今年下半年以來，居高不下的油價引發(fā)了人們對國家能源安全問題的關(guān)注，相關(guān)部門和企業(yè)家把目光投向了“煤變油”技術(shù)。
    中科院山西煤炭化學研究所經(jīng)過三年努力，今年10月在煤合成液體燃料的核心技術(shù)方面實現(xiàn)了中試階段技術(shù)突破，已完成1500小時中試運轉(zhuǎn)，可用煤生產(chǎn)出高品質(zhì)合成油品。在中科院山西煤化所整潔明亮的辦公室里，所長孫予罕對這項自主研制的技術(shù)充滿了信心。目前，“煤基液體燃料合成漿態(tài)床工業(yè)化技術(shù)”中的關(guān)鍵技術(shù)通過中科院成果鑒定，形成可建16萬噸工業(yè)示范工廠的技術(shù)。
    嚴峻的能源形勢與新的歷史機遇
    過去10年，我國石油需求量幾乎翻了一番，成為繼美國之后第二大能源消費國。能源消耗速度加快，而能源儲備嚴重不足。據(jù)業(yè)內(nèi)人士預計，到2010年，中國石油缺口將至少在一億噸以上。山西每年消耗汽油150萬噸，柴油200萬噸，按照成品油價每噸上漲100元計算，山西每年將會有三四億元流失。
    另一方面，我國有著豐富的煤炭資源，已探明煤炭儲量達1萬億多噸，年產(chǎn)量達10億噸，煤炭在能源消費結(jié)構(gòu)中仍占60％以上。專家認為，通過煤炭液化合成油是實現(xiàn)我國油品基本自給的現(xiàn)實途徑之一，同時也將使我國的能源安全戰(zhàn)略得到進一步鞏固。山西的煤炭儲量占全國已探明儲量的1／3，是世界上少有的幾個特大型煤炭基地之一。在這場歷史機遇面前，煤炭被賦予了新的使命，山西也有望實現(xiàn)從單純賣煤向提供石油資源的身份轉(zhuǎn)換。煤產(chǎn)油思路符合國家能源戰(zhàn)略，更適用于山西清潔能源基地建設。
    “煤變油”夢想成現(xiàn)實的歷程與應用
    “煤變油”已經(jīng)有百年科研基礎，分直接液化和間接液化兩種。直接液化技術(shù)是在高溫高壓條件下，通過加氫使煤中復雜的有機化學結(jié)構(gòu)直接轉(zhuǎn)化為液體燃料，在進行提質(zhì)加工后可生產(chǎn)潔凈優(yōu)質(zhì)的汽油、柴油和航空燃料，生產(chǎn)條件要求苛刻。間接液化是將煤首先制成合成氣，合成氣再經(jīng)催化合成轉(zhuǎn)化成汽柴油，操作條件溫和，幾乎不依賴煤種。我省儲量92％以上的煤不適合直接液化。
    “煤變油”是20世紀20年代德國的兩位科學家發(fā)明的。由于石油危機等因素的影響，美、日、蘇、荷蘭等國都加入了煤炭液化新技術(shù)的研究行列，但因這些發(fā)達國家煤價過高，勞動成本又十分昂貴，雖取得技術(shù)上的進步，卻難以提升至產(chǎn)業(yè)化日程上來，致使“煤變油”喪失市場。很多人認為，中國作為世界第一煤炭大國、第一人口大國，這兩項成本較低，煤液化的商業(yè)利用前景廣闊。
    中國科學家早在20世紀80年代就積極開展了相關(guān)技術(shù)研究。2001年，國家863計劃和中科院聯(lián)合啟動了“煤變油”重大科技項目。中科院山西煤化所承擔了這一項目的研究，科技部投入資金6000萬，省政府投入1000萬和本地企業(yè)的支持，經(jīng)過一年多攻關(guān)，千噸級中試平臺在2002年9月實現(xiàn)了第一次試運轉(zhuǎn)，并合成出第一批粗油品，到2003年底時已運行四次，累計獲得了數(shù)十噸合成粗油品。其核心技術(shù)費托合成的催化劑、反應器和工藝工程也取得重大突破。到今年，四次運轉(zhuǎn)共計3500多個小時積累的經(jīng)驗已為今后建立示范工廠奠定基礎，將進入規(guī)模化生產(chǎn)的前期。
    在太原市高新技術(shù)開發(fā)區(qū)的中科院山西煤化所基地上，千噸級中試裝置正在運行，科學家們從粗油品中生產(chǎn)出無色透明的高品質(zhì)柴油。這種產(chǎn)品中的硫氮等污染物含量極低，符合國際上的歐四標準，具有高動力、無污染等特點。據(jù)所長孫予罕介紹，這一技術(shù)具有明顯的環(huán)保效益。煤合成油技術(shù)的生產(chǎn)過程可以實現(xiàn)脫硫處理，成為一種潔凈能源。煤合成油的同時，還可以開發(fā)出附加值很高的上百種產(chǎn)品，如乙烯、丙烯、蠟、醇、酮、化肥等，綜合經(jīng)濟效益十分可觀。
