文／本刊記者 陸曉如

在變局之中，我國(guó)應(yīng)理性發(fā)展煤化工，用科技創(chuàng)新蹚出未來(lái)化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展之路。

2020年已經(jīng)過(guò)半。種種跡象表明，上半年，我國(guó)石油和化工行業(yè)抗住了新冠肺炎疫情的沖擊，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行企穩(wěn)回升，成績(jī)好于預(yù)期。但是，下半年經(jīng)濟(jì)運(yùn)行下行壓力仍然很大，國(guó)際宏觀經(jīng)濟(jì)環(huán)境嚴(yán)峻復(fù)雜。

在發(fā)展環(huán)境復(fù)雜多變的后疫情時(shí)代，我國(guó)石油和化工行業(yè)的發(fā)展需要做怎樣的調(diào)整？近年來(lái)熱度不減的煤化工是不是應(yīng)該降降溫？未來(lái)化石燃料的出路又在哪里？本刊記者就此采訪了致力于推進(jìn)化學(xué)工業(yè)走可持續(xù)發(fā)展道路的中國(guó)工程院院士金涌。

變字當(dāng)頭

中國(guó)石油石化：金院士，您好！根據(jù)您的判斷，新冠肺炎疫情給石油化工產(chǎn)業(yè)未來(lái)的發(fā)展帶來(lái)了哪些變數(shù)？

金涌：變數(shù)主要來(lái)自石油化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的大環(huán)境。

當(dāng)前，中國(guó)正處于近代以來(lái)最好的發(fā)展時(shí)期。但是由于各國(guó)間經(jīng)濟(jì)實(shí)力、軍事能力以及科研、創(chuàng)新等方面的軟實(shí)力對(duì)比發(fā)生諸多變化，以美國(guó)為首的西方發(fā)達(dá)國(guó)家主導(dǎo)建立的國(guó)際秩序正經(jīng)歷大調(diào)整，引發(fā)反全球化思潮，貿(mào)易保護(hù)主義抬頭，世界處于百年未有之大變局。二者同步交織，相互激蕩，影響深刻。新冠肺炎疫情的全球蔓延更加劇了變局矛盾。美國(guó)前國(guó)務(wù)卿基辛格在今年4月3日的《華爾街日?qǐng)?bào)》刊登署名文章，振聾發(fā)聵地發(fā)出“世界將在新冠肺炎疫情后永遠(yuǎn)改變”的警示。

近年來(lái)，外貿(mào)對(duì)中國(guó)GDP的貢獻(xiàn)率日益重要。在新冠肺炎疫情引發(fā)國(guó)際局勢(shì)更加復(fù)雜多變的背景下，我國(guó)國(guó)內(nèi)、國(guó)外循環(huán)并舉的發(fā)展格局開(kāi)始發(fā)生變化。在當(dāng)下關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)上，近段時(shí)間，從企業(yè)家座談會(huì)到中央政治局會(huì)議，中國(guó)正在謀劃的是一個(gè)“以國(guó)內(nèi)大循環(huán)為主體、國(guó)內(nèi)國(guó)際雙循環(huán)相互促進(jìn)”的新發(fā)展格局。通過(guò)發(fā)揮內(nèi)需潛力，使國(guó)內(nèi)市場(chǎng)和國(guó)際市場(chǎng)更好聯(lián)通，更好地利用國(guó)際、國(guó)內(nèi)兩個(gè)市場(chǎng)、兩種資源，實(shí)現(xiàn)更加強(qiáng)勁可持續(xù)的發(fā)展。

這種發(fā)展戰(zhàn)略的變化，意味著后疫情時(shí)代，我們要在本土疫情防控取得重大戰(zhàn)略成果、經(jīng)濟(jì)率先復(fù)蘇的基礎(chǔ)上，乘勢(shì)而上更好發(fā)揮國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)門類齊全、市場(chǎng)潛力廣闊的優(yōu)勢(shì)，穩(wěn)住企業(yè)和就業(yè)基本盤，降低外部沖擊帶來(lái)的壓力。

