2023-2028年煤气化市场现状与前景调研报告

盛世华研·2008-2010年钢行业调研报告PAGE2服务热线圳市盛世华研企业管理有限公司2028年煤气化市场2023-2028年煤气化市场现状与前景调研报告报告目录TOC\o"1-3"\u第1章全球煤气化行业发展现状分析 41.1煤气化工艺 51.2中国煤制天然气和氢气发展现状 71.3国外煤制化学品和燃料发展现状 71.4煤焦油和沥青制化学品发展现状 81.5煤气化技术实现脱碳目标的对策建议 8第2章我国煤气化行业发展基本情况 92.1我国煤气化行业发展现状分析 92.2我国煤气化行业发展特点分析 102.3煤气化行业市场特点分析 12（1）行业的周期性 12（2）行业的区域性 13（3）行业的季节性 132.4我国现代煤化工的总规模 132.52022年的运营情况 14第3章煤气化技术在中国：回顾与展望 163.1国外煤气化技术在我国的应用历程 173.2国内煤气化技术的自主研发和应用进展 183.3建议 21（1）要虚心向发达国家学习，但时刻不能忘记自主创新 22（2）扎实系统的应用基础研究是推动技术不断进步的原动力 22（3）现代煤化工行业快速发展是推动煤气化技术进步的重要动力 23（4）煤气化技术的选择一定要立足企业实际 24（5）营造尊重知识产权，保护知识产权的良好氛围 25第4章影响煤气化行业发展的主要因素 254.1影响煤气化行业运行的几种有利因素 25（1）国家产业政策支持 25（2）国内市场需求持续增长 25（3）知识产权保护力度不断加大 264.2影响煤气化工程行业运行的几种不利因素 26（1）自主创新能力不足 26（2）具备综合竞争力的工程公司较少 27（3）融资困难和资金实力不足 27第5章2022-2028年煤气化工程市场发展前景 285.12022-2028年煤气化工程市场发展潜力 285.22022-2028年煤气化工程市场发展前景 295.32022-2028年煤气化工程市场发展方向 305.42022-2028年煤气化工程细分领域发展前景 31第1章全球煤气化行业发展现状分析世界化学工业的起步就是从煤化工开始的。德国的拜耳和巴登苯胺公司(巴斯夫的前身)首先从煤焦油人工合成了染料，合成化学的诞生加速了化学工业的发展，之后伴随着煤化工的另一产品链合成氨与化肥的工业化，世界化学工业开始快速奔向工业化和大型化。如果看十九世纪下半期和二十世纪上半期近百年的世界化学工业历程，实际上就是传统煤化工为主体。现代煤化工的开端以费托合成油为标志，二战前在德国建成工业化装置，二战期间为德国提供了大量的发动机燃料。现代煤化工是相对于传统煤化工而言。传统煤化工一般包括：以煤为原料的电石—乙炔化工产品链(PVC、PVA、BDO进而是PBT、氨纶，以及目前新延伸的PBAT、PBS等)；以煤为原料的甲醇—碳一化学产品链，甲醇羰基化制甲酸、醋酸、DMF、碳酸二甲酯，以及甲醇氧化制甲醛、聚甲醛工程塑料，甲醇脱水制二甲醚；以及煤气化合成氨—化肥产业链。现代煤化工是指以煤为原料，采用先进技术和加工手段生产替代石化产品和清洁燃料的产业。我国由于资源禀赋属多煤缺油少气，石油天然气的对外依存度又不断攀升，从深化能源革命出发和国家能源战略安全考虑，形成了今天世界领先的现代煤化工产业。开展升级示范的有煤制油、煤制天然气、煤制烯烃、煤制乙二醇，后来又开展了煤制芳烃、煤制乙醇等研发，还开展了合成气直接制烯烃、低碳醇醚和高碳醇的研究。2022年，国际能源署（IEA）煤炭工业咨询委员会（CIAB）工作组发布《亚洲净零未来进程中低排放煤炭技术的作用》报告，提出支持先进低排放煤炭技术创新以应对亚洲减排挑战。