煤制合成气

摘要：近年来，随着我国经济的发展，煤炭等传统能源的消耗量增加，导致大气污染问题日益突出。为了改善空气质量，政府积极推进煤炭利用清洁化的措施，煤制合成气作为其中一种较为优良的利用途径备受关注。受到政策的推动，以及国内煤价持续低迷、清洁能源需求增加等因素影响，政府对煤制合成气的限制逐渐减缓，项目审批速度明显加快。2020年我国煤制合成气产量达46.9亿立方米，同比增长8.6%，2021年我国煤制合成气产量有所下滑，2021年我国煤制合成气产量共计44.53亿立方米，同比减少5.1%，随着我国煤制合成气技术的发展进步，不仅有力推动了我国煤制合成气产业的发展，并且为煤炭化工行业提供了新的发展契机。2022年中国煤制合成气行业产量约为49.1亿立方米左右。

一、定义及分类

煤制合成气是一种将煤炭通过化学反应转化为气体燃料的过程，主要产品包括一氧化碳（CO）、氢气（H2）和甲烷（CH4）等。这一过程对于缓解石油资源紧缺、促进能源结构多元化以及提升能源利用效率具有重要意义。

煤气化是制备合成气的关键步骤，涉及煤与氧气、水蒸气或氢气等气化剂在高温条件下的化学反应。煤气化技术主要包括固定床气化、流化床气化和气流床气化等，不同技术对原料煤的品质有不同要求，且技术成熟程度和先进性也存在差异。在煤气化过程中，碳与氧气发生氧化反应，与水蒸气发生水煤气反应，同时还会涉及到甲烷的生成和煤中其他元素如氮、硫与气化剂的反应。这些反应生成的气体需要经过净化处理，以去除含氮和含硫的腐蚀性、污染性物质。此外，合成气可以进一步用于制备多种化学品和燃料，例如合成氨、甲醇、烯烃、芳烃和乙醇等。科研人员还在探索合成气直接制取高附加值化学品的新途径，如异丁醇等，这为煤炭的清洁高效利用提供了新的方向。

煤制合成气的产品分类涵盖了从基础化学品到高附加值化合物的多种化工原料和燃料。合成氨和甲醇是其中重要的基础化学品，分别用于生产肥料、塑料、溶剂和纤维等。烃类化合物如烯烃和芳烃是合成塑料和橡胶的关键原料。甲烷作为天然气的主要成分，广泛应用于燃料领域。此外，煤制合成气技术还能生产乙醇、合成液体燃料等，同时在环境保护方面，通过减少污染物排放，促进了煤炭的清洁利用。这些产品不仅丰富了化工产品的种类，还有助于缓解石油资源的紧张，展现了煤化工在现代工业中的重要作用和发展潜力。

二、发展历程

中国煤制合成气行业的发展历程经历了从初始探索到产业化示范，再到技术创新和优化调整的多个阶段。在这一过程中，中国逐步形成了完整的煤化工产业链，并在煤制油、煤制烯烃、煤制天然气和煤制乙二醇等领域取得了世界领先的技术水平。随着国家对环境保护和能源效率的重视，煤制合成气行业正朝着技术创新、环境友好和产品多样化的方向发展，同时积极探索降低碳排放和提升经济效益的新途径，以实现绿色可持续发展。

三、行业政策

我国煤气行业政策主要方向集中于清洁高效、健康发展领域。近年来，我国化工园区蓬勃发展，许多园区聚集了大量化工企业，需要氧气、一氧化碳和合成气等为原料进行生产。除部分大型石化企业能够集中供应这些原料气体外，很多园区的企业不得不自行建设煤气化装置、天然气制氢装置等，带来了小规模装置的重复建设。随着煤气化技术快速发展、化工园区规模扩大、产业更替和优化升级，化工园区统一规划、集中建设大型“气化岛”。2023年7月27日，国家发改委等部门印发《关于推动现代煤化工产业健康发展的通知》，聚焦大型高效煤气化，鼓励建设大型高效的"气化岛"，这个岛屿将成为一个平台，集中生产高质量、低成本、稳定供应的工业原料气体。通过这种模式，企业可以集中获得所需的工业原料气体，同时推动园区内各行业的协同发展，提升整个园区的发展水平。此举还能解决污染排放问题，提高煤炭的清洁和高效利用水平。

四、行业风险

1、环保压力与碳排放限制

随着环保意识的提高和国际碳减排承诺的加强，中国政府对高碳排放行业施加了更严格的监管和限制。煤制合成气生产过程中产生的二氧化碳排放是环保政策的重点关注对象，若不能有效控制和降低碳排放，可能面临更严格的排放限制和处罚，增加企业经营成本，影响行业的发展和竞争力。

2、能源结构调整带来的市场不确定性

随着中国能源结构调整的深入推进，清洁能源的比重不断提升，煤炭行业面临逐渐减少的市场需求和生产空间，这可能导致煤制合成气产业受到市场供需关系变化的影响，市场需求不确定性增加，企业面临更大的市场风险和竞争压力。