中國(guó)石油石化：在這種大環(huán)境下，我國(guó)石化產(chǎn)業(yè)需要進(jìn)行怎樣的調(diào)整？

金涌：我國(guó)石化產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占世界第二，但大而不強(qiáng)。首先表現(xiàn)在外貿(mào)逆差大。2019年，我國(guó)外貿(mào)逆差達(dá)2682億美元。其次表現(xiàn)在效益下滑。2019年，我國(guó)石油和化工全行業(yè)總獲利潤(rùn)6683.7億元，同比下降了14.9%，僅占全國(guó)總工業(yè)利潤(rùn)的10.8%。再次表現(xiàn)在高端產(chǎn)品、技術(shù)缺失。我國(guó)高強(qiáng)、高耐熱、高超純、超細(xì)、高耐磨、超導(dǎo)等高端制造業(yè)的化工材料需求得不到滿足，大量依賴進(jìn)口。

在世界大變局和我國(guó)新的發(fā)展格局下，尤其是中美摩擦不斷升級(jí)的情況下，石化產(chǎn)業(yè)要積極研究這些新變化，及時(shí)調(diào)整發(fā)展戰(zhàn)略，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，將注意力轉(zhuǎn)移到如何滿足和刺激國(guó)內(nèi)石化產(chǎn)品的需求上，同時(shí)把握好外貿(mào)的節(jié)奏。

煤化工熱

中國(guó)石油石化：煤化工是近年來(lái)化工行業(yè)發(fā)展的一個(gè)熱點(diǎn)。您怎么看煤化工熱？

金涌：中國(guó)的資源稟賦是富煤、缺油、少氣。其中，煤炭資源儲(chǔ)量占世界煤炭總儲(chǔ)量的11.6%，而石油、天然氣資源量分別只占世界資源總量的2.4%、1.2%。按照近幾年中國(guó)的煤炭、石油、天然氣產(chǎn)量計(jì)算，煤炭可開(kāi)采與使用的年限遠(yuǎn)高于石油和天然氣。

煤的主要利用方式，一是作為燃料燃燒，二是作為原料生產(chǎn)各種化工產(chǎn)品。煤作為燃料使用會(huì)產(chǎn)生并排放大量CO2、SO2和NOX等污染氣體，對(duì)環(huán)境造成較大影響。而隨著煤化工技術(shù)的進(jìn)步和裝置大型化、產(chǎn)業(yè)集約化，不僅能生產(chǎn)出高附加值化學(xué)品，減少生產(chǎn)這些產(chǎn)品對(duì)油氣資源的消耗，還為煤炭高效清潔利用開(kāi)辟了現(xiàn)實(shí)可行的路徑，也有利于“三廢”集中處理與資源化利用。因此，煤化工受到追捧有一定的必然性。

中國(guó)石油石化：后疫情時(shí)代是我國(guó)發(fā)展煤化工的好時(shí)機(jī)嗎？

金涌：經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，我國(guó)煤化工的技術(shù)水平已達(dá)到世界領(lǐng)先水平。研究能力、催化劑、設(shè)備、放大技術(shù)、大廠運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)等方面已處于世界煤化工高地。

但是，煤化工的投資金額、CO2排放量、耗水量均高于石油化工的事實(shí)不容回避。煤化工的投資約是同等產(chǎn)能的石油化工的8.75倍，耗水量是石油化工的13倍，CO2排放量是石油化工的3.5倍。煤化工的物耗也高。比如一些煤制烯烴企業(yè)設(shè)計(jì)值是4噸左右標(biāo)煤產(chǎn)1噸聚丙烯，但有的企業(yè)產(chǎn)品的實(shí)際消耗至少高出這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的20%以上。