报告第7章针对煤气化制化学品技术进行了详细分析，关键要点如下：1.1煤气化工艺煤气化生产化学品和燃料的主要途径有3条：①利用甲醇作为中间体制烯烃的MTO技术；②基于合成气的费托技术；③煤直接液化生产燃料。煤气化的技术已经成熟，但提高合成气的生产和运行效率的相关工艺设计仍在不断发展。例如，通用电气/德士古（GeneralElectric/Texaco）的水煤浆气化炉目前有70多家工厂正在使用（尤其是早期工厂）；壳牌干粉加压流化床反应器由空气产品公司（AirProducts）部署，即将用于最近宣布的印度尼西亚项目。其他反应器设计包括西门子干煤粉气流床反应器、部署在南非Sasol的Lurgi反应器、SynthesisEnergy的U-GAS气化炉，以及由中国设计的HT-L航天粉煤加压气化技术，该反应器在中国的粉煤气化工艺中具有很强的竞争力。自2018年以来，扩建和新建煤化工项目一直持续推进。尽管煤气化过程主要是将碳元素固定在化工产品中，但碳排放强度仍然是行业的首要关注点。通常情况下，生产1吨甲醇需要2.5吨煤，而大量的碳以二氧化碳的形式被释放。同样，对于合成甲烷，煤炭中超过一半的碳以CO2的形式排放，生产1吨合成天然气需要约2.5吨煤，二氧化碳排放量接近8吨（考虑到灰分）。中国引领着全球煤气化技术的发展，受到“一带一路”倡议的影响，在非洲和亚洲其他地区也建立了新的煤基化学品和燃料工厂。最近印度计划投资100亿美元用于煤气化生产化学品的设施建设，项目设备主要采用空气产品公司的技术生产尿素和燃料。煤制化学品和燃料行业正在以前所未有的速度扩张，部分原因是许多地区的电力行业都在放弃使用煤炭，从中长期来看，可能会抑制煤炭原料的价格。新型煤化工设备——气化和液化中国目前在建的煤化工工厂有150家，另有220个项目已经公布，预计将在2023年底开始启动建设。合成气制甲醇是MTO工艺的基础，到2024年预计需要气化1.25亿吨煤来生产5200万吨聚酯。因此每年需增加1000万吨的甲醇产量，来用于生产烯烃和单乙二醇（MEG，聚酯纤维的生产原料）。生产的烯烃多用于制备聚乙烯和聚丙烯，到2023年年产量将增加1000万吨，使当前产量翻番。煤炭转化为燃料的步伐也在加快，2021年实现每年甲醇制汽油（MTG）的产能为100万吨。总体而言，费托合成和煤液化相关产品的年产量将增至3300万吨。对于重质组分，煤加氢和煤焦油技术计划到2023年将产能再增加1亿吨。中国的煤化工战略包括部署生产聚氯乙烯（PVC）、纯化对苯二甲酸（PTA）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET、苯乙烯、芳烃、硝酸、三聚氰胺（由尿素制成）和丙酸等）等设施。截至2019年底，中国已经在煤化工领域投资850亿美元，而且这一数字还将继续增加。例如，近期恒力宣布投资200亿美元，用于建设将煤炭通过乙二醇中间体转化为聚酯的项目，该项目可以将2000万吨煤转化为900万吨的聚酯，计划2025年投入运营。煤化工领域的其他龙头企业还包括神华集团和中国石化。例如中国石化的一个旗舰项目是年产170万吨的煤基MTO项目，交付了产能为505563立方米/小时（以CO+H2计）的合成气设备和产能为每年180万吨的甲醇设备（以100%甲醇计）。1.2中国煤制天然气和氢气发展现状近年来，中国对天然气的需求量逐年上升，2021年煤制天然气（SNG）产能达到了每年650万吨，2024年之前将增至每年1亿吨。如果将煤转化为氢并随后用来合成氨，那么到2021年需要增加1020万吨的产能，到2024年可能增至2000万吨。