    誘人前景與無法預見的風險
    “煤變油”技術(shù)在我省從煤炭資源角度看，具有分布廣、埋藏淺、儲量大、易開采等特點，儲量超過1500億噸，完全具備在100－200年內(nèi)提供每年生產(chǎn)6000萬噸煤合成油的原料煤能力；成本方面，我省的原煤制造成本居全國最低水平（小于50元／噸）。另外，我省地處全國能源消費扇面中心，在全國經(jīng)濟分布和生產(chǎn)力布局中具有承東啟西的區(qū)位優(yōu)勢，較之陜西、內(nèi)蒙古、寧夏、新疆等西部產(chǎn)煤省交通方便，具備發(fā)展煤液化產(chǎn)業(yè)的條件。
    從經(jīng)濟角度看，建立年產(chǎn)6000萬噸油品的煤液化合成油的產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達到每年1800－2200億元的產(chǎn)值，上繳四五百億元的利稅。煤合成油在價格方面也具有相當?shù)母偁幜ΑＤ壳�，南非年產(chǎn)500萬噸合成油品的薩索爾公司的合成油成本為每桶19．7美元，低于國際石油輸出組織的價格調(diào)控范圍22———28美元。去年這家公司產(chǎn)值達40億美元，實現(xiàn)利潤12億美元。
    中科院煤化所首席專家李永旺研究員說，目前，我國石油企業(yè)的汽油出廠價為每噸2900元左右，柴油出廠價為每噸2500元左右。如果在山西建起“煤變油”項目的萬噸級示范工廠，預計為每噸2300元，扣除合成油品的成本，完全可以實現(xiàn)保本運行。而一旦萬噸級的裝置投入運行，就會產(chǎn)生規(guī)模效益，大大降低生產(chǎn)成本，產(chǎn)品完全有能力參與市場競爭。
    據(jù)孫予罕所長介紹，在南非生產(chǎn)400萬噸的油品，還能產(chǎn)生200萬噸的副產(chǎn)品，這些副產(chǎn)品一方面是在合成過程中產(chǎn)生，一方面是對產(chǎn)品的再加工，形成產(chǎn)業(yè)鏈，下游產(chǎn)品越多，形成的經(jīng)濟效益越多。同時直接就業(yè)人群2萬，而間接就業(yè)可達20萬人。如果在山西省一些較為落后地區(qū)建立“煤變油”的相關(guān)產(chǎn)業(yè)，將有20－30萬人的直接和間接產(chǎn)業(yè)隊伍，一座新的工業(yè)城市將會崛起。在過去的幾十年里，山西在省市區(qū)經(jīng)濟的互動中，始終處于國家工業(yè)體系的最底層，只提供廉價的原始資料�！懊鹤冇汀奔夹g(shù)無疑給山西發(fā)展煤基燃料，建設新型能源和工業(yè)基地提供了很好的機遇。
    2001年4月，中科院煤化所與山西省政府簽署了“發(fā)展山西煤間接液化合成油產(chǎn)業(yè)的框架協(xié)議”，根據(jù)這項協(xié)議，在今后5－10年內(nèi)，山西省將依托自己的煤炭資源優(yōu)勢，借助產(chǎn)業(yè)化部門的加盟，通過國家投資和社會融資方式，在朔州和大同幾個煤田之間建成一個以百萬噸煤基合成油為核心的、多聯(lián)產(chǎn)特大型企業(yè)集團。
    煤合成油技術(shù)已經(jīng)“柳暗花明”，然而項目完成產(chǎn)業(yè)化還有很多困難，屬于風險投資。當前的成功還停留在中試階段，連續(xù)運轉(zhuǎn)1500個小時是個突破，但是實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)還需要一段時間。建立第一個示范工廠，要能夠?qū)崿F(xiàn)正常的產(chǎn)業(yè)化首先要有龐大的資金投入，據(jù)專家介紹，建立16萬噸的示范廠需要18個億的資金啟動。示范廠建成后，由于技術(shù)人員沒有相關(guān)經(jīng)驗，在技術(shù)和管理上都存在著風險，同時還需要技術(shù)力量的儲備，對技術(shù)人員的培訓，耗資巨大。
    中科院煤化所首席科學專家李永旺認為目前人們對這個問題關(guān)注過熱，此項目可做但不是誰都能做，要清醒考慮。
    孫予罕所長認為山西豐富的煤炭資源為石油替代燃料的發(fā)展提供了條件。國家要做這件事，我們要盡量爭取，一方面是發(fā)揮市場經(jīng)濟的優(yōu)勢，另一方面國家能源戰(zhàn)略不完全是市場經(jīng)濟，國家的導向和投入是相當大的，這個因素也是很重要的。