我國化學能源發展面臨的問題

能源化工，主要指利用石油、天然氣和煤炭等基礎能源資源，通過化學過程制備二次能源和化工產品的過程，主要包括石油化工、天然氣化工和煤化工等。能源化工產品涉及國民經濟和人民生活的各個領域。合成塑料、合成纖維、合成橡膠等關系人們衣食住行的化工產品幾乎全部來自於石油化工；氮肥、甲醇等則主要來源於煤化工和天然氣化工。　　在能源化工領域，占據主導地位的是石油化工。目前，車用燃料的99%以上、所有的航空燃料以及石蠟、瀝青、潤滑油等都來自於石油化工。截至2004年底，我國原油壹次加工能力約為3.1億噸/年，二次加工以催化裂化工藝為主，約為8000萬噸/年。乙烯原料全部來自於石油煉制產品，乙烯產能為608.5萬噸/年，僅能滿足國內乙烯當量需求的不足40%。煤炭的利用仍然是以壹次能源燃燒利用為主，化工利用僅限於以煤制氣生產合成氨和甲醇，2004年占煤炭總消費不足10%，且產品附加值較低，能耗高，汙染大。天然氣的大規模化工利用也主要是合成氨和甲醇，占2004年天然氣消費的不足40%。在當前石油價格高位動蕩的形勢下，以石油化工為主的能源化工面臨前所未有的嚴峻挑戰。　　1. 挑戰之壹：資源尤其是石油資源偏緊，導致能源化工缺乏持續發展的有力保障　　在我國的能源資源結構中，煤炭、天然氣的蘊藏量相對較為豐富，石油資源相對缺乏。近十多年來，我國石油消費量持續快速上升，1993年我國重新成為石油凈進口國；2004年，我國實際生產原油1.75億噸，消費原油3.14億噸，進口量首次突破1億噸，達到1.22億噸，對外依存度高達38.9%。根據國家發展和改革委員會能源研究所的研究，2020年中國石油的需求量將達到4.5億～6.1億噸，屆時石油進口量將達到2.7～4.3億噸，進口依存度將高達60%～70%。　　面對這種情況，近年來我國采取壹系列措施，積極拓寬原油資源來源渠道。從總體看，我國海外石油主要有三個來源。壹是從中東以及南美、非洲國家進口石油。2004年我國從中東進口原油6295萬噸，占全部進口量的50%以上；運輸路線過度依賴馬六甲海域，壹旦國際形勢發生變化，原油保障將會變得極為脆弱。第二個油源是從俄羅斯和中亞地區進口。2004年中國—哈薩克斯坦原油管線正式開工建設，壹期工程輸油能力為1000萬噸/年；另外，中—俄輸油管線經過多次反復，最近俄羅斯基本確定首先保障中國支線的輸油量，並承諾通過鐵路加大對中國的原油出口。這個方向的油源相對較為穩定，但也存在諸多政治、經濟的變數，而且受資源量的限制，預期總輸油量不會超過5000萬噸/年。第三個油源是我國石油公司在國外勘探開發獲得的份額油。2004年，我國三大石油公司在國外油田獲得的份額油達到1750萬噸。由於我國石油公司擁有權益的多數海外油田東道國處於國際政治、經濟沖突的前沿，繼續擴大產量將受到資源量、所在國家政治環境以及國際形勢的影響。國際、國內石油供應的嚴峻形勢，使我國能源化工的持續發展面臨重大的考驗。　　石油資源的緊缺直接影響石油化工的發展。石油資源主要用來煉制作為燃料使用的汽、煤、柴油和用來生產作為乙烯裂解原料的石腦油。根據現有規劃，我國將在“十壹五”期間建成若幹個百萬噸級以上的大型乙烯基地，加上原有乙烯基地的擴能改造，預計2010年乙烯產能將達到1000萬～1500萬噸，作為乙烯裂解原料的石腦油需求量將達到3500萬～4500萬噸。同時，隨著國民經濟的快速發展和人民生活水平的提高，汽車保有量和客貨交通運輸量迅速上升，汽、柴、煤油等燃料油品消費量也將持續增長。因此，煉油工業面臨保石化原料還是保運輸燃料的問題，矛盾異常突出。