煤化工的利潤(rùn)也讓人擔(dān)憂。煤化工總體投入很大，但利潤(rùn)不高。煤制油需要油價(jià)在70美元/桶以上，煤制化學(xué)品需要油價(jià)在55美元/桶以上，煤制烯烴需要油價(jià)在45美元/桶以上，煤制乙二醇需要油價(jià)在55美元/桶以上，才能盈利。在油價(jià)處于100美元/桶以上的高位時(shí)，煤化工的利潤(rùn)可觀。但是，2014年由美國(guó)頁(yè)巖油革命引發(fā)油價(jià)暴跌后，油價(jià)一直處于低位。2019年煤化工總利潤(rùn)25.7億元。今年受疫情影響，油價(jià)再次暴跌，現(xiàn)在油價(jià)稍有恢復(fù)，但還沒(méi)有沖破50美元/桶關(guān)口。目前的低油價(jià)更讓煤化工的利潤(rùn)承壓。

與油價(jià)下跌對(duì)應(yīng)的是，煤價(jià)在上漲。2019年1-2月，5500大卡的動(dòng)力煤每噸售價(jià)在326～390元。而今年，5500大卡動(dòng)力煤每噸售價(jià)上漲到500元以上。因此，今年煤制油、天然氣、乙二醇、甲醇、醋酸全面虧損。寧夏寶豐的凈利潤(rùn)下降了19.46%，包頭神華的毛利潤(rùn)下降了79.7%。預(yù)計(jì)未來(lái)油價(jià)在40～65美元/桶波動(dòng)，煤化工的盈利空間必然繼續(xù)收窄。

即使刨除油價(jià)因素，煤化工自身的發(fā)展也有令人憂慮之處。近年來(lái)我國(guó)煤化工發(fā)展迅速。2018年，我國(guó)煤制油產(chǎn)能921萬(wàn)噸，產(chǎn)量617.5萬(wàn)噸；煤制烯烴產(chǎn)能872萬(wàn)噸，產(chǎn)量762.5萬(wàn)噸。到2019年，煤制油的產(chǎn)能就提升到了1138萬(wàn)噸，煤制烯烴的產(chǎn)能達(dá)到了1540萬(wàn)噸。煤制油的路線面臨著我國(guó)柴油嚴(yán)重過(guò)剩的局面，制α-烯烴、高密度煤油、石蠟等特種產(chǎn)品相對(duì)市場(chǎng)空間受限；煤制烯烴相對(duì)油裂解法、烷烴裂解、煤制油來(lái)說(shuō)并沒(méi)有優(yōu)勢(shì)；煤制芳烴的成本問(wèn)題不明朗，而且2023年芳烴的產(chǎn)能將達(dá)到5613萬(wàn)噸，也有可能過(guò)剩。

概括來(lái)說(shuō)，我國(guó)發(fā)展煤化工有資源優(yōu)勢(shì)，有技術(shù)優(yōu)勢(shì)，但市場(chǎng)空間很小，大部分產(chǎn)品是飽和的狀態(tài)。因此，我認(rèn)為煤化工的定位應(yīng)是儲(chǔ)備技術(shù)，而不是替代技術(shù)、主流技術(shù)，未來(lái)發(fā)展要慎重。

理性發(fā)展

中國(guó)石油石化：您認(rèn)為我國(guó)的煤化工未來(lái)應(yīng)該走怎樣的發(fā)展路徑？

金涌：我首先對(duì)發(fā)展包括煤制油、煤制天然氣在內(nèi)的煤制燃料路徑持保留態(tài)度。

煤化工應(yīng)該考慮到石油化工，關(guān)注石化的發(fā)展趨勢(shì)。截至2019年底，我國(guó)煉油能力達(dá)8.6億噸/年，已過(guò)剩約1.5億噸。2020年，我國(guó)將有3150萬(wàn)噸/年的煉油改擴(kuò)建產(chǎn)能投產(chǎn)，在建和擬開(kāi)工煉油總產(chǎn)能達(dá)1.2億噸/年。2025年，我國(guó)煉油產(chǎn)能將達(dá)到10億噸/年左右。未來(lái)石化煉油能力過(guò)剩情況將進(jìn)一步加劇。如果再發(fā)展煤制油，無(wú)疑更加劇油品過(guò)剩。而且把以煤為燃料變成以油為燃料，固體燃料到液體燃料的轉(zhuǎn)化，能量損失很大，能源轉(zhuǎn)化率低，同時(shí)污染比較嚴(yán)重。這絕不是一個(gè)低碳的路徑，因此我認(rèn)為煤制油不是好的發(fā)展路徑。