由CO2和氨合成的尿素可以用作肥料，为从气化厂捕集CO2提供减排方案。目前，从陕西的工业设备中回收CO2，利用可再生能源产生的氢气，通过日立造船（HitachiZosen）的甲烷生产技术每年可生产350万吨的甲烷，由于从煤气化工厂回收CO2比发电厂更容易，因此，该方法将是部分CO2封存的一种替代策略。1.3国外煤制化学品和燃料发展现状部分国外的气化项目如表1所示，其中一些与“一带一路”倡议有关，旨在向发展中国家推广煤炭技术，鼓励采用本国煤炭而不是进口的石油和天然气。空气产品公司计划投资20亿美元建立位于印度尼西亚加里曼丹的年产200万吨煤制甲醇工厂（600万吨/年原料），以减少石油进口并应对印度尼西亚煤炭出口预期下降的影响。该工厂将销售甲醇，以生产从甲醛中提取的热固性聚合物，这些项目仍在评估中。目前二甲醚的生产成本仍在490美元/吨左右。这个数字还不包括预计将达到20-40美元/吨CO2的碳捕集成本。CoalIndia计划在孟加拉的丹库尼建造年产60万吨的煤制甲醇工厂，甲醇与汽油以15：85的比例形成混合燃料，避免了100%甲醇的相关安全问题。总体而言，印度每年将消耗1亿吨煤用于煤气化制燃料、肥料和化学品，预计未来10年总投资550亿美元，以建立一个新的煤化工行业。1.4煤焦油和沥青制化学品发展现状从煤焦油和沥青中间体可获得的化学品有1000多种，表2中提供了主要产品的详细信息。上部分为煤焦油馏分衍生品，下部分为沥青产品。石脑油衍生物等可用作混凝土添加剂的馏分产品的需求也在增加。1.5煤气化技术实现脱碳目标的对策建议煤气化是中国乃至整个亚洲地区一项重要的技术，因此如果要实现近零排放目标，减少化工行业的CO2排放，特别是在煤气化制化学品方面的相关措施至关重要。如前文针对钢铁、水泥和铝行业所述，基于一系列方法，包括：①“燃料”转换为氢氨、生物质和通过气化发电产生的电力等低排放能源；②提高能源效率；③部署当前最佳和未来的创新技术，包括碳捕集、利用与封存（CCUS）。短期内，通过发展先进的气化技术来避免产能下降，优化工业基础设施来提高煤化工能效，每年可减少CO2排放1.2-2.4亿吨。从中期来看，燃料替代、CCUS和国际能源合作将变得越来越重要。由于气化器的合成气流中CO2浓度和分压均较高，因此使用Selexol和Rectisol™型技术的预捕集系统可能比基于胺的后捕集技术更有效。其他针对化学品生产的措施包括：（1）氨：合成氨过程中每年产生的0.5亿吨CO2通常被转化为尿素肥料。但是尿素在使用时会将CO2重新释放到大气中。为了避免这一现象，尿素可以用绿氨生产的硝酸盐肥料代替，或者使用低排放氢气来生产氨。其它的创新策略包括甲烷分解和高温电解，这些方法仍处于实验室研究阶段。（2）乙烯：乙烯是一种用于制造塑料的基础化学品。乙烯的生产同样会排放CO2，因此塑料回收能有效降低与乙烯生产相关的碳排放。此外，塑料制造商可以使用低排放氢气或生物质来加热热解炉，实现减排目标。第2章我国煤气化行业发展基本情况2.1我国煤气化行业发展现状分析党的十八大以来的十年，可以说是煤化工产业快速发展的十年。截至“十三五”末，我国已建成8套煤制油、4套煤制天然气、32套煤(甲醇)制烯烃、24套煤制乙二醇示范及产业化推广项目。主要产品煤制油、煤制烯烃、煤制乙二醇、煤制气均已实现大规模工业化生产，逐步形成了宁东能源化工基地、鄂尔多斯能源化工基地、榆林国家级能源化工基地等多个现代煤化工产业集聚区，部分化工基地已实现与石化、电力等产业多联产发展，产业园区化、基地化发展的优势初显。