替代石油的新能源 煤基替代能源“三剑客”



    6月26日,纽约、伦敦两地油价26日均突破每桶140美元,并创下最新收盘记录。油价的再次走高使能源问题日益成为影响中国经济可持续发展的热点问题,尤其石油是不可再生的战略资源,是现代经济社会赖以正常运转的血液,除了对石油资源大力开源节流外,寻找替代能源也是极其重要的发展方向。

  由于我国的资源禀赋的特点为“多煤,缺油,少气”,煤炭是我国的优势能源,储量丰富,煤资源超过1万亿吨,具有发展煤基替代能源的物质基础。因此作为煤基替代能源的醇醚燃料,煤制油,煤制烯烃等“三剑客”未来发展优势明显。

  醇醚燃料率先收益

  近几年,由于国际石油、天然气价格持续上涨,高油价强化了对替代能源的开发和利用,甲醇替代汽油、甲醇制烯烃、甲醇制二甲醚替代柴油和液化石油气等产业显现出原料成本低的比较优势,在国内获得快速发展。我国已经掌握了大规模生产煤制甲醇和二甲醚的技术,并具有自主知识产权,2007年我国的甲醇产量已经达到了1056万吨,二甲醚的产能达到了220万吨,具备了大规模推广的基础。

  目前山西和陕西等地出台了地方甲醇汽油标准,封闭推广甲醇汽油,二甲醚掺混液化石油气已经获得了建设部的批准,从目前来看,甲醇汽油和二甲醚混合气是推广最快的煤基替代能源,蕴藏较多的投资机会。

 替代石油的新能源 煤基替代能源“三剑客”
  甲醇

  我国的山西和陕西在封闭使用甲醇汽油。根据山西的两年试用,M15甲醇汽油不添加助剂就能直接使用,而M85需要添加助剂才能维持燃料的稳定性。

  2007年我国汽油产量5994万吨,表观消费量5553万吨。预计到2010年汽油消费量为6600万吨,如果其中的60%使用M15标准(甲醇含量15%)的甲醇汽油,则此项需消耗甲醇560万吨。

  从我国近年甲醇下游的消费结构来看,醇醚燃料消耗占比从2005年的15%提高到2007年的27%,出现了显著的增长,主要原因就是由于能源价格不断上涨,替代能源需求持续上升。根据推测的数据,2007年掺混到汽油中的甲醇量达到165万吨这说明国家甲醇汽油标准虽然尚未出台,但是除了已经出台标准的地区,甲醇已经实际开始掺混到汽油之中。

  目前具有规模化的甲醇公司主要有远兴能源、云维股份、华鲁恒升、柳化股份、泸天化等,产能最大的上市公司是远兴能源,具有135万吨的能力;云维股份具有30万吨的能力,华鲁恒升具有32万吨的甲醇能力,但是其甲醇主要用于下游的DMF的生产,外销量有限。柳化股份目前产能8万吨,2008年底达到16万吨。泸天化的子公司绿源醇业具有40万吨的甲醇能力,但公司只拥有其36.92%的股权。

  二甲醚

  二甲醚汽油(替代柴油):二甲醚可以添加到柴油中作为替代能源。2007年我国消费柴油1.24亿吨,而且由于柴油需求增速较快,经常出现柴油供应紧张,限量加油的情况。二甲醚分子结构中无C-C键,只有C-O和C-H键,且含有34.8%的氧,燃烧后生成的碳烟/微粒少,降低NOx排放,仅为柴油20%。二甲醚发动机与柴油发动机的燃烧方式相同,都是采用压燃。虽然二甲醚的低热值比柴油低,仅为柴油的64.7%,但二甲醚与空气的理论混合气热值比柴油高5%(二甲醚为3066kj/kg,柴油为3911kj/kg),因此,二甲醚发动机的功率可以高于柴油机。

  民用燃料(替代液化石油气):2007年底,国家出台《城用二甲醚行业标准》,明确了二甲醚作为民用燃料的合法身份。国家标准委建议建设部考虑制定二甲醚以20%比例掺烧液化气、天然气以及煤气的标准,并希望此标准与之前制定的标准共同上升为国际标准。二甲醚作为燃料需要专用燃气具,而二甲醚以20%掺烧,普通民用燃气具无需更换,更加有利于二甲醚的推广。

  2007年我国液化石油气产量1815万吨,消费量2160万吨,预计到2010年液化石油气消费量为2800万吨,如果其中20%被二甲醚替代,则此项需二甲醚560万吨。以1吨二甲醚需要1.41吨甲醇计算,甲醇消耗量在790万吨。如表4所示。