有人提出，我國(guó)原油、天然氣產(chǎn)量滿足不了國(guó)內(nèi)需求，需要大量依靠進(jìn)口。石油、天然氣對(duì)外依存度太高給國(guó)家能源安全帶來(lái)了威脅。而發(fā)展煤制油、煤制氣，正好可以保證車用化石燃料的來(lái)源，減少石油、天然氣的需求，保障國(guó)家能源安全。我個(gè)人認(rèn)為，首先不要怕進(jìn)口。只要促進(jìn)來(lái)源多元化，保證進(jìn)口渠道暢通，國(guó)家能源安全就有保障。而且我國(guó)每年石油缺口上億噸，煤制油替代不了這個(gè)缺口。第二，什么時(shí)間把煤制油、煤制氣技術(shù)從戰(zhàn)略儲(chǔ)備技術(shù)變成戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，這個(gè)時(shí)機(jī)要把握好。如果過(guò)早地推進(jìn)，企業(yè)沒(méi)有利潤(rùn)可談，而且消耗了大量煤炭資源，并不能取得很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

其實(shí)把煤轉(zhuǎn)化成燃料的思路可以轉(zhuǎn)變一下。除了制油，煤可以制醇醚類產(chǎn)品，比如煤制甲醇。甲醇汽油環(huán)保、成本低，是一種“以煤代油”路徑，可以作為汽油的替代物，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)原油的部分替代。甲醇動(dòng)力乘用車已在山西、貴陽(yáng)等甲醇汽車試點(diǎn)市場(chǎng)投放運(yùn)行，市場(chǎng)效果良好。如果發(fā)展M10甲醇汽油，將有千萬(wàn)噸市場(chǎng)。5月14日，美國(guó)空氣化工產(chǎn)品公司宣布將投資約20億美元在印度尼西亞?wèn)|加里曼丹省建立世界級(jí)煤制甲醇裝置，每年用600萬(wàn)噸的煤產(chǎn)生200萬(wàn)噸的甲醇，對(duì)準(zhǔn)的就是中國(guó)市場(chǎng)。國(guó)外芬蘭瓦錫蘭、德國(guó)曼恩還將甲醇船用燃料作為船用燃料轉(zhuǎn)型升級(jí)方向。再比如煤制二甲醚。二甲醚自身屬于富氧燃燒，燃燒后沒(méi)有殘留，是替代液化氣的清潔能源。但是，目前國(guó)內(nèi)二甲醚在柴油卡車上的應(yīng)用還處于起步階段。

煤化工要走高附加值的產(chǎn)品路徑，盡量做化工產(chǎn)品而不是做燃料。但是，煤制烯烴現(xiàn)在生產(chǎn)的大多是大路貨，而且轉(zhuǎn)化率不高，副產(chǎn)物高。雖然PP、PE在3～5年內(nèi)無(wú)過(guò)剩之虞，但大路貨的利潤(rùn)空間將不斷被擠壓。目前交聯(lián)PP、車用PP、茂金屬PE國(guó)內(nèi)均依賴進(jìn)口，EVA則嚴(yán)重不足。因此，煤制烯烴的出路一定是要精細(xì)化、高端化、深加工，不斷提高產(chǎn)品的附加值。