2.2我国煤气化行业发展特点分析产业发展初具规模。近十年是现代煤化工产业规模的迅速增长期。2021年，我国煤制油产能达到823万吨，与2012年的170万吨相比增加了653万吨，增幅为384.11%；煤(甲醇)制烯烃产能达到1672万吨，与2012年的176万吨相比增加了1496万吨，增幅为850%；煤(合成气)制乙二醇产能达到597万吨，与2012年的85万吨相比增加了512万吨，增幅为600%。在当前高油价下，现代煤化工迎来了发展机遇，煤制油、煤(甲醇)制烯烃、煤制气等的开工率均已提至健康水平，现代煤化工产业发展稳中向好。装置实现长周期稳定运行。十年间，现代煤化工示范项目生产运行水平不断提升。国家能源集团鄂尔多斯煤直接液化示范项目平均生产负荷为79%左右，单周期稳定运行突破了420天。国家能源集团宁夏煤业公司400万吨/年煤间接液化项目于2016年12月21日打通工艺全流程，目前已实现油品线保持90%以上负荷运行。新疆庆华煤制天然气项目碎煤加压气化炉单炉连续运行超过287天、甲烷化系统单套稳定运行超过265天。大唐克旗项目一期工程已具备长周期满(超)负荷运行的能力，最高产量460万立方米/天(达到设计值的115%)。内蒙古汇能煤制天然气项目安全、稳定、满负荷运行最长达652天。国家能源集团包头煤制烯烃项目连续运行突破528天。能效指标连创新纪录。十年间，随着现代煤化工系统配置优化和提升，新建项目的能源转化效率普遍提高，单位产品能耗、水耗不断下降。鄂尔多斯中天合创煤炭深加工示范项目整体能源清洁转化效率超过44%。中煤陕西榆林能源化工有限公司煤制烯烃项目与同类项目相比，生产成本低1000元/吨。国家能源集团新疆煤制烯烃项目2019年度单位乙烯、丙烯综合能耗为2657千克标煤，创历史新低。目前煤炭间接液化、煤制天然气示范项目的单位产品综合能耗和水耗已基本达到“十三五”示范项目的基准值。安全环保水平不断提升。现代煤化工项目大多属于近几年新建的项目，技术路线选择、设备选型、安全设施配套、自动化控制系统、工程建设等方面起点较高，具备安全生产的硬件基础。国能鄂尔多斯煤制油公司研发的催化降解新技术使煤直接液化高浓污水回用率达98%，其余2%的高浓盐水结晶成盐，基本实现了污水不外排。中煤鄂尔多斯能源化工有限公司集成多项技术处理煤化工浓盐水，废水回用率达98%。内蒙古荣信化工有限公司建成高浓盐水提浓装置，使高浓盐水回用率达90%以上。科技创新走在世界前列。十年间，一大批煤化工创新成果走出实验室实现产业化，多喷嘴对置式水煤浆、航天粉煤加压、水煤浆水冷壁废锅、SE-东方炉、神宁炉等一批先进煤气化技术已经进入大型化、长周期运行阶段。煤制油技术接连突破，中科合成油技术有限公司开发的煤炭分级液化工艺解决了传统煤炭液化技术存在的诸多问题，节能减排效果显著。陕西未来能源化工有限公司自主开发的高温流化床费托合成关键技术大大丰富了煤制油产品方案。在煤制化学品方面，中科院大连化物所开发的第三代甲醇制烯烃技术优势明显，继续引领行业技术进步。在低阶煤分级分质利用方面，陕煤集团分别完成了一系列热解技术的开发和示范，为推动我国煤炭清洁高效转化提供了重要支撑。2.3煤气化行业市场特点分析（1）行业的周期性煤气化工程行业主要是为下游煤化工、电力等相关企业提供勘察设计咨询和工程总承包服务。因此，煤气化工程行业的发展与国民经济的发展以及煤化工、电力等相关行业的发展呈正相关。我国国民经济将保持长期增长的趋势，煤化工、电力等相关工业固定资产投资也将保持长期增长，但在特定阶段煤化工、电力等相关工业固定资产投资增速会由于产业政策、产能利用率、行业利润率水平等原因而出现一定波动，煤气化工程行业的增长速度也会相应的出现一定的波动。