2023年煤制油行業(yè)市場發(fā)展現(xiàn)狀分析及未來投資戰(zhàn)略可行性評(píng)估咨詢

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（1）煤制油行業(yè)概況：

1）技術(shù)路線與產(chǎn)品特點(diǎn)：煤制油是以煤為原料，在一定的溫度、壓強(qiáng)下，通過化學(xué)加工過程生產(chǎn)液體燃料或原料的工藝過程。煤制油的技術(shù)路線主要包括直接液化和間接液化，主要產(chǎn)品包括柴油、汽油、石腦油、航空煤油、LPG及煤基化學(xué)品等。

①技術(shù)路線：當(dāng)前，規(guī)模化運(yùn)營的煤制油項(xiàng)目采取的技術(shù)路線主要包括直接液化和間接液化。兩種技術(shù)路線的具體情況如下：

--直接液化技術(shù)：

a.工藝過程：直接液化是將煤在高溫、高壓的條件下，通過催化加氫生成液態(tài)燃料、原料及其他化學(xué)品的過程。直接液化主要工藝過程包括原料煤破碎與干燥、煤漿制備、加氫熱解液化、固液分離、氣液提純和精制以及殘?jiān)厥绽茫磻?yīng)過程中產(chǎn)生的含硫氣體、油渣、酸性水、含硫污水可經(jīng)過回收裝置處理后再循環(huán)利用。

煤制油直接液化技術(shù)示意圖分析

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b.技術(shù)特點(diǎn)：直接液化的優(yōu)點(diǎn)是工藝步驟簡單、油品產(chǎn)率高，缺點(diǎn)是對(duì)煤種要求較高，反應(yīng)條件苛刻，產(chǎn)物組成復(fù)雜，設(shè)備開發(fā)和操作難度大等。從產(chǎn)業(yè)化角度看，煤直接液化工業(yè)化運(yùn)行規(guī)模較小，目前，國內(nèi)僅有神華直接液化項(xiàng)目一套產(chǎn)業(yè)化裝置正在運(yùn)行。

--間接液化技術(shù)：

a.工藝過程：間接液化技術(shù)先將煤炭氣化制成合成氣（CO與H2），再以合成氣為原料，在適當(dāng)條件下發(fā)生費(fèi)托合成反應(yīng)生產(chǎn)液體燃料、原料和其他化學(xué)品。費(fèi)托合成反應(yīng)是指合成氣在催化劑的作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成不同鏈長（C1-C100）的油品及化學(xué)品的過程。

部分國家出于自身能源資源稟賦的考慮，將合成氣制備的原料從煤擴(kuò)展至天然氣等其他含碳原料，再進(jìn)一步通過相同的間接液化環(huán)節(jié)生成液體產(chǎn)品。因此，原料多樣性也成為間接液化技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于碳基能源轉(zhuǎn)化為可用燃料和化學(xué)品的原因之一。

間接液化技術(shù)示意圖分析

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b.技術(shù)特點(diǎn)：間接液化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)包括：首先，間接液化適用的原料來源廣泛，除了煤炭和天然氣外，間接液化還可以生物質(zhì)、廢棄物等幾乎任何含碳物質(zhì)為原料，為可再生資源制油及廢物有效再利用提供可能；其次，間接液化對(duì)反應(yīng)條件要求低，液化過程中的關(guān)鍵步驟費(fèi)托合成反應(yīng)可在較為溫和的條件下（200-340℃，2.0-3.0MPa）進(jìn)行；此外，間接液化通過合成氣凈化過程，將其中的硫、氮元素除去，可生產(chǎn)出無硫、無氮的清潔汽柴航油品以及種類豐富的高端化學(xué)品。間接液化技術(shù)的缺點(diǎn)是反應(yīng)物均為氣相，設(shè)備體積相對(duì)較大，投資和運(yùn)行費(fèi)用略高，合成副產(chǎn)物較多。

由于間接液化技術(shù)具備較廣的原料適用性，工藝條件相對(duì)緩和，可以通過工藝條件調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，是目前國內(nèi)應(yīng)用較為廣泛的技術(shù)路徑。間接液化與直接液化技術(shù)路線對(duì)比情況如下表所示：

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c.技術(shù)路線：間接液化過程中，費(fèi)托合成工藝是制備液體燃料及化學(xué)品的關(guān)鍵化學(xué)反應(yīng)，該反應(yīng)過程的效率提升和產(chǎn)品組成調(diào)整需要結(jié)合費(fèi)托合成反應(yīng)器技術(shù)、催化劑配方及反應(yīng)條件等因素綜合考慮，以形成最佳的費(fèi)托合成技術(shù)方案。費(fèi)托合成反應(yīng)器為費(fèi)托合成反應(yīng)過程提供合適的場所，屬于煤制油項(xiàng)目中的核心裝備。根據(jù)技術(shù)屬性的不同，費(fèi)托合成反應(yīng)器可以分為固定床、流化床和漿態(tài)床。

