煤炭是化工不可或缺的原料，也是煤炭产业链上的碳排放大户。日前印发的《中共中央国务院关于加快经济社会发展全面绿色转型的意见》提出，推动包括化工、石化和钢铁等传统产业绿色低碳改造升级，并加强化石能源清洁高效利用。
近年来，技术创新和政策支持促进现代煤化工与新能源耦合发展，实现更高效、环保的能源利用。未来，煤化工清洁高效发展将盯准科技创新和多产业融合，坚持高端化、多元化、低碳化发展。
煤炭地位短期难被取代
近年来，随着传统煤炭企业向煤化工转型，我国煤化工产业规模稳步增长。2023年，煤（甲醇）制烯烃产能为1865万吨，较2019年增长17.9%；煤制气产能67.1亿立方米，较2019年增长33.3%；煤制乙二醇产能1118万吨，较2019年增长131.5%；煤制油产能1138万吨，较2019年增长23.56%。
煤制油、煤制天然气可为国家能源安全提供战略支撑和应急保障。通过煤化工过程生产的烯烃、乙二醇、甲醇等化工原料，可广泛用于生产塑料、合成纤维、合成橡胶、医药等产品，有助于减少对外依赖，提高石化产品自给能力。
但同时，煤化工行业长期以来是煤炭产业链上的碳排放大户。“由于现代煤化工工艺中调氢反应不可缺失，因此耗水与碳排放较多，由‘三废’特别是煤化工废水引起的环保问题突出。”中国矿业大学（北京）教授刘淑琴告诉《中国能源报》记者。
然而，在中国化工领域，煤炭短期内其很难被其他原料完全取代，因此其清洁高效利用成为关键。刘淑琴表示，通过采用节能、降碳、节水、减污技术，提高资源能源利用效率，并积极探索二氧化碳捕集利用与封存等技术，现代煤化工产业正向绿色低碳方向转型。
技术创新仍有空间
以合成氨和甲醇为例，权威统计显示，大多数国家以天然气为主要原料，而我国约80%的合成氨和甲醇由煤炭制成，导致煤化工行业碳排放强度较高。氢作为合成氨和甲醇的原料气，生产1公斤煤制氢会排放约11公斤二氧化碳，相比之下，天然气制氢的碳排放可减少一半。
中国煤炭工业协会发布的《2023中国煤炭工业发展报告》指出，煤炭清洁高效利用最主要的方向是煤化工，而技术创新不足仍是制约现代煤化工产业高质量发展的瓶颈，尤其是缺乏下游产品高端化核心技术，且产业链较短。
“当前，煤化工能源利用与资源转化效率偏低、初级产品多，精细化、差异化、专用化下游产品开发不足，导致产业竞争力不强。”刘淑琴指出，我国现代煤化工科技创新需在共性关键技术、前沿引领技术、现代工程技术、“卡脖子”技术，以及部分重大装备、重要材料上实现新突破。“面对产业链短、产品结构相对单一、基础产品占比过高的情况，我国煤化工需要向高端化、多元化、低碳化方向发展，避免同质化、低水平重复建设。
探索与新能源融合
“近年来，国家出台一系列政策，鼓励现代煤化工与新能源技术结合，如氢能产业的发展规划和支持煤化工与绿电、绿氢、绿氧等产业耦合示范。”刘淑琴称，部分现代煤化工产品是新能源产业的关键材料，例如煤液化沥青可为电池产业提供负极原料。“另一方面，储能技术也可为煤化工提供灵活的节能减排方案。”
据了解，目前在建的宝丰能源煤基新材料项目采用绿氢与现代煤化工融合生产工艺，烯烃总产能300万吨/年，其中40万吨将依托配套建设的风光制氢一体化项目。相比纯煤方案，该项目有望增加甲醇产量122.89万吨/年，节约标准煤253万吨/年，减少碳排放量631万吨/年。
煤炭企业在原料开发方面的优势也可延伸至煤化工项目。近期，位于内蒙古鄂尔多斯的山东能源集团内蒙古荣信化工有限公司烯烃项目开建。“一二期项目原料煤和气化煤部分利用达拉特旗周边煤矿产品。向南300公里范围内不仅有为煤制烯烃配套建设项目，还有集团内部煤矿企业的煤矿，节省了原料运输成本。”该项目相关负责人表示，项目采用的技术设备可减少蒸汽用量，降低循环水用量，减少污水处理量，并接入部分绿电，提高清洁能源利用比例。