（2）行业的区域性煤气化工程行业的经营区域分布与工程建设项目的区域性密切相关。我国煤制合成氨、煤制甲醇等传统煤化工项目在全国的分布没有明显地域性，因此目前本行业的整体区域性不明显。而煤制烯烃、煤制油、煤制天然气、煤制乙二醇等现代煤化工项目主要集中在宁夏、山西、新疆、河南、内蒙古等煤炭富产区，未来本行业的地域性将逐步显现。（3）行业的季节性煤气化工程项目建设受气候和季节的影响较为明显，雨水较多季节或寒冷季节将会对工程建设进度造成一定影响。比如在内蒙古等北方寒冷地区建设煤气化工程项目，进入冬季冻土期后将无法正常施工，从而影响工程整体进度。2.4我国现代煤化工的总规模“十三五”期间，按照《现代煤化工产业创新发展布局方案》布局的内蒙古鄂尔多斯、陕西榆林、宁夏宁东、新疆准东4个现代煤化工产业示范区开展产业化和升级示范，现代煤化工技术取得突破性进展。煤制油、煤制烯烃、煤制芳烃等一些关键技术的水平已居世界领先地位，并积累了非常宝贵的工程化、产业化经验和实际运行数据，为我国深化能源革命、强化能源安全战略，以及煤化工与石油化工的互补与协同发展积累了经验。到2021年底，煤制油总产能823万吨/年、有效产能744万吨/年，去年产量679.5万吨，产能利用率82.6%、有效产能利用率91.3%；煤制天然气产能61.25亿立方/年，全年产量44.53亿立方，产能利用率72.7%；煤(甲醇)制烯烃产能1672万吨/年，全年产量1575.2万吨，综合产能利用率94.2%；煤(含合成气)制乙二醇产能803万吨/年(新增186万吨/年)，全年产量322.8万吨，产能利用率40.2%。2.52022年的运营情况2022年上半年现代煤化工装置的运行有一些新变化，煤制油投产8家，总产能823万吨/年;上半年产量357.2万吨，同比增长11.8%；产能利用率86.8%，较上年同期提高9.2个点；销量356万吨，同比增长16.7%；主营收入247.1亿元，同比增长64.8%；利润总额45.2亿元，同比增加45.3亿元。煤制天然气投产4家，总产能61.25亿立方米/年;上半年产量32亿立方，同比增长42.9%；产能利用率104.5%，较上年同期提高16.7个点；销量31.7亿立方，同比增长47.4%；主营收入117.5亿元，同比增长138.3%；利润总额31亿元，企业全部扭亏为盈。煤制烯烃(不含甲醇制烯烃)投产15家，总产能1122万吨/年；上半年产量613万吨，同比增长2.3%；产能利用率109.3%，较上年同期提高2.5个点；销量606.6万吨，同比增长1.4%；主营收入590亿元，同比增长15%；利润总额63.7亿元，同比减少16.3亿元。煤制乙二醇投产31家，总产能873万吨/年(有效产能657万吨/年)；上半年产量203.5万吨，同比增长32.2%；产能利用率46.6%(有效产能利用率61.9%)，较上年同期降低5个点；销量208.5万吨，同比增长34.7%；主营收入95.9亿元，同比增长50.9%；利润总额-6.3亿元，同比增亏7.6亿元。2022年上半年主要受乌克兰危机导致高油价、高气价的影响，煤制油、煤制气、煤制烯烃三大类产品整体出现产销两旺的局面，产能利用率均同比提升，煤制油和煤制气的主营收入和效益都大幅提升，煤制烯烃和煤制乙二醇的主营收入有增加，而效益略有下降。据煤化工专委会的统计：下半年煤制油、煤制气没有新项目投产，产能保持不变；煤制烯烃将新投产一个，增加新产能20万吨/年(华亭煤业)；煤制乙二醇将新投产4个，将新增产能360万吨/年(分别是：久泰托克托100万吨/年、陕西榆能40万吨/年、陕煤榆林化学180万吨/年、宁夏鲲鹏40万吨/年，另加美锦能源30万吨/年焦炉煤气之乙二醇)。