在全球應對氣候變化、積極推進綠色轉(zhuǎn)型的大趨勢下，中國“雙碳”目標的提出，為能源化工領域指明了變革方向。作為我國能源體系的重要支柱，煤化工行業(yè)正站在轉(zhuǎn)型發(fā)展的關鍵十字路口，如何突破高能耗、高排放的發(fā)展瓶頸，實現(xiàn)綠色低碳的華麗轉(zhuǎn)身，成為行業(yè)上下關注的焦點。煤化工與新能源的深度耦合，無疑為行業(yè)發(fā)展開辟了新路徑。為此，本刊對話中國中煤能源集團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路徑及未來發(fā)展方向等問題展開深入探討，探尋邁向零碳化工新時代的可行之道。

　　*本文刊登于《中國石油和化工》雜志5月刊*

張飛
中國中煤能源集團有限公司
煤化工事業(yè)部副總監(jiān)

　　煤化工行業(yè)面臨的形勢與政策機遇

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

　　張飛：站在“雙碳”目標的時代關口，中國能源產(chǎn)業(yè)確實面臨前所未有的大變革。從數(shù)據(jù)來看，2023年全球能源相關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65%;我國二氧化碳排放量達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，占全國碳排放總量的3.39%。在保障能源安全的同時，實現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型，已成為煤化工行業(yè)必須面對和解決的關鍵問題。

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

　　張飛：國家構(gòu)建的“1+N”政策體系為產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型明確了方向。從頂層設計的《中共中央國務院關于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》，到各領域的專項行動方案，一系列政策組合拳持續(xù)發(fā)力。2023年7月，國家發(fā)展改革委等六部門發(fā)布《關于推動現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的通知》，明確推動現(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，國家發(fā)展改革委等六部門下發(fā)《關于加強煤炭清潔高效利用的意見》，再次強調(diào)構(gòu)建多元高效的煤炭使用體系，促進煤化工高端化、多元化、低碳化。這些政策引導使得煤化工與新能源的耦合發(fā)展從“可選項”變?yōu)?ldquo;必選項”，有力推動了行業(yè)轉(zhuǎn)型。

　　中國石油和化工：目前我國煤化工產(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，我國煤制油、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充，為緩解石油資源緊缺、擺脫化工原料對石油資源的嚴重依賴、保障國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)耗煤量約占全國煤炭總消費量的24%，僅次于電力行業(yè)，單位產(chǎn)品碳排放量最高達10.8噸，傳統(tǒng)生產(chǎn)模式與“雙碳”目標背道而馳，綠色低碳轉(zhuǎn)型已迫在眉睫。在當前形勢下，煤化工與新能源的耦合是破局的關鍵所在。

　　煤化工與新能源耦合的技術路徑與挑戰(zhàn)

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

　　張飛：從技術路徑來看，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%來自原料煤工藝過程排放。通過取消燃煤鍋爐，將大型裝置動力源從蒸汽驅(qū)動改為電力驅(qū)動，可大幅降低碳排放。像我國內(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)，風光資源得天獨厚，利用煤炭壓覆區(qū)及采煤沉陷區(qū)布局光伏發(fā)電和風電，為綠電供應提供了天然優(yōu)勢。

　　綠氫耦合同樣前景廣闊。我國合成氨工業(yè)年氫氣需求量約900萬噸，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。我國甲醇工業(yè)年氫氣需求量約800萬噸，其中經(jīng)變換工段產(chǎn)生氫氣量約250萬噸，如果由綠氫替代，每年可減少約4000萬噸碳排放。二者合計減排量約1.9億噸。雖然目前綠氫成本(20～30元/kg)遠高于灰氫(10～15元/kg)，但隨著光伏、風電成本年均5%～10%的下降，以及電解槽規(guī)?；瘞淼某杀窘档?，綠氫經(jīng)濟性拐點正在臨近。當碳稅實施，灰氫成本將顯著增加，綠氫有望成為市場主流。

　　中國石油和化工：在推動煤化工與新能源耦合發(fā)展過程中，會面臨哪些挑戰(zhàn)?該如何應對?

　　張飛：在穩(wěn)定性方面，技術、供應鏈、市場與政策風險并存。技術上，針對綠電波動性，可通過儲能系統(tǒng)平滑供電，采用風光互補模式實現(xiàn)晝夜發(fā)電互補;在電解槽適配性上，PEM電解槽能快速響應功率波動，堿性電解槽則需穩(wěn)定電源。供應鏈上，需確保風光資源穩(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口依賴。政策與市場層面，企業(yè)需密切關注補貼政策變化，依托本土需求構(gòu)建產(chǎn)業(yè)鏈，抵御國際低價綠氫沖擊。

　　煤化工企業(yè)的實踐探索與未來展望

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

　　張飛：中國中煤在這方面進行了積極探索。比如10萬噸液態(tài)陽光工業(yè)示范項目，入選國務院國資委“央企產(chǎn)業(yè)煥新行動”生物技術產(chǎn)業(yè)布局發(fā)展行動方案。該項目利用太陽能、風能電解水制氫，與二氧化碳加氫制甲醇，預計2026年底建成后，每年直接消納二氧化碳15萬噸，間接減排二氧化碳38萬噸;中煤圖克綠色低碳產(chǎn)業(yè)示范園區(qū)更是通過整合煤、電、熱、水等要素，搭建一體化原料、公輔供應平臺，吸引優(yōu)質(zhì)企業(yè)入駐，建設西部綠色低碳的高端化學品綜合園區(qū)，助力鄂爾多斯高質(zhì)量打造世界級現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)示范區(qū)關鍵核心區(qū)。以正在推進實施的某新能源綠氫耦合煤化工項目為例，雖然從煤化工單一項目看，耦合綠氫導致項目利潤總額有所減少，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目的可實施性與抗風險能力，煤化工項目能耗與碳排放大幅降低，充分證明了耦合發(fā)展的潛力。

　　中國石油和化工：您認為煤化工與新能源耦合對國家、行業(yè)和企業(yè)分別具有怎樣的意義?未來的發(fā)展方向是什么?

　　張飛：煤化工與新能源耦合意義深遠。在國家層面，它能降低能源進口依賴，保障能源安全，助力“雙碳”目標實現(xiàn);行業(yè)層面，推動技術融合創(chuàng)新，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈從“黑”到“綠”的升級;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，發(fā)展過程中也面臨諸多挑戰(zhàn)，技術匹配、經(jīng)濟性平衡、政策協(xié)同等難題亟待解決。

　　展望未來，“煤—風—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想。當循環(huán)經(jīng)濟生態(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，實現(xiàn)資源的高效循環(huán)利用。這一愿景的實現(xiàn)，離不開政產(chǎn)學研的協(xié)同創(chuàng)新，需要政府、企業(yè)、科研機構(gòu)和高校攜手共進，在政策支持、技術研發(fā)、人才培養(yǎng)和產(chǎn)業(yè)合作等方面持續(xù)發(fā)力。

　　中國石油和化工：謝謝您接受采訪!