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煤基新材料成煤化工升级突破口

日期: 2019-03-18
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“对于煤化工行业而言,新材料可作为精细化发展的一个重要方向。哪些材料是当前紧缺的,又有哪些产品最核心,企业不妨好好进行研究。”日前在一次煤化工行业闭门会上,国家发改委产业协调司处长邵稷这样支招。

  无独有偶,就在次日举行的“2018中国国际煤化工发展论坛”上,“新材料”又被多次提及。“在化工产业的‘金字塔’上,更高端的产品正是煤基新材料,越往下游走、盈利能力越高。”石油和化学工业规划院副总工程师刘延伟称。

  “功能新材料一定是煤化工产业提升科技竞争力的下一个突破口,目前急缺的,就是根据煤炭资源特质提前谋划,把有前景的实验室成果推向工业化应用。”北京化工大学化学工程学院院长邱介山教授也告诉记者。

  多位专家在不同场合、不约而同表达类似观点——业内对煤基新材料的认可并非偶热。记者进一步了解到,在同质隐患、产能过剩等冲击下,煤化工产业急寻出路,作为新兴细分领域的煤基新材料因此备受关注。由煤到先进、前沿的材料产品,这一方向走得通吗?

  前景受捧

  煤基新材料获得肯定

  从“大干快上”到“趋于理性”,煤化工产业已然到了不得不“踩刹车”的时机。

  “与摸爬滚打十几年的石化产业相比,煤化工作为新进入者,更像是个‘小学生’。同时,多个国外化工巨头也在我国布局项目,它们同样有着多年经验。前有标兵、后有追兵,留给煤化工的市场空间还有多少?”包括刘延伟在内,多位业内人士直言,面对产品同质化、产能过剩、外部竞争加剧等多重考验,现代煤化工亟需探索产品升级。

  升级既成事实,升级方向为何是“新材料”?刘延伟表示,我国煤化工产业经历了从合成氨、尿素等基础化学品,向煤制烯烃、乙二醇等高端化学品的升级,下一步要继续升级,“不能光从煤化工的角度看待煤化工”。站在化工“金字塔”上,更为高端的产品正是煤基新材料。

  对此,延长大化所西安洁净技术研究院副院长杨东元表示赞同。“以煤为原料、以能源转化为载体的产品,都可归为煤化工产业范畴。有了量大、廉价的煤基化工品后,如何从低成本上突破,将基础原料转化为高附加值、高技术含量的产品?若是做煤制油气、甲醇、烯烃等产品,我认为仍未跳出燃料品、化学品的生产老路。要获得理念新、种类新且环境友好的产品,煤基新材料是未来20年左右的一个重点方向。”

  与此同时,新材料本身也契合国家战略要求。邵稷指出,作为今后3年的重点攻关方向,我国新材料产业仍面临技术短板、装备落后等“卡脖子”问题,煤化工行业若能结合自身优势,生产出几个最核心、最突出的材料产品,未来将在竞争中占据一席之地。“特别是已出台的《新材料产业发展指南》,可为煤化工行业走向精细化提供参考依据。”

  具备原料优势

  可探索多元产品

  那么,煤炭到底能转化为哪些新材料?相比其他方式,煤基新材料有竞争力吗?

  在多位专家看来,我国以煤为主的资源禀赋,首先为功能材料制备奠定了丰富而价格适宜的原料基础,这也是其他资源难以比拟的优势。“我国煤种繁多,煤的结构和化学组成丰富而多变。理论上说,所有的煤都可用来制备功能材料,关键是依据煤的结构及组成,采取最佳的工艺技术方法,设计和生产结构新颖、性能独特的功能材料,拓展其最佳应用领域。”邱介山称。

  记者了解到,目前在煤制烯烃领域,部分企业已率先向下游摸索聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃材料,进而可用于常见的包装材料、电线电缆等生产。下一步的主攻方向,既包括现有材料的改良优化,也可通过技术创新,探索煤制石墨烯、碳材料、纳米材料等新领域。

  对于前一方向,杨东元指出,“环境友好型”新材料是值得关注的热点之一。“尽管‘头’是黑的,煤基产品却可实现无污染。”杨东元表示,现有很多塑料制品无法真正实现降解,哪怕号称食品级,也难避免微塑料残留等危害。通过相关技术,已实现将煤加工转化为一种可生物降解、且性能达标的新型塑料产品。“这类材料最终分解为二氧化碳和水,相当于煤从自然中来、又回归自然。有企业正在布局项目,如能规模化生产,将是煤化工产业链‘做长’的有效拓展。”

  以时下快速发展的电动汽车为例,邱介山表示,在很多动力电池和超级电容器等储能器件中,功能碳材料都有不同程度的应用,其作用不可替代的。“因种种制约,部分高性能材料仍依赖进口。从技术层面,我们的煤基碳材料的研究水平实际已处世界前列,一些工作甚至引领了新的发展方向。现有煤基功能材料技术虽多处小规模的可能性探索阶段,暂未步入大规模应用之路,但广阔前景值得期许。”

  研发难度加大

  不能简单停留在“卖原料”

  肯定的声音不少,多位业内人士却也向记者坦言,我国煤基新材料产业尚处初级发展阶段,企业要想真正从中分一杯羹,目前还有不短的路要走。

  越往“深加工”发展,意味着研发、应用、推广等难度越大,这是行业首先面临的挑战。“料要成材、材要好用、环境友好,这是转化的关键所在。但不少煤化工企业长期停留在‘卖原料’上,对技术开发、市场培育等并不是很重视,做项目往往也是跟风,很难实现新的延伸。”杨东元坦言,恶性循环下,原本可由煤转化而来的新材料失去了动力,继而难有市场,反而过来又影响企业拓展项目的积极性。

  同时还有“人”的问题。刘延伟指出,尤其在相对偏僻、条件较差的西部地区,企业即使能买到技术、装备,“招到能玩得动这些技术的人也比较难”。要发展更为高端的材料产业,人才问题值得关注。

  邵稷也看到其中制约。“因化工企业不掌握原料优势,目前在煤化工行业做得好的多为煤炭企业。说白了,这些企业过去多是挖煤的,对化工及下游的材料等领域了解并不深入。而大部分有技术含量的环节,恰恰就体现在化工端,这块短板亟待补齐。”

  新材料虽好,企业也要避免再度陷入“过剩、重复”的怪圈。从市场容量看,越是高端的新材料越显小众;经济规模上看,煤基新材料并不能完全替代传统煤化工。“小众不代表不赚钱,但高附加值的新材料也不是谁都适合做。企业还需结合资源配置、市场前景等情况,决定到底要不要做、如何做、与谁合作、做哪一类。”邱介山提醒。

  “煤炭也没必要包打天下,把所有材料都做出来。有些经济性更好,或煤里含有相似合成单元的产品,适合由煤转化;有的材料本身就可从石油裂解而来,则没有必要非通过煤炭加工。”杨东元称。


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