鉴于不确定性更加复杂，尤其是油价的不确定性和石化产品价格下滑，下半年现代煤化工项目的开工率、营收和效益都可能会比上半年差一些，但跟前几年相比都还处于较好水平。第3章煤气化技术在中国：回顾与展望煤气化是煤炭清洁高效利用的核心技术。改革开放以来，我国煤气化技术的基础研究、技术开发、工程示范、工业应用等均取得了长足进步，成功开发了具有完全自主知识产权的多喷嘴对置式水煤浆气化技术，实现了我国大型煤气化技术零的突破；开发的多种煤气化技术也实现了工业应用，使我国煤气化技术完成了从跟跑、并跑到领跑的跨越，支撑了现代煤化工行业的快速发展。据不完全统计，我国现有煤气化专利商或声称拥有煤气化技术的公司共30余家，但各主流煤气化技术并未超出固定床、流化床、气流床的技术范畴，也未超越热化学转化这一基本的工艺路线。为了总结煤气化技术在我国发展的正反两方面经验，梳理发展脉络，展望未来方向。《洁净煤技术》编辑部邀请华东理工大学洁净煤技术研究所王辅臣教授撰写综述《煤气化技术在中国：回顾与展望》。摘要：系统回顾了煤气化技术在中国150多年的发展历史，从新中国建立前、新中国建立到改革开放前、改革开放后3个阶段，分别介绍了我国引进各类煤气化技术的过程及其应用情况；以改革开放前和改革开放后2个阶段，重点概括了我国煤气化技术领域的艰难探索、系统深入研究和技术示范与应用过程中取得的重要进展与成果；对我国自主开发的主要煤气化技术的研发历程、技术特点、应用情况及最新进展进行概要阐述，并对地下气化、催化气化、加氢气化、超临界水气化、等离子体气化等新型气化技术的国内研发进展进行简要述评；总结了我国煤气化技术引进、自主研究与工程应用经验，从降低装置投资、提高系统效率、实现环境友好、协同处理液/固有机废物、融合信息化技术、开发新技术、保护知识产权等方面对煤气化技术的未来发展进行了展望。3.1国外煤气化技术在我国的应用历程从煤气化技术的发展过程看，炉型从固定床到流化床，再到气流床，入炉煤颗粒直径从厘米级到毫米级，再到微米级，反应温度从中温（800～900℃）到高温（1300～1500℃），炉内反应速度逐渐增加，气化炉单位体积处理能力不断提升，煤中碳的转化率不断提高；气化炉操作压力从常压变为高压，显著增强了气化炉单位体积的处理能力；气化煤种也从早期的焦炭、无烟煤逐步扩展烟煤和褐煤，煤种适应性不断改善。总之，煤气化技术的发展过程就是煤种适应性不断改善、碳转化率不断提高、单炉规模不断增加、污染物排放不断减低的过程。从新中国建立到改革开放开始的30年中，工业界采用的煤气化技术仍以国外第1代固定床煤气化技术为主，个别企业采用Winkler流化床气化炉。我国学术界和工程界也进行了大量探索，为改革开放后煤气化技术在我国的发展积累了宝贵的工程经验，奠定了初步基础。改革开放后，西方发达国家逐渐解除了对我国的技术封锁，学术、技术方面的交流恢复正常。此时国外煤气化技术已发展到第2代，以Lurgi炉为代表的加压固定床气化技术得到广泛应用；同时气流床气化技术快速崛起，以Texaco炉为代表的水煤浆气化技术和以Shell炉为代表的粉煤加压气化技术，于1978年完成了工业示范。与发达国家相比，我国煤气化技术的研发和应用差距较大。经煤化工界强烈呼吁，我国启动了自主知识产权的煤气化技术的研发工作，国家科委、燃料化学工业部、煤炭工业部等组织相关专家分别赴欧洲和美国考察，了解国外先进煤技术发展状况，并结合我国当时经济社会发展情况，决定自主研发与引进技术并重，研究开发工作服务于引进技术的消化吸收，技术路线以Lurgi加压固定床气化技术和Texaco水煤浆气化技术为主。