3、技术创新和成本控制的挑战

煤制合成气行业需要不断进行技术创新以降低生产成本、提高效率和减少环境影响，但技术研发和实践应用的投入与风险成本较高。同时，国际市场上新能源技术的发展可能影响到煤制合成气行业的市场地位，需要提升技术水平和竞争力，以适应市场变化和未来发展趋势。

五、产业链

煤制合成气产业链上游主要涉及煤炭、水、氧气和蒸汽等原材料。煤炭是主要原料，通过气化过程转化为合成气的基础，而水和氧气则是气化反应的重要剂料，蒸汽在部分气化过程中也扮演重要角色。这些原材料的选择和使用直接影响合成气的产量、质量和生产成本，构成了煤制合成气产业链的上游环节。

煤制合成气产业链下游涵盖广泛，主要应用领域包括化工工业、燃料加工、发电行业、城市燃气供应、氢能源开发、碳捕集和利用以及能源储备等。合成气可用于生产化学品、合成燃料，提供清洁高效的能源转换，供应城市燃气，用于发电、交通运输等领域，还可作为氢能源和碳捕集利用的重要资源，充分发挥其多功能性和灵活性，推动能源转型和可持续发展。

煤制合成气行业产业链

煤炭

国家能源投资集团有限责任公司

晋能控股集团有限公司

山东能源集团有限公司

中国中煤能源集团有限公司

陕西煤业化工集团有限责任公司

山西焦煤集团

潞安化工集团有限公司

中国华能集团有限公司

水

氧气

蒸汽

上游

山东联盟化工集团有限公司

湖北凯龙化工集团股份有限公司

四川泸天化股份有限公司

中天合创能源有限责任公司

中游

化工工业

燃料加工

发电行业

城市燃气

能源储备

氢能源

下游

六、行业现状

近年来，随着我国经济的发展，煤炭等传统能源的消耗量增加，导致大气污染问题日益突出。为了改善空气质量，政府积极推进煤炭利用清洁化的措施，煤制合成气作为其中一种较为优良的利用途径备受关注。受到《天然气发展“十二五”规划》和《大气污染防治行动计划》等政策的推动，以及国内煤价持续低迷、清洁能源需求增加等因素影响，政府对煤制合成气的限制逐渐减缓，项目审批速度明显加快。2020年我国煤制合成气产量达46.9亿立方米，同比增长8.6%，2021年我国煤制合成气产量有所下滑，2021年我国煤制合成气产量共计44.53亿立方米，同比减少5.1%，随着我国煤制合成气技术的发展进步，不仅有力推动了我国煤制合成气产业的发展，并且为煤炭化工行业提供了新的发展契机。2022年中国煤制合成气行业产量约为49.1亿立方米左右。

七、发展因素

中国煤制合成气行业具有丰富的煤炭资源和成熟的技术基础作为优势，同时政府的政策支持和市场保障也为其发展提供了有利条件；然而，面临着环境压力、能源结构调整的挑战以及技术成本较高等劣势。在机遇方面，煤制合成气有望提高能源安全性，同时也是应对碳中和目标的重要手段，技术创新发展也为行业带来新的发展机遇；但需警惕新能源竞争、政策不确定性和国际市场竞争等威胁，以应对行业的未来挑战。

八、竞争格局

中国煤制合成气行业市场竞争格局整体上处于激烈竞争的状态。竞争对手的威胁主要来自于国内外煤制合成气生产企业，国外一些企业具有先进技术、规模较大的企业竞争。此外，新能源技术的发展也可能催生新的竞争对手。新进入者的威胁相对较低，主要是由于煤制合成气行业的技术门槛较高，需要大量的资金投入和技术积累。行业内已有一些大型企业占据着市场份额，新进入者面临着竞争的压力和市场准入的障碍。目前行业中主要企业为山东联盟化工集团有限公司、湖北凯龙化工集团股份有限公司、四川泸天化股份有限公司、中天合创能源有限责任公司、中国中煤能源股份有限公司等。

中国中煤2023年积极应对煤化工市场剧烈波动，灵活调整营销策略和市场布局，持续完善客户服务和考核机制，有效降低物流成本、压降库存，全年主要煤化工产品销量612.6万吨，同比增长9.7%。严格执行国家化肥保供稳价政策，化肥产品全部供应国内市场，顺利完成2022-2023度国家商业储备化肥投放任务，提前超额完成2023-2024年度调拨任务。2023年公司聚烯烃收入为102.17亿元，甲醇收入为51.89亿元。

九、发展趋势

中国煤制合成气行业正面临着清洁能源转型的趋势，其生产过程将逐步环保化和低碳化，以应对政府对环境保护和碳减排的重视；同时，随着能源结构多元化的推进，煤制合成气将在化工产品生产和清洁能源供应等领域发挥更广泛的作用；此外，行业也将积极响应碳中和目标，加大对碳捕集利用技术的研发和应用，推动行业向低碳化、环保化方向发展。