煤制乙醇：值不值？行不行？

乙醇汽油行政性试点推广 政策市场艰难博弈 煤制乙醇：值不值？行不行？ 2012-1-15　来源：　作者:朱明琦 关于煤制乙醇的未来发展，目前尚不能下过于武断的定论，但却可以清晰看到它的发展轨迹。 “等工业中试完成后，我们会发表相关方面的数据和观点，现在接受采访为时尚早。但煤制乙醇的前景应该是乐观的，示范成功后，可以进行较大规模生产。当然，这取决于采用何种技术路线。”作为索普合成气制乙醇成套技术研发项目的相关负责人，中科院大连化物所研究员丁云杰十分谨慎地对本刊记者说。 2011年11月1日，江苏索普集团年产3万吨合成气制乙醇成套技术研发项目开工，全面进入工业示范实施阶段。该项目是在索普自主创新基础上，引进大连化物所国家重大科技攻关成果和“973”成果，并联合中国五环工程有限公司共同进行成套技术攻关、项目研发及建设。计划建设期为2年，投产后将形成30万吨装置工艺软件包，建设30万吨级商业化运行装置。这将成为世界首套万吨级煤经合成气制乙醇的工业化装置。 美国塞拉尼斯公司日前也宣布，将以煤作为源头，在南京和珠海新建一至两座工厂，启动其TCX技术生产乙醇。每座工厂能够生产超过100万吨的乙醇，项目获批后可在30个月内启动。 而早在2010年9月，河南煤化集团、中科院生物局和新西兰兰扎泰克就曾联合签署，计划利用煤炭气化生物发酵法来生产乙醇燃料及其它化工产品，并进行开发、试生产和商业化。另据了解，兖矿集团也打算在热电联产的基础上，就煤制气生产乙醇与新西兰郎泽科技公司合作。 也就是说，继煤制油、煤制烯烃、煤制天然气、煤制乙二醇之后，现代煤化工行业又出现了一个新热潮——煤制乙醇。那么目前煤制乙醇技术是否成熟？成本层面是否有竞争力？未来的发展前景究竟如何？丁云杰研究员言语间流露出的谨慎与乐观或许可以窥见一斑。 考虑宏观政策 2011年8月，国家发改委传出消息，《煤炭深加工示范项目规划》年内将择机出台。《规划》明确指出，“十二五”期间现代煤化工将由“适度”发展转为“谨慎”发展，扩大煤制烯烃、煤制天然气两个示范项目的示范范围，对能耗低、水耗低的技术和项目加大推广力度，同时考虑到煤制油示范项目的不成熟，未来可能不再审批新的项目。总体而言，未来五年，现代煤化工将处于“商业示范”与“有序推广”相结合的稳步发展阶段。 煤制乙醇作为煤化工行业的一个新方向，国家目前尚无明确的产业政策。对此，石油和化学工业规划院二处处长李志坚认为，从国家对现代煤化工的产业政策看，煤制乙醇的发展前景应通过示范项目进行科学评价，与煤制烯烃、煤制油、煤制天然气等正在示范的项目相比，在能源效率、经济性、碳排放等方面还要进行综合评价，特别是全生命周期的评价，再决定是否发展。 权衡技术工艺 从上个世纪七十年代末开始，国内外相关单位就在从事煤制乙醇项目的研究，但至今尚未有令人满意的技术应用于工业生产。索普集团项目的开工，是否预示着煤制乙醇技术即将走向成熟？ 曾任西南化工研究设计院院长的冯孝庭向记者介绍，目前煤制乙醇工艺路线主要分为四种： ①煤→合成气→甲醇→乙烯→乙醇 ②煤→合成气→甲醇→醋酸→ 乙醇→醋酸乙烯 ③煤→ 合成气→乙醇（需要Rh作催化剂） ④煤→合成气→低碳醇→乙醇/丙醇等 在冯孝庭看来，选择煤经合成气直接制乙醇的方法，从化学角度看当然最好，因为工业流程短，煤耗、能耗和投资成本可能会低些。但还要看该方法的具体技术指标，特别是催化剂的选择及指标。同时，还应从工程角度去分析讨论其优势和问题。目前他正在与自己的团队进行煤经合成气直接制乙醇相关技术的攻关。 而索普集团已开工的项目是采用第二条路线，即利用合成气制甲醇，甲醇制醋酸，然后经两步加氢实现煤制乙醇，充分利用了索普每年150万吨的醋酸生产能力以及成熟的醋酸生产技术。据丁云杰介绍，目前正在进行工业中试，如果示范成功，将进行大规模工业中试，煤制乙醇的前景应该是乐观的。中科合成油工程有限公司高级工程师唐宏青也认为，合成气经醋酸加氢制乙醇这个路线最有希望，成本也可能最低，还可以解决国内醋酸产能过剩的问题。