3.2国内煤气化技术的自主研发和应用进展国内煤气化技术的研发起步于20世纪50年代中后期，主要研究机构有建设部东北煤气化设计研究所（现沈阳煤气热力研究设计院）、煤炭工业部北京煤化学研究所（现煤炭科学技术研究院有限公司煤化工分院）和化学工业部上海化工研究院（现上海化工研究院有限公司），研究开发工作主要聚焦于固定床气化技术和常压粉煤气流床气化技术，粉煤流化床气化相关研究相对较少。“文革”结束后，为满足我国化肥工业和城市燃气行业发展的需求，我国决定引进国外先进的煤气化技术。经过技术考察后，最终选择2条主流的技术路线：一是Lurgi加压固定床气化技术，用以改造中小型合成氨厂和生产城市煤气；二是Texaco水煤浆气化技术，用以新建煤为原料的大型合成氨厂。同时化学工业部陕西化肥研究所（现西北化工研究院）、煤炭工业部北京煤炭化学研究所、建设部东北煤气化设计研究所、中国科学院山西煤炭化学研究所、华东理工大学和太原理工大学等开始了煤气化技术的研发工作。1980年，中国科学院山西煤炭化学研究所黄克权先生撰写了具有高价值的战略研究报告——我国煤气化研究若干问题，其中很多建议在后来均得到了实施，对我国煤气化领域的应用基础研究和技术开发具有重要价值。1988年，我国开展了“中国煤炭利用新技术发展战略和政策”研究，其中对煤气化技术的发展也提出了建设性意见。1994年，针对我国煤炭利用技术研发和应用状况，结合国际煤转化利用的发展趋势，谢克昌院士提出了煤的优化利用技术及开发中的若干科学问题，对后来我国现代煤化工及煤气化技术的应用与发展也发挥了重要指导作用。21世纪后，清华大学、西安热工研究院和航天部第十一研究所等开展了煤气化技术研究。该阶段煤气化技术的研究开发工作的驱动力来自2个方面：一是国家化工行业的发展亟需自主的煤气化技术；二是从国外引进的各种煤气化技术在应用中出现了影响煤气化装置长周期稳定运行的工程问题，需要加以解决。这些研究开发工作得到了化学工业部、煤炭工业部、国家计委、科技部、教育部和国家自科学基金委等有关部委的支持，先后列入国家重点科技项目（攻关）计划、国家“863计划”、国家科技支撑计划、国家“973计划”和国家重点研发计划。进入21世纪，由于我国现代煤化工行业的快速发展，以多喷嘴对置式水煤浆气化技术为代表的我国自主知识产权大型煤气化技术进入了世界领先行列，在核心技术水平和煤炭气化能力上均居于国际引领地位。近40年，国内在重点研究开发固定床、流化床、气流床等主流煤气化技术的同时，在地下气化、催化气化、加氢气化、超临界水气化、等离子体气化等也进行了大量有益的探索研究。1984年以来，中国矿业大学（北京）联合国内相关单位，在国家相关科技计划的支持下，依托不同矿区进行了多次煤炭地下气化试验。2005年以来，新奥集团联合国内相关单位，建立了催化气化、超临界水气化和加氢气化的中试装置，并完成了催化气化和加氢气化工业示范装置的建设和运行。自1980年以来，国家科技重点攻关计划、国家“863计划”、国家科技支撑计划、国家重点研发计划及其他科技计划，对煤气化技术的研究开发进行了持续支持。特别是针对技术开发过程中暴露的基础研究薄弱问题，国家“973计划”于1999年立项支持“煤的热解、气化及高温净化过程的基础研究”，主要涉及流化床煤气化技术，提出先热解后气化的分级转化思想，该项目由太原理工大学和中国科学院山西煤炭化学研究所为首席科学家单位，中国科学院过程研究所、华东理工大学等参与了部分课题的研究。