固定床反應(yīng)器是指流體通過靜態(tài)固體顆粒形成的床層并進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的設(shè)備。其優(yōu)點(diǎn)是操作簡單，不存在固體催化劑與液體產(chǎn)品分離的問題，缺點(diǎn)是溫度較高時(shí)對(duì)產(chǎn)物選擇性、催化劑活性、設(shè)備壽命等產(chǎn)生不利影響，并且由于反應(yīng)器直徑限制，工業(yè)放大難度較高。

流化床反應(yīng)器是指流體通過床層時(shí)帶動(dòng)床內(nèi)固體顆粒運(yùn)動(dòng)，使之懸浮在流動(dòng)的主體流中進(jìn)行反應(yīng)的設(shè)備。其優(yōu)點(diǎn)是傳熱效率高，溫度易控制，但其對(duì)于催化劑磨損程度較高，降低催化劑使用效率。

漿態(tài)床反應(yīng)器是指氣體通過懸浮固體細(xì)粒的液體層進(jìn)行反應(yīng)的反應(yīng)器。其優(yōu)點(diǎn)是可以直接利用氣化爐產(chǎn)出的低氫碳比的合成氣原料，反應(yīng)溫度均勻，產(chǎn)品種類豐富，且對(duì)于催化劑磨損的問題有較大改善，缺點(diǎn)是對(duì)催化劑要求較高、技術(shù)難度較大。

②煤制油產(chǎn)品特點(diǎn)：煤炭間接液化的制備過程包括較為嚴(yán)格的脫硫及脫氮環(huán)節(jié)，制得的產(chǎn)品與傳統(tǒng)石化產(chǎn)品相比，硫、氮等有害物質(zhì)含量較低，更符合清潔油品的標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，煤制油部分產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)顯著優(yōu)于現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)，是調(diào)和成品油及進(jìn)一步加工制備精細(xì)化學(xué)品的優(yōu)質(zhì)原料。煤制油項(xiàng)目制備的主要油品的性質(zhì)與國家標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比情況如下表所示：

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中金企信國際咨詢公布的《2023-2029年全球及中國煤制油市場發(fā)展現(xiàn)狀分析及投資可行性預(yù)測咨詢報(bào)告》

（2）背景和意義：

①布局煤制油產(chǎn)業(yè)是保障國家能源安全的戰(zhàn)略性舉措：我國能源資源稟賦的基本特征是“富煤、貧油、少氣”，原油資源短缺是目前影響我國能源安全的重要因素之一。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2021年我國原油資源可采儲(chǔ)量僅占世界總量的2%左右，且油田資源欠佳、穩(wěn)產(chǎn)難度高、開采成本高，給資源穩(wěn)定供給帶來較大挑戰(zhàn)。與此同時(shí)，工業(yè)化和城市化進(jìn)程加快，能源和化工等行業(yè)帶動(dòng)了原油及其相關(guān)產(chǎn)品的消費(fèi)，原油需求快速增長。由此造成的供需失衡導(dǎo)致我國原油資源對(duì)外依存程度高達(dá)70%，且進(jìn)口主要來自中東、非洲等地區(qū)，涉及地緣政治風(fēng)險(xiǎn)、經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)眾多。因此，充分利用儲(chǔ)量豐富的煤炭資源制備高品質(zhì)柴油、汽油及航空煤油等產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)石油資源供應(yīng)多元化，能夠有效緩解原油資源較大比例依賴進(jìn)口的壓力，降低國際能源供應(yīng)反復(fù)收緊、能源價(jià)格大幅波動(dòng)對(duì)于我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不利影響，對(duì)增強(qiáng)我國能源自主保障能力具有重大意義。

②煤制油對(duì)化工產(chǎn)品質(zhì)量升級(jí)和種類豐富具有重大意義：煤制油工藝不僅能夠生產(chǎn)性能指標(biāo)優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)的汽柴航燃料和石腦油，同時(shí)其產(chǎn)品能夠進(jìn)一步加工制備精細(xì)化學(xué)品。煤直接液化油能夠直接生產(chǎn)高辛烷值汽油和芳烴，煤炭間接液化油是優(yōu)質(zhì)柴油組分，與其他技術(shù)路徑得到的柴油進(jìn)行調(diào)和，能夠顯著改善油品性能。此外，煤炭間接液化油中可以提取碳鏈長度不同的高純度α-烯烴，可作為優(yōu)質(zhì)化工原料進(jìn)一步加工生產(chǎn)高附加值化學(xué)品，包括聚乙烯、聚烯烴彈性體（POE）、潤滑油基礎(chǔ)油、特種溶劑油、表面活性劑等，對(duì)高端化學(xué)品及部分新材料的技術(shù)突破和國產(chǎn)化替代具有重要意義。

