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注，相關部門和企業(yè)家把目光投向了“煤變油”技術。
中科院山西煤炭化學研究所經過三年努力，今年10月在煤合成液體燃料的核心技術方面實現了中試階段技術突破，已完成1500小時中試運轉，可用煤生產出高品質合成油品。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”中的關鍵技術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。
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。據業(yè)內人士預計，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，年產量達10億噸，煤炭在能源消費結構中仍占60％以上。專家認為，通過煤炭液化合成油是實現我國油品基本自給的現實途徑之一，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，山西也有望實現從單純賣煤向提供石油資源的身份轉換。煤產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”夢想成現實的歷程與應用
“煤變油”已經有百年科研基礎，分直接液化和間接液化兩種。直接液化技術是在高溫高壓條件下，通過加氫使煤中復雜的有機化學結構直接轉化為液體燃料，在進行提質加工后可生產潔凈優(yōu)質的汽油、柴油和航空燃料，生產條件要求苛刻。間接液化是將煤首先制成合成氣，合成氣再經催化合成轉化成汽柴油，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，雖取得技術上的進步，卻難以提升至產業(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技術研究。2001年，國家863計劃和中科院聯合啟動了“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，經過一年多攻關，千噸級中試平臺在2002年9月實現了第一次試運轉，并合成出第一批粗油品，到2003年底時已運行四次，累計獲得了數十噸合成粗油品。其核心技術費托合成的催化劑、反應器和工藝工程也取得重大突破。到今年，四次運轉共計3500多個小時積累的經驗已為今后建立示范工廠奠定基礎，將進入規(guī)�；a的前期。
在太原市高新技術開發(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出無色透明的高品質柴油。這種產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。據所長孫予罕介紹，這一技術具有明顯的環(huán)保效益。煤合成油技術的生產過程可以實現脫硫處理，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品，如乙烯、丙烯、蠟、醇、酮、化肥等，綜合經濟效益十分可觀。
誘人前景與無法預見的風險
“煤變油”技術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年內提供每年生產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，在全國經濟分布和生產力布局中具有承東啟西的區(qū)位優(yōu)勢，較之陜西、內蒙古、寧夏、新疆等西部產煤省交通方便，具備發(fā)展煤液化產業(yè)的條件。
從經濟角度看，建立年產6000萬噸油品的煤液化合成油的產業(yè)規(guī)模將達到每年1800－2200億元的產值，上繳四五百億元的利稅。煤合成油在價格方面也具有相當的競爭力。目前，南非年產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控范圍22———28美元。去年這家公司產值達40億美元，實現利潤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，完全可以實現保本運行。而一旦萬噸級的裝置投入運行，就會產生規(guī)模效益，大大降低生產成本，產品完全有能力參與市場競爭。
據孫予罕所長介紹，在南非生產400萬噸的油品，還能產生200萬噸的副產品，這些副產品一方面是在合成過程中產生，一方面是對產品的再加工，形成產業(yè)鏈，下游產品越多，形成的經濟效益越多。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”的相關產業(yè)，將有20－30萬人的直接和間接產業(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業(yè)的框架協(xié)議”，根據這項協(xié)議，在今后5－10年內，山西省將依托自己的煤炭資源優(yōu)勢，借助產業(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、多聯產特大型企業(yè)集團。
煤合成油技術已經“柳暗花明”，然而項目完成產業(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1500個小時是個突破，但是實現工業(yè)化生產還需要一段時間。建立第一個示范工廠，要能夠實現正常的產業(yè)化首先要有龐大的資金投入，據專家介紹，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，由于技術人員沒有相關經驗，在技術和管理上都存在著風險，同時還需要技術力量的儲備，對技術人員的培訓，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)揮市場經濟的優(yōu)勢，另一方面國家能源戰(zhàn)略不完全是市場經濟，國家的導向和投入是相當大的，這個因素也是很重要的。