  具有规模化的二甲醚公司有泸天化和天茂集团,泸天化绿源醇业(36.92%的股权)具有10万吨二甲醚产能,子公司内蒙天河化工(36.07%的股权)具有20万吨二甲醚能力,四川化工控股旗下的泸天化和川化股份正在进行资产整合,如果四川化工控股整体上市,绿源醇业和天河化工的股权注入上市公司,盈利能力非常客观,但目前仍然没有公布具体的整合方案。天茂集团已经建成30万吨二甲醚项目,甲醇的自供能力仅为6万吨,大量甲醇外购影响公司的盈利能力,因此,公司计划将甲醇扩建到20万吨。

  远兴能源和广汇股份均计划建设大型的煤基甲醇和二甲醚一体化装置,预计2010年投产,由于采用价格低廉的坑口煤,成本优势明显,未来值得期待。远兴能源和泸天化目前主要采用天然气为原料生产甲醇和二甲醚,天然气不涨价,成本得到锁定,是受益者。

  醇醚燃料发展潜力巨大

  国都证券分析师预计,未来甲醇替代汽油、二甲醚替代柴油和液化石油气等相关政策将相继出台,同时在技术进步的推动下,我国的醇醚替代能源将具有巨大的发展潜力,预计2010年相关甲醇需求将达到2020万吨。如表4所示。

  根据《煤化工产业中长期发展规划》(征求意见稿),到2010年、2015年和2020年,我国煤制甲醇年产量分别达到1600万吨、3800万吨和6600万吨。另根据2007年8月发布的《天然气利用政策》,新建或扩建天然气制甲醇项目、以天然气代煤制甲醇项目将禁止。因此,未来我国的甲醇产能增加均来自于煤制甲醇项目,到2010年,煤制甲醇产量大约为《煤化工产业中长期发展规划》(征求意见稿)规划的1600万吨。

  仅考虑应用可能性相对较大的甲醇汽油和民用燃料两个甲醇消费领域,两者2010年的甲醇新增需求可达1384万吨,与煤制甲醇产量1600万吨相当,供需基本平衡。如果加上二甲醚汽车和煤制烯烃的甲醇需求,则2010年甲醇供不应求。

  在国际价格支撑、国内成本上升推动、替代能源旺盛需求带动下,我国甲醇价格未来将维持高位。

  “煤制油”前景广阔

  针对我国石油资源短缺、煤炭相对过剩的现状,人们在思考能否通过“煤制油”的途径,改变我国能源结构困境。“煤制油”是以煤炭为原料,通过化学加工过程生产油品和石油化工产品的产业。根据化学加工过程的不同路线,煤炭液化可分为直接液化和间接液化两大类。直接液化是把煤炭先磨成煤粉与溶剂(石油馏分)配成油煤浆,然后在高温、高压和催化剂的作用下直接与氢气发生加氢裂化反应,使煤炭直接转化成液体油品。间接液化是煤炭在高温下与氧气和水蒸气反应分解,使煤炭全部气化成合成气(CO+H2的混合物),再在催化剂的作用下进一步合成为液体油品或石化产品。

  煤制油技术成熟

  其实,早在20世纪80年代,中国科学家就积极开展了煤炭直接液化技术研究,先后从德、美、日引进了3套装置在云南、陕西、黑龙江进行项目试验。据国家计委鉴定,3个实验项目全部打通了从煤到油的流程,证实了技术的成熟性和可靠性。

  2001年,为了满足国家能源战略对间接液化技术的迫切需要,国家863计划和中国科学院联合启动了“煤制油”重大科技项目。中科院山西煤化所承担了这一项目的研究。经过一年多的攻关,千吨级中试平台在2002年9月实现了第一次试运转,并合成出第一批粗油品,到2003年底时已运行4次,累计获得了数十吨合成粗油品。科学家们通过攻关,终于在2003年年底从粗油品中生产出了无色透明的高品质柴油。这种柴油产品中的硫氮等污染物含量极低,十六烷值高达75,是目前世界上纯度最高、最优质的清洁柴油,具有高动力、无污染等特点。这种目前世界上最优质的清洁柴油的问世,标志着我国具备了开发和提供先进成套产业化自主技术的能力,并成为世界上少数几个拥有可以将煤变为高品质柴油全套技术的国家之一。