中國(guó)石油石化：您看好哪類煤化工的發(fā)展？

金涌：我個(gè)人看好煤炭的分質(zhì)利用。以煤熱解為龍頭的煤炭分質(zhì)分級(jí)利用，在提取了包括煤焦油、煤氣等輕質(zhì)高附加值組分后，還能方便地與傳統(tǒng)煤化工、現(xiàn)代煤化工、超超臨界發(fā)電、城市熱電聯(lián)供以及建材等煤的所有應(yīng)用領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)耦合，實(shí)現(xiàn)煤炭資源的分質(zhì)與利用，對(duì)各個(gè)分級(jí)產(chǎn)物進(jìn)行梯級(jí)利用、吃干榨盡，構(gòu)筑起跨行業(yè)發(fā)展的大煤化工構(gòu)架，使煤炭高效利用的途徑更豐富、前景更廣闊。

國(guó)家科技部已將百萬(wàn)噸煤定向熱解制高品質(zhì)焦油及煤氣確定為“十三五”重大科技攻關(guān)項(xiàng)目，要求2020年以前取得突破，建成百萬(wàn)噸級(jí)工業(yè)化示范裝置。這表明煤炭分質(zhì)分級(jí)利用得到國(guó)家層面認(rèn)可，擁有了政策基礎(chǔ)。

替代燃料

中國(guó)石油石化：您認(rèn)為煤制燃料的路徑不佳，那您認(rèn)為未來(lái)燃料的出路在哪里？

金涌：現(xiàn)在太陽(yáng)能和風(fēng)能已經(jīng)比煤電便宜，而碳稅必將到來(lái)，還將提高煤電的成本。煤炭不是未來(lái)燃料的出路。

“原油之神”安迪·霍爾引用沙特前石油部長(zhǎng)亞馬尼的著名話語(yǔ)說(shuō)：“石器時(shí)代的終結(jié)并不是因?yàn)槿狈κ?，而石油時(shí)代也將在世界石油耗盡之前結(jié)束。最終導(dǎo)致石油時(shí)代結(jié)束的，不是沒(méi)有石油，而是人們不再需要石油了?！睂?dǎo)致人們不再需要石油的原因，他提出可再生能源將取代石油，“由于技術(shù)、電動(dòng)汽車和可再生能源的發(fā)展，到2030年，全球石油消費(fèi)將持平甚至出現(xiàn)下滑”。

未來(lái)燃料的出路一定是在于科技創(chuàng)新，發(fā)展可再生能源，包括風(fēng)電、水電、光伏等?，F(xiàn)在可再生能源的關(guān)鍵問(wèn)題不再是如何高效轉(zhuǎn)化為電能，而是儲(chǔ)能技術(shù)。清華大學(xué)化工系的一個(gè)重大思路轉(zhuǎn)變是開(kāi)始專注研究?jī)?chǔ)電技術(shù)。從鋰電池、鋰硫電池到液流電池、壓縮空氣儲(chǔ)能，儲(chǔ)電技術(shù)可以說(shuō)有了很大的進(jìn)步，而且能源材料的進(jìn)步在助力儲(chǔ)能技術(shù)的進(jìn)步。例如，清華大學(xué)研發(fā)制備的碳納米管導(dǎo)電碳漿具有高的電導(dǎo)率，性能穩(wěn)定，制備工藝簡(jiǎn)單，適用于工業(yè)化大規(guī)模制備，得到應(yīng)用推廣后帶動(dòng)了新能源行業(yè)的發(fā)展?，F(xiàn)在清華大學(xué)還在研究更安全的固態(tài)化化學(xué)電源。它與傳統(tǒng)鋰電池的最大區(qū)別是，采用固態(tài)電解質(zhì)替換有機(jī)液態(tài)電解液，帶來(lái)安全性的巨大提升。