③推動(dòng)煤制油發(fā)展是促進(jìn)煤炭行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的必經(jīng)之路：我國以煤為主的能源結(jié)構(gòu)短期內(nèi)難以發(fā)生根本改變，煤炭仍是未來較長一段時(shí)間內(nèi)重要的能源供給來源之一。傳統(tǒng)煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)方式加大了環(huán)境保護(hù)的壓力，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整也造成部分行業(yè)對(duì)于煤炭的需求減少，煤炭行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)至關(guān)重要。經(jīng)過多年的研究和示范，煤制油、煤制天然氣等現(xiàn)代能源化工技術(shù)已逐步成熟，為煤炭產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步結(jié)構(gòu)調(diào)整和效率提升提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐和產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，煤炭產(chǎn)業(yè)鏈不斷向油品及高端化學(xué)品延伸，促進(jìn)煤炭產(chǎn)業(yè)從“做大”向“做長、做寬、做精”轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)。

④煤制油技術(shù)是煤炭清潔高效利用的重要途徑：煤炭間接液化制得的油品是典型的優(yōu)質(zhì)清潔燃料，具有無硫、無氮的特性，環(huán)保性能大幅度優(yōu)于傳統(tǒng)石油及石化產(chǎn)品。以最大含硫量為例，煤炭間接液化制柴油含硫量幾乎為0，遠(yuǎn)低于國VI排放標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，煤充分燃燒后，所含碳元素全部轉(zhuǎn)化為二氧化碳排放至大氣當(dāng)中，而煤炭作為原料參與化學(xué)反應(yīng)時(shí)，部分碳元素轉(zhuǎn)化為含碳高端化學(xué)品，以“固碳”方式減少部分二氧化碳的排放，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)煤炭的清潔高效利用。

（3）市場情況：

①國外發(fā)展情況：煤制油技術(shù)最早起源于德國，1914年，德國化學(xué)家Bergius研究出煤炭在高溫高壓條件下加氫液化的技術(shù)，即直接液化技術(shù)；1923年Fischer和Tropsch提出在合成氣中加入催化劑制備液體燃料的技術(shù)，即間接液化技術(shù)中的費(fèi)托合成反應(yīng)。南非、荷蘭等國家由于國內(nèi)資源有限、進(jìn)口受限等原因，較早開啟對(duì)于煤制油技術(shù)的商業(yè)化探索，逐漸具備產(chǎn)業(yè)化能力。其余國家煤制油產(chǎn)業(yè)化程度較低，大多處于技術(shù)研究、試驗(yàn)階段。

②國內(nèi)發(fā)展情況：在技術(shù)研發(fā)方面，我國自20世紀(jì)50年代起開始進(jìn)行煤制油技術(shù)的研究，在21世紀(jì)初取得重大技術(shù)突破，成為世界上少數(shù)掌握煤制油核心技術(shù)領(lǐng)域自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國家之一，開始具備大規(guī)模煤制油工業(yè)化建設(shè)的條件。

在產(chǎn)業(yè)化方面，2002年，中科院煤化所建成煤制油千噸級(jí)工業(yè)中試裝置，隨后該裝置試車成功并產(chǎn)出高品質(zhì)柴油；2007-2012年，神華直接液化項(xiàng)目及三個(gè)16-18萬噸級(jí)間接液化示范項(xiàng)目陸續(xù)建成投產(chǎn)，表明我國煤制油項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)入工程化示范階段；2016年12月，國能寧煤項(xiàng)目正式投產(chǎn)，該項(xiàng)目是全球單套裝置規(guī)模最大的煤炭間接液化項(xiàng)目，標(biāo)志著我國煤制油產(chǎn)業(yè)發(fā)展已處于國際領(lǐng)先地位。國能寧煤等項(xiàng)目的建成投產(chǎn)，對(duì)我國增強(qiáng)能源自主保障能力、推動(dòng)煤炭清潔高效利用、促進(jìn)民族地區(qū)發(fā)展具有重大意義，是對(duì)能源安全高效清潔低碳發(fā)展方式的有益探索，是實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略的重要成果。

根據(jù)中國煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的《2021煤炭行業(yè)發(fā)展年度報(bào)告》及《煤炭工業(yè)“十四五”現(xiàn)代煤化工發(fā)展指導(dǎo)意見》，截至“十三五”末，我國煤制油年產(chǎn)能達(dá)到931萬噸，預(yù)計(jì)至“十四五”末，煤制油年產(chǎn)能將達(dá)到1,200萬噸。未來，我國將穩(wěn)妥推進(jìn)內(nèi)蒙古鄂爾多斯、陜西榆林、山西晉北、新疆準(zhǔn)東、新疆哈密等煤制油氣戰(zhàn)略基地建設(shè)，持續(xù)擴(kuò)大產(chǎn)能并加強(qiáng)技術(shù)儲(chǔ)備，屆時(shí)將形成煤制油年產(chǎn)能近5,000萬噸。我國已建、在建、已規(guī)劃及遠(yuǎn)期儲(chǔ)備煤制油項(xiàng)目情況如下表所示：

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