据估计，醋酸加氢制乙醇，每吨乙醇理论上消耗醋酸1.304吨、氢气973立方米，产生391千克水。 众所周知，催化剂是决定化工工艺成熟与否的关键因素。早在2011年1月份，塞拉尼斯公司就将利用铂/锡催化剂从醋酸直接而有选择性生产乙醇的TCX技术申请了专利（USP7863489）。塞拉尼斯表示，醋酸和氢气藉助以氧化硅、石墨、硅酸钙或铝硅酸盐为载体的铂/锡催化剂，在气相和约250℃下，可选择性地生成乙醇。 从上可知，行业内专家对采取何种工艺制乙醇仍都有着自己的坚持，目前也尚未有实现工业化的装置，煤制乙醇技术离成熟还存在一段距离。但随着索普新技术全面进入工业示范阶段，将为煤制乙醇发展的可行性增添重要的砝码。“我确信，未来几年内令人较满意的煤制乙醇技术应该可以攻克。”冯孝庭这样认为。 比较成本优势 以煤为原料制乙醇和以前的乙醇生产路线相比较，是否具有一定的成本优势？这一问题是制约其发展的重要因素。 据丁云杰估计，煤制乙醇的生产成本最低能控制在6500元/吨左右（指无水乙醇，现在市场价在8000元/吨上下）。当然，生产成本还取决于煤的成本。 目前我国主要采用传统的粮食发酵法制乙醇，市场价格达到了7000元/吨。而国内纤维素乙醇还处中试阶段。据各企业的公开数据，成本为7000～8000元/吨。如果煤制乙醇生产成本能维持在6500元/吨，比粮食乙醇和纤维素乙醇的成本都低些。李志坚表明了他的担忧：“按目前的政策，煤制乙醇的成本要低于粮食和纤维素乙醇，但如果征碳税，成本上就难说了。” 另一方面，我国乙醇最大的下游市场是和汽油调配形成车用燃料，即乙醇汽油。那它与同作为新型替代燃料的甲醇燃料相比是否有竞争力呢？对此，全国醇醚燃料及醇醚清洁汽车专业委员会副会长方德巍给出的是否定的。据他介绍，煤制乙醇按照化学反应计算，64吨合成气产46吨乙醇和18吨水，即1.4吨合成气生产1吨乙醇，合成气转化率为71%。而煤制甲醇基本是1吨合成气转化为1吨甲醇，转化率接近100%。此外，合成气制乙醇在技术上比制甲醇要难得多，所得产物比较复杂，粗产品还需加氢和精制处理，催化剂成本很高。 塞拉尼斯公司则认为，其TCX工艺可使生产出的乙醇相当于60美元/桶原油价格下生产的汽油价格，可在中国、印度、CIVETS国家（哥伦比亚、印度尼西亚、越南、埃及、土耳其、南非）和澳大利亚获得应用潜力。 分析市场供求 我国工业乙醇的主要使用途径为：溶剂、化工原料以及车用燃料。 在化工原料领域，索普集团已打算将其付诸实践——用煤制出的乙醇用来合成醋酸乙酯。据业内人士介绍，中国当前每年消耗工业级乙醇约300万吨。单单我国醋酸乙酯产能就已达到200万吨左右，消耗的乙醇为120万吨。用煤制乙醇生产下游化工产品，不仅能降低生产成本，而且能大大减少对粮食乙醇的依赖。 李志坚认为，还有一种可能，就是如果乙醇成本低，可脱水后生产乙烯，用于精细化工产品。 在车用燃料领域，煤制乙醇是否能打开市场呢？ 中国石化联合会科技部副主任王秀江告诉记者，我国石油缺口较大，同时国家2006年叫停粮食乙醇，纤维素合成乙醇技术则尚未成熟，且只能解决一部分液体燃料短缺问题。虽然煤炭对我国来说并不富裕，但相对于其它能源资源来说仍可忍受。若每年将煤炭产量的1/8用于车用液体燃料的生产，可生产几千万吨的替代燃料，从总的能源供应角度不会带来很大的不平衡。因此，发展煤基醇醚燃料的替代是我国能源发展的战略方向。 有数据显示，被列入国家发改委《煤炭深加工示范项目规划》的各类煤化工项目已达37个，总投资预计达到7000亿元。现代煤化工产业正在成为各路资本竞相追逐的蓝海。作为新的发展方向——煤制乙醇也顺势加入到这场煤化工盛宴中。关于它的未来发展，是乐观还是悲观，目前尚不能下过于武断的定论，但我们却可以清晰看到它的发展轨迹——实现技术、装置的工业化突破，优先做好产业化示范，根据示范结果进行综合评价，再去确定是否应大规模发展。