在科技創(chuàng)新的推動(dòng)下，新能源車發(fā)展很快。2008年鋰離子動(dòng)力電池應(yīng)用于電動(dòng)汽車十余年以來(lái)，實(shí)際裝車產(chǎn)品能量密度從100瓦時(shí)/公斤提升到了250瓦時(shí)/公斤，實(shí)現(xiàn)了蓄電池領(lǐng)域百年以來(lái)的革命性突破。2019年鋰電池的能量密度達(dá)到了304瓦時(shí)/公斤，能量密度上升了2倍，成本下降了80%。2019年，全球新能源電動(dòng)車銷售量達(dá)210萬(wàn)輛，占汽車銷售總量的2.6%；新能源電動(dòng)車保有量720萬(wàn)輛，占汽車保有量的1%。至2030年，預(yù)計(jì)全球新能源電動(dòng)車可達(dá)2.45億輛。但不可否認(rèn)的是，電池?zé)崾Э貙?dǎo)致的安全問(wèn)題、性能衰減導(dǎo)致的壽命問(wèn)題依然是新能源車發(fā)展的瓶頸。因此，未來(lái)新能源創(chuàng)新突破的方向包括安全、使用壽命，以及不斷的智能化、低碳化。

中國(guó)石油石化：近年來(lái)氫能頗受關(guān)注。您認(rèn)為氫能是未來(lái)能源的出路嗎？

金涌：我個(gè)人認(rèn)為氫產(chǎn)業(yè)具有迷惑性。因?yàn)樽匀唤缰胁淮嬖谧匀坏臍洌瑲湟膊皇亲罱K能源。氫必然是二次能源，需要通過(guò)技術(shù)的力量轉(zhuǎn)化而來(lái)。但不論是煤制氫、天然氣制氫、尾氣提氫、水電解制氫、光解水制氫等都要打問(wèn)號(hào)，因?yàn)檗D(zhuǎn)化本身就要消耗能源。我們不要被氫迷惑，要冷靜看待?，F(xiàn)在用氫能的成本還很高，并不適合于做燃料。未來(lái)如何還要看技術(shù)突破的程度，盲目跟風(fēng)不可取。

我個(gè)人支持把廢塑料利用作為未來(lái)能源的出路之一。我國(guó)每年產(chǎn)生數(shù)千萬(wàn)噸的廢塑料。廢塑料經(jīng)熱裂解技術(shù)處理后，可以產(chǎn)生廢塑料裂解油及炭黑等產(chǎn)品。不但使廢塑料得到有效回收處理利用，而且所得產(chǎn)品均具有相應(yīng)的用途，帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。國(guó)家應(yīng)該支持企業(yè)做這個(gè)事。

此外，我個(gè)人比較關(guān)注光合作用微藻產(chǎn)油技術(shù)。藻類生長(zhǎng)速度、陽(yáng)光利用率是陸生植物的數(shù)十倍和數(shù)倍，微擬球藻以甘油三酯形式儲(chǔ)存所固定的光合作用產(chǎn)物。發(fā)展微藻生物能源，是解決能源危機(jī)和環(huán)境問(wèn)題的有效途徑之一。美國(guó)通過(guò)降低某轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)使脂質(zhì)產(chǎn)量提高了一倍。我國(guó)目前微藻生物能源的藻種篩選、室外養(yǎng)殖、采收、油脂提取、能源制備等各工藝環(huán)節(jié)均已經(jīng)打通，但成本高制約了微藻生物能源的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。這是一個(gè)有前途的技術(shù)，利用光的效率高，應(yīng)該投入研究力量。

概括來(lái)說(shuō)，疫情以后，我國(guó)石油化工行業(yè)發(fā)展的機(jī)遇、風(fēng)險(xiǎn)并存。進(jìn)行相關(guān)投資需多策劃，有大的視野，明確科技創(chuàng)新是唯一的出路。從發(fā)展方向上，要著力補(bǔ)短板、強(qiáng)弱項(xiàng)，推動(dòng)行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展；集中力量突破卡脖子關(guān)鍵技術(shù)，推動(dòng)綠色發(fā)展；轉(zhuǎn)換發(fā)展模式，學(xué)習(xí)歐洲清潔、低排CO2、可持續(xù)的發(fā)展思路，與國(guó)際思路保持一致。

●創(chuàng)新是石油化工行業(yè)唯一的出路。 供圖/視覺(jué)中國(guó)