明了耦合發(fā)展的潛力。

　　中國(guó)石油和化工：您認(rèn)為煤化工與新能源耦合對(duì)國(guó)家、行業(yè)和企業(yè)分別具有怎樣的意義?未來(lái)的發(fā)展方向是什么?

　　張飛：煤化工與新能源耦合意義深遠(yuǎn)。在國(guó)家層面，它能降低能源進(jìn)口依賴，保障能源安全，助力“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn);行業(yè)層面，推動(dòng)技術(shù)融合創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈從“黑”到“綠”的升級(jí);企業(yè)層面，提升產(chǎn)品附加值，搶占新能源化工新賽道。不過(guò)，發(fā)展過(guò)程中也面臨諸多挑戰(zhàn)，技術(shù)匹配、經(jīng)濟(jì)性平衡、政策協(xié)同等難題亟待解決。

　　展望未來(lái)，“煤—風(fēng)—光—氫”四位一體的產(chǎn)業(yè)模式將成為主流，煤化工企業(yè)將轉(zhuǎn)型為新能源重要消納主體，零碳化工不再是遙不可及的夢(mèng)想。當(dāng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)生態(tài)構(gòu)建完成，煤化工、新能源、環(huán)保產(chǎn)業(yè)將協(xié)同發(fā)展，實(shí)現(xiàn)資源的高效循環(huán)利用。這一愿景的實(shí)現(xiàn)，離不開政產(chǎn)學(xué)研的協(xié)同創(chuàng)新，需要政府、企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)和高校攜手共進(jìn)，在政策支持、技術(shù)研發(fā)、人才培養(yǎng)和產(chǎn)業(yè)合作等方面持續(xù)發(fā)力。

　　中國(guó)石油和化工：謝謝您接受采訪!