近日，煤化工龙头宝丰能源公开透露，其位于内蒙古鄂尔多斯市的“绿氢+煤”制烯烃项目一期已于3月正式开工建设。项目总产能300万吨/年，其中40万吨是用绿氢替代煤炭进行生产。
“绿氢+煤”制烯烃项目是指利用清洁能源技术——绿色氢能源技术和传统煤化工技术相结合，实现高效、低碳、可持续的烯烃生产的项目。项目的原理是将煤转化为烯烃，并在生产过程中使用绿色氢能源代替传统的煤制气和加氢过程中所需的天然气或重油等化石燃料。这不仅有助于减少化石燃料使用量和二氧化碳排放，促进清洁能源转型和环境保护，还具有优质原料资源、良好的市场前景和经济效益等方面的优势。
1、煤油价差走阔为甲醇带来利润空间
甲醇生产成本主要来自原料，煤价与甲醇成本联动性大。甲醇成本中有约 80%来自原料， 因此化石能源价格变化对甲醇成本的边际影响大。以煤头生产路线为例，将煤炭价格与甲 醇成本做拟合可以得到，二者呈显著正相关（R²=0.7625），煤价每上涨 100 元，甲醇成本 上涨 335 元。 能源价格高企支撑甲醇成本。在当前国际能源价格高位运行的背景下，无论是煤头路线或 是气头路线，原料价格都对甲醇生产成本形成强力支撑。
根据百川盈孚的数据，目前煤制甲醇的成本达到 2461.5 元/吨，其中煤炭成本达到 2011.5 元/吨，占比 81.7%；天然气制 甲醇路线成本 2680 元/吨，原料成本占到 85%。
甲醇价格与油价变动基本保持一致，其次受煤价影响。2019 年至今，甲醇价格与国际原油 价格同步变动，保持较强相关性。2021 年三季度，欧洲天然气紧缺带动能源价格走高，原 油价格小幅上涨，而国内煤价高企对甲醇成本形成较强支撑，并向下游传导，拉动甲醇价 格快速上涨。 近期疫情影响下游开工，甲醇价格上涨动力不足，烯烃装置投产有望支撑甲醇价格。
今年一季度以来，国际油价上涨迅速，但甲醇价格与国际油价走势有差异，主要由于国内春节 临近及冬奥会召开，部分地区下游装置维持低负荷运行或停车状态，甲醇价格受需求偏弱 影响走低。加之 3 月后国内多地疫情频发，运输受限，烯烃等下游装置开工率处于低位， 甲醇价格承压。我们预计随着疫情好转，下游对甲醇需求有望回升。根据百川盈孚，近期 天津、山东地区均有烯烃装置有望开工，甲醇外采有增加预期对甲醇价格形成支撑。
油头制烯烃为主导，甲醇原料对价格控制力弱。烯烃是甲醇的最大下游，占甲醇消费的 56%，其需求量及价格都对甲醇产生传导作用。烯烃的制取主要有三种工艺路线：一是石 脑油制烯烃，二是煤（甲醇）制烯烃，三是丙烷脱氢制烯烃(PDH)，其中以石脑油为原料 生产为主。根据百川盈孚数据，2021 年聚乙烯产能 2246 万吨，煤头占比 21%，石脑油裂 解占比 78.45%，油制烯烃在上游具有较大优势，对价格影响大。煤（甲醇）制烯烃由于 在烯烃生产结构中占比较小，因此议价能力弱，甲醇成为价格接受者。回顾 2008 年以来 烯烃价格与甲醇价格变动情况发现，二者存在高度相关性。
甲醇价格受到油价的直接和间接影响。通过对三者影响路径分析发现，一方面，油价与煤 炭价格变动具有一致性，化石能源间存在替代关系，油价上涨往往伴随煤炭在内的能源品 价格整体上涨，对甲醇价格产生直接拉动作用；另一方面，烯烃在产业链中起到价格传导的关键作用，烯烃价格与油价高度相关，而作为甲醇的最大下游，烯烃价格上涨会促进开工率提高，增加对甲醇需求并对价格产生反向传导。
对三者关系进行中介效应的 sobel 检验，结果发现，油价与甲醇有显著正相关，且可以通过烯烃对甲醇价格产生影响，其中乙 烯的中介效应占到 37.18%、丙烯的中介效应更高，占比为 50.33%，可见烯烃在油对甲醇的价格影响中起到重要作用。
2、碳减排性能分析
甲醇是一种广泛应用于化工行业的替代能源和原料。通过煤气化耦合煤焦化制甲醇工艺生产甲醇，可以替代传统的石油化工产品，减少对石油资源的依赖，从而间接减少石油燃烧所带来的碳排放。
相对于传统的煤焦化工艺，煤气化耦合煤焦化制甲醇工艺在甲醇生产过程中采用了煤气化技术，能够将大部分煤炭中的碳转化为合成气，并用于甲醇合成。这减少了直接燃烧煤炭所产生的二氧化碳（CO2）排放量，从根本上降低了温室气体的排放。
通过优化热能利用和能源回收等措施减少能源消耗，进一步减少间接排放。采用冷凝回收技术和热交换器网络优化，工艺中产生的热能可以被回收利用，减少对外部能源的需求，降低二氧化碳等温害气体的间接排放。
煤气化耦合煤焦化制甲醇工艺还可以与碳捕集和储存（CCS）技术结合，进一步减少工艺中产生的碳排放。CCS技术可以将工艺过程中产生的二氧化碳捕集并封存，避免其直接释放到大气中，达到减少碳排放的效果。
综合考虑以上因素，煤气化耦合煤焦化制甲醇工艺在碳减排方面具有潜力和优势。然而具体的碳减排效果仍受到多个因素的影响，包括工艺设计、操作参数、能源利用效率等。因此需要进行详细的碳减排性能评估和实际数据收集分析。