  甘肃省煤炭转化研究中心在煤液化技术上也取得重大进展。甘肃省的煤液化技术在世界上首次采用了配煤方式,把甘肃省的大有煤与天祝煤放在一起,直接液化。据研究人员提供的数据,这两种煤配合起来液化时,油产率是国内目前煤液化实验中最高的。据专家测算,采用煤液化技术,一吨汽柴油的所有成本约1500元左右,而国内近几年一吨汽柴油的平均批发价格在3000元左右。建一个煤直接液化厂,按年产100万吨计算,每年可生产汽柴油80万吨,副产品20万吨。权威机构认为,如果石油的价格高于每桶22美元,煤液化技术将具有竞争力。优化能源结构,积极寻求能源替代,“煤制油”工业化项目的实施,必将为我国经济的发展产生不可估量的影响。

  煤制油利润可观

  平安证券分析师陈亮认为,如果国内煤制油销售价格能够和国际成品油价格接轨,煤制油的毛利率有望保持在30%左右。如果国际油价长期保持100美元/桶以上,煤制油的毛利为了吸引煤化工项目落户,地方政府通常对煤炭资源采取1:1的配比,即发展一个煤化工项目需要多少煤炭资源,就再另外给投资方提供相同数量的煤炭资源,供其用于单纯的煤炭开采。一些上马煤制油的公司因此获得了可贵的煤炭资源。

  我国政府已经批准中国神华、兖矿集团、潞安集团以及伊泰的煤制油项目,其中中国神华采用的是自主开发的煤直接制油技术,计划在2008年年底建成投产。神华集团借煤化工项目在全国布局。据相关资料,神华新疆公司获探矿权、采矿权资源储量约300亿吨;在宁夏获探矿权资源储量228.37亿吨、采矿权资源储量13.01亿吨;在陕西榆林地区探矿权、采矿权资源储量20亿至70亿吨。上述资源总量,是上市公司原有资源量的数倍。兖矿集团、潞安集团以及伊泰均采用煤间接制油技术,潞安集团以及伊泰采用的是山西煤化所的技术。。潞安在新疆借煤制油项目获煤炭资源210亿吨。兖矿在陕西、贵州、新疆获储量超过85.88亿吨,可采储量36.87亿吨。另外,中国神华计划引进南非Sasol的间接制油技术,但仍处于可研阶段。

  另外,根据《成品油市场管理办法》,符合国家产品质量标准的汽油和柴油年生产量在50万吨以上的炼油企业,可以申请成品油批发经营资格。据了解,个别煤制油企业已开始研究自建销售渠道的可行性。

  由于煤制油项目的规模比中试装置放大了100~160倍,在工业化过程中尚有大量工程实践需要解决,估计需要较长时间的调试,短期不会带来明显的经济效益。除了伊泰的煤制油项目在上市公司,其他的煤制油项目均在集团公司,等到时机成熟才能注入上市公司。因此,煤制油板块的投资机会正处于萌芽阶段。

  煤制烯烃有待时日

  乙烯和丙烯传统生产方法是采用石脑油裂解工艺,但因世界油价高企,世界各国开始致力于非石油路线制乙烯和丙烯类低碳烯烃的开发,其中以煤或天然气为原料制甲醇,再由甲醇制低碳烯烃工艺最具潜力。目前国际上成熟的技术主要是MTO和MTP工艺,MTO工艺制得的烯烃主要是乙烯,其次是丙烯、丁烯等。MTP工艺则主要制丙烯及少量的乙烯。

  神华煤制烯烃采用大连化物所与陕西新兴煤化工、中石化洛阳工程公司合作开发的甲醇制低碳烯烃(DMTO)技术,该技术是我国具有自主知识产权、居国际领先地位的创新技术,已经完成5000吨工业化试验,该项目是DMTO技术首次应用于大型工业化装置。

  内蒙古大唐国际锡林郭勒盟煤制烯烃项目引进的是鲁奇公司的MTP工艺技术,产品为聚丙烯及其他副产品(汽油、液化气、乙烯),合计产能46万吨。工艺路线是由甲醇转化为二甲醚后进入3台并联的MTP反应器进行反应,生成烯烃等产品。该工艺路线目前尚没有工业化应用的报导。煤制烯烃项目的进展落后于煤制油项目,而且国际上也没有成熟的工业化经验可以借鉴,需要较长时间的攻关。煤制烯烃和石脑油裂解制烯烃技术路线相比较,在经济上的竞争力取决于甲醇的成本。另外,如果在煤炭产地附近建设工厂,以廉价的煤炭为原料,通过大规模装置生产低成本的甲醇,再将甲醇转化成烯烃,经济上将具有很强的竞争能力。

  但是,如今甲醇价格涨价不断,在一定程度上也限制了煤制烯烃的推广。因此,安信证券分析师认为煤制烯烃的投资机会为时尚早。

  

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