煤炭仍是能源消费主流

2021年，全球的能源供给总量约140亿油当量（1吨原油当量相当于40百万英热，约1111立方米天然气），在转换过程中损耗45亿吨，总体的需求约95亿吨。全球能源一次能源消费的总量仍在上升，预计2030年将达到160亿吨。化石能源的比重依然较大，但煤炭的比重在下滑，可再生能源比重在不断提升，这也是增量消费的主要来源。到2030年，煤油气仍是主要的能源来源，预计煤消费的比重从27%降为21%；原油消费从30%增长为31%，原油需求仍有微弱的增长；天然气作为清洁能源的需求还将继续放大，但比重基本保持在24%左右。

(资料图)

煤炭需求在未来10年将出现较大下滑，特别是东北亚煤炭投资开采减少带来需求的下滑。在雄心勃勃的“双碳”政策下，可再生能源消耗预计将以每年约10%的速度增长，未来10年的需求增量达30%。但煤油气合计占能源消费比重依然高到75%，中期仍是能源消费的主流。

以中国为代表的东北亚是全球最大的一次能源消费地，2020年消费约42亿吨油当量，占全球30%；其次是北美18%、西欧10%和印度8%。过去十年，东北亚（特别是中国）成为全球制造中心，需要更多的能源；西欧和北美则有所下降，主要是能源效率提升的结果；印度需求增长最快，年均3%，但煤炭仍然是该地区主要能源。未来十年，预计东北亚能源消费将达到46亿吨标油，依然是全球最大的能源消费地。其中印度的增长迅猛，年均增速超过3%，2030达到15亿吨油，其他地区需求增长缓慢。

中国煤化工能评趋于严格

煤炭被确定为全球温室气体排放的主要来源，煤炭的投资开采活动萎靡，供需短期错位，长期消费放缓。煤炭的消费将从2020年的37亿吨油当量降至2030年的33亿吨，降幅约10%。在煤炭消费方面，全球存在着巨大的反差：煤炭消费的60%来自东北亚，印度占13%，北美占8%。煤炭是中国独特的资源禀赋，“双碳”背景下的煤炭发展面临阻力，煤炭利用的减碳技术成为热点。碳中和政策的推行叠加全球局部冲突，导致全球石油和天然气价格走高，欧洲不堪重负，有重返煤炭利用的苗头。

中国承诺到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降 40%~45%；二氧化碳排放2030年左右达到峰值并争取尽早达峰，单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降60%~65%；在2060年前实现碳中和，即零碳排放。在“双碳”政策推动下，伴随清洁能源电力技术的成熟，成本不断下降，产业收益上升，中国的能源消费结构得以优化，以水、风和光伏为代表的可再生能源占比将从2020年的14%增长到2050年的50%，而煤炭的占比将从55%跌至14%。在国家层面，煤化工碳排放要纳入环评，煤化工能评趋于严格。煤化工的能耗高，已经审批未建项目能评过关严格；而新建煤化工项目审批严格，且发展主要聚焦于四大煤化工基地。

合成气为煤化工产业链最重要的中间产物

具有代表性的煤化工产品主要是甲醇、乙二醇、合成氨及煤制烯烃。而这些产品，都离不开合成气。从煤化工产业链来评估，合成气是最为重要的中间产物，可往下延伸多个新兴领域，可谓得合成气者得天下。煤经过气化制成合成气，合成气的主要成分是一氧化碳和氢气，根据质量占比，氢气占53%，一氧化碳占33%，其余是氮气7%、二氧化碳6%、甲烷1%。氢气和一氧化碳都是非常重要的还原剂，基于这两种重要的原料，可以向下游生产甲醇、乙二醇，甲醇结合一氧化碳又可以衍生出醋酸、碳酸二甲酯（DMC）和二甲基甲酰胺（DMF）等产品。而煤制乙二醇的重要中间产品草酸二甲酯需要加氢制得乙二醇，氢气在煤化工领域最为重要的下游就是生产合成氨，再往下制得尿素。

在海外，比如北美和中东，天然气非常丰富，氢气通常是通过天然气蒸汽重整获得，从而向下延伸生产合成氨、甲醇等产品。电石是相对关键的资源，可生产聚氯乙烯（PVC）或者1，4-丁二醇（BDO）（可作为氨纶或可降解材料的原料）。但石化化工重点行业严格能效约束推动节能降碳行动方案（2021—2025年）明确指出，小于10万吨/年规模的电石装置要退出，新增的电石产能相对有限。这也使得以万华化学为代表的企业选择天然气资源丰富的四川，通过天然气氧化重整制得乙炔，再向下延伸生产BDO-聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）产业。

做好节能减排将持续受益

“双碳”政策下的煤化工，由于新增项目审批严格，存量资产只要将节能减排的工作做好，将会持续受益。甲醇在中国的产量占比超过70%，而海外以天然气为原料，随着油气资源的成本攀升，传统的煤制甲醇或者焦炉尾气制甲醇的企业将迎来较好的投资收益；而对于乙二醇而言，由于新增产能过快，同时煤制乙二醇的品质与传统工艺仍有一定的差距，开工率基本保持在40%~50%的水平，长期而言竞争力较弱；对于煤制烯烃而言，当油价高于60美元/桶的时候，成本经济性就会低于石脑油裂解和单纯外采甲醇的甲醇制烯烃技术（MTO）。

同时，煤化工还可通过电石法生产乙炔，向下延伸到BDO，直至PBAT，一体化的装置具有较好的成本经济性。PBAT在2025年的市场需求空间预计为250万吨左右。而经由甲醇（无论是煤制甲醇，还是焦炉尾气制的甲醇）往下还可以延伸至DMF和DMC（如华鲁恒升），前者主要用于合成革的溶剂，而后者除了工业级DMC外，电池级DMC是锂电池的电解液溶剂，属于新能源赛道。

氢气是碳中和的良药，从氢产业链条来看未来大有可为。全球的碳排放接近70%都可被氢气替代，氢气从制备、存储、运输和下游应用均存在很大的发展空间，也是目前投资的热点。目前化石原料是氢气的主要来源，但随着电解水技术的提升带来成本下降，绿氢的发展空间变大，逐渐成为发展的主流趋势。但氢气的运输始终是困扰业界的问题，由于氢气的沸点在零下252℃，所以液化运输成本较高。而将可再生能源电解水制得的绿氢，与氮气结合成绿氨成为国外探索的主要方向。

由于合成氨的沸点在零下30多度，与液化石油气（LPG）接近，所以可以通过LPG的船或者槽车来进行绿氨运输。日本第一条用绿氨为动力燃料的船已经下水；北欧开始进口绿氨并与二氧化碳反应自制尿素；欧洲也在探索将绿氨运输到目的地后将氢气释放出来作为氢燃料电池的用途；氮肥巨头OCI NV正扩建鹿特丹氨进口码头，吞吐量超过300万吨。

作者：国家能源局软科学专家库成员 赵军

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