在进行碳减排性能分析时，可以采用生命周期评估（Life Cycle Assessment，LCA）方法，考虑从原料采集、能源消耗、生产过程、产品使用到废弃物处理等整个生命周期的碳排放情况。通过建立系统边界，收集相关数据并进行模拟和计算，可以评估工艺的整体碳排放量，并与传统工艺进行对比。
此外还可以考虑其他指标来评估碳减排性能，如碳排放强度（carbon intensity）和碳效益（carbon benefit）。碳排放强度是指单位产品所排放的碳量，可以用于评估工艺的碳排放效率。碳效益则是指通过采用该工艺相对于传统工艺所实现的碳减排量，用于评估工艺的环境效益。
值得注意的是，碳减排性能分析不仅仅关注单个工艺的碳排放减少量，还需要综合考虑整个能源体系和产业链的碳减排潜力。从整体上推动低碳经济发展，包括使用可再生能源、提高能源效率等措施，将对碳减排产生更为显著的效果。
综上所述，通过综合考虑煤气化耦合煤焦化制甲醇工艺的碳减排性能分析，可以评估其在减少温室气体排放和推动低碳经济发展方面的潜力和效果。这样的分析有助于指导工艺的优化设计和可持续发展，以实现更低的碳足迹和更高的环境效益。
3、低温单元节能技术
为了进一步提高煤气化耦合煤焦化制甲醇工艺的能源利用效率，降低能源消耗和碳排放，低温单元节能技术被推出来，低温单元节能技术是在煤气化耦合煤焦化制甲醇工艺中用于提高能源利用效率、降低能耗的一系列技术措施。
煤气化耦合煤焦化制甲醇过程中会产生大量的余热。通过余热回收技术，可以将高温废热转化为可再利用的热能。常见的余热回收方式包括采用热交换器网络、冷凝回收等方法，将废热用于预热进料、产生蒸汽或提供其他热能需求，从而降低对外部能源的需求，节约能源消耗。
在甲醇合成过程中，需要大量的蒸汽用于提供热量和驱动反应，通过优化蒸汽发生器的设计和操作参数，可以提高蒸汽发生器的热效率，降低蒸汽消耗。例如采用高效的换热器和节能型锅炉，优化蒸汽产生过程中的水-蒸汽循环，减少能量损失和蒸汽泄漏，从而达到节能目的。
在煤气化耦合煤焦化制甲醇过程中，会产生一些低温废热，如烟气余热、气体冷却后的废热等。通过利用这些低温废热，如采用烟气余热锅炉、废热发电等技术，可以将低温废热转化为电能或其他形式的能量，提高能源利用效率，降低能耗。
通过对煤气化耦合煤焦化制甲醇工艺流程的优化，可以降低能耗和碳排放。例如通过改进反应器设计、优化催化剂的选择和反应条件的控制，可以提高甲醇合成的反应选择性和转化率，减少副反应的发生，从而减少能源消耗和废物产生。
建立废热利用系统也是十分关键的一步，主要是通过废热回收系统，如废热锅炉、废热发电、废热利用循环系统等，将废热用于提供热能需求或发电，从而减少对外部能源的需求。还可以引入先进的能量管理系统，通过监测、控制和优化能源消耗，实现对工艺能源的有效管理。
在煤气化耦合煤焦化制甲醇工艺中，合成气中含有大量的热量。传统工艺中这部分热能通常以废热的形式散失。而通过引入冷凝回收技术，可以将合成气中的热能通过冷凝器进行回收，用于供热或发电等其他用途，从而提高能源利用效率。
煤气化耦合煤焦化制甲醇工艺中存在多个热交换器单元，用于热能的传递和回收。通过对热交换器网络进行优化设计，可以最大限度地利用热能，减少能源消耗。采用先进的优化算法和模拟工具，可以实现热能在不同单元之间的高效传递，从而节约能源并降低碳排放。
低温单元节能技术可以有效地提高能源利用效率，通过废热回收、蒸汽发生器优化等措施，将废热和低温能量转化为可再利用的热能或电能，从而降低能源消耗，通过减少能源消耗和优化工艺流程，从根本上降低工艺中的温室气体排放量，有助于实现低碳经济发展和减缓气候变化。
低温单元节能技术的应用可以实现废热和废弃物的综合利用，废热回收系统可以将废热转化为有用的热能，废弃物可以作为能源来源或原料回收利用，实现资源的循环利用和减少环境污染。
4、低温单元节能技术限制和挑战
某些低温单元节能技术可能需要较高的投资成本和技术支持，且其应用可能受到技术成熟度的限制。新技术的开发和实施需要充分的研发和测试，以确保其可靠性和经济性。
低温单元节能技术的应用需要与整个工艺系统的其他部分进行协调和整合，不同的节能技术可能存在相互影响和耦合关系，因此需要综合考虑各个技术的实施效果，并确保它们相互协调运行，以达到最佳的节能效果。
该技术还可能对某些特定资源需求较大，如水、电力等。在资源供应不足或成本较高的情况下，技术的应用可能受到限制。因此在技术选择和实施过程中，需要综合考虑资源可行性和可持续性。
来源：贤集网
原文链接：https://www.xianjichina.com/special/detail_527738.html