資源的緊缺和供需之間的矛盾還將直接導致石腦油價格的上漲，使得乙烯和聚烯烴產業面臨成本上升的巨大壓力。　　鑒於上述情況，我們必須壹方面通過技術進步，大力提高輕質油收率，提高石油資源的利用率，另壹方面，大力開發替代能源和資源，采用新型車用燃料替代汽、柴油，盡可能多的把輕質油用於乙烯裂解，同時要積極探索用重質油、煤或天然氣生產低碳烯烴的新途徑，有效降低能源化工的成本。　　2. 挑戰之二：石油資源品質低劣導致加工難度增加，對能源化工技術進步提出了更高的要求　　當前，世界範圍內原油變重、品質變差的趨勢十分明顯。原油資源品質的變化影響成品油的品質和乙烯裂解原料石腦油的品質，使得石腦油的收率降低，裂解性能變差。　　對於我國而言，石油資源品質的變化主要體現在三個方面。壹是我國東部優質石蠟基原油的產量逐年遞減，蒸汽裂解乙烯收率有下降趨勢。這種變化使得必須采用更多的資源、更高的代價才能保障乙烯產量的提升。二是重質、高稠原油產量逐年上升，對這種劣質原油的加工已成為石化企業不得已的選擇。這種原油輕油收率低，必須經過催化裂化、焦化、加氫等復雜過程才能生產合格油品和石腦油。三是進口原油絕大部分是高硫原油。近年來，隨著石油進口量的增加，來自中東、俄羅斯的高硫環烷基、中間基原油所占比例越來越大，這壹方面導致原油加工流程更加復雜，現有設備需要改造才能適應高硫含量的變化；另壹方面，與適用乙烯裂解的低硫石蠟基原油相比，用環烷基原油和中間基原油生產的石腦油，乙烯收率大約降低2～4個百分點。　　與原油資源品質劣質化趨勢明顯相反，成品油質量要求不斷升級，乙烯產能迅速擴張對石腦油的品質也提出了更高的要求。在資源品質下降的情況下，汽、煤、柴油要達到新的排放標準需要付出更高的代價，尤其是硫含量要達到歐III甚至以上標準，需要更多的高壓加氫過程，加工成本大幅上升。在乙烯方面，乙烯產能的競爭在很大程度上將轉化為對原料石腦油的競爭，原料的成本和品質將成為石化企業競爭力的關鍵，石腦油品質和數量的保障將成為乙烯市場的矛盾焦點。這種變化趨勢將迫使能源化工企業通過技術進步，降低劣質原料加工成本；或者采用替代資源，努力提升企業競爭力。　　3. 挑戰之三：環境保護的壓力，迫切需要提高對能源的綜合利用和清潔利用　　能源的消費在促進經濟發展和人民生活水平提高的同時，也給環境帶來汙染，而且，在我國，能源浪費的現象和不合理利用現象仍比較嚴重。據統計，城市大氣中64%的CO、69%的NOX、33%的CO2、40%的懸浮顆粒物和80%的噪聲都是由汽車交通產生的。我國能源消費總量中約有70%為煤炭，其中85%采用效率低、汙染嚴重的直接燃燒方式。每年由於燃煤引發的SO2汙染和酸雨造成的經濟損失已超過1000億元，酸雨面積占到國土面積的三分之壹。顯然，提高資源的綜合利用和清潔利用程度，大力開發能源的清潔利用途徑，實現能源資源和環境的協調發展，已經成為當前經濟和環境保護發展的迫切要求。生產符合環境保護要求的更清潔的汽油、柴油和煤油，是今後幾年我國石油化工面臨的重要任務。　　根據我國治理汽車尾氣汙染排放計劃，北京從2005年7月1日起全面使用歐Ⅲ標準的汽油和柴油，2008年，中國車用燃料要整體達到歐III燃油標準，2010年要與世界先進水平保持同步。當前，要大規模地滿足硫含量低於50μg/g甚至10μg/g以及低芳烴、烯烴等要求，煉廠還需要采取很多的技術措施和更多的資金投入。發展清潔燃料技術壹方面要求改進原油加工工藝，另壹方面還要不斷開發新型替代能源，例如不含硫的天然氣合成油、醇類燃料、氫能等，以解決資源和環境對燃料日益增長的壓力。