2004年，为了进一步推进我国自主知识产权大型煤气化技术发展，国家“973计划”又立项支持“大规模高效气流床煤气化技术的基础研究”，2010年国家“973计划”再次立项支持“煤等含碳原料大规模高效清洁气化的基础研究”，这2个项目均由华东理工大学作为首席科学家单位，清华大学、浙江大学、东南大学、华中科技大学、中国矿业大学、中国科学院山西煤炭化学研究所、西安热工研究院等煤炭利用领域知名高校和研究院所参与了相关研究，较系统地研究了中国典型煤种在高温、高压条件下气化反应机理、气流床气化炉内多相流动和热质传递过程的基本规律、撞击流流动及撞击火焰的特征、超浓相气固两相流的流动机理、高浓度水煤浆的制备与输送机理、高温合成气热量回收及细灰洗涤分离机理、过程模拟与优化等。这些基础研究成果有力支撑了自主知识产权煤气化技术的大型化，推动了国内一系列气化技术的开发，显著提升了我国煤气化技术研究与工程应用在世界的地位。3.3建议煤气化技术起源于西方，在我国也有150多年的应用和发展历史。从现有文献看，我国对煤气化技术的自主研发起步于20世纪50年代初，并逐渐形成了我国在煤气化基础研究和工程应用领域引领发展的局面。（1）要虚心向发达国家学习，但时刻不能忘记自主创新学习和引进的目的是为了创新，要结合我国的自然资源条件、社会发展条件和行业发展需求消化、吸收、再创新。再创新是要针对引进技术中存在的各类工程问题开展基础研究，在扎实系统的研究基础上提出新思路、新方案、新技术，形成新工艺。再创新需要充分尊重原有知识产权，才能推动技术的不断进步，才能赶超世界先进水平。改革开放42年来，煤气化技术在我国的快速发展，充分说明了在学习的基础上进行自主创新的重要性。（2）扎实系统的应用基础研究是推动技术不断进步的原动力煤气化技术是一个既陈旧又新颖的技术，陈旧是因为在工业革命后就提出了原创思想，有200多年的发展历史；新颖是因为煤气化技术随着科学的整体进步而不断进步，随着化学工业的发展而不断完善提升。从间歇进料到连续进料，从常压气化到高压气化，从固定床到流化床，再到气流床，单炉处理能力不断增加，气化效率不断提高，技术水平持续提升，技术进步与基础研究的深入推进密不可分。我国在煤气化领域的基础研究起步较晚，但进步迅速。20世纪50年代末开始，曾开展了K-T炉等各种煤气化技术研究开发，有不少技术思路富有创新性，但改革开放前30年的煤气化技术开发和工程示范，鲜有成功的案例，重要原因之一是基础研究相对薄弱，对与工程问题相关的科学原理缺乏深入系统研究。近40年，华东理工大学通过基础研究揭示引进技术存在的大量工程问题背后的科学原理，在煤气化技术领域做出了创新性的贡献，如首创了多喷嘴对置式煤气化技术，发明了合成气分级净化工艺、预膜式高效长寿命水煤浆烧嘴和高效蒸发热水塔等关键设备，清华大学首次将水冷壁用于水煤浆气化炉等，无不得益于扎实系统的基础研究，不仅解决了中国煤气化技术从无到有的问题，也实现了我国煤气化技术从弱到强的转变。（3）现代煤化工行业快速发展是推动煤气化技术进步的重要动力改革开放前，我国煤气化技术发展落后的另一个原因是行业需求不足，企业没有成为技术创新的主体。实验室的基础研究要实现产业化，走向市场，企业是关键的一环。国内首套具有自主知识产权的大型煤气化技术（多喷嘴对置式水煤浆气化技术）的产业化，正是由于兖矿集团的大力支持才促进了该技术的广泛推广应用。煤气化技术的进步支撑了我国现代煤化工行业的快速发展，而现代煤化工行业的发展又对气化技术提出了更高的要求，从而促进煤气化技术的不断创新和进步。（4）煤气化技术的选择一定要立足企业实际每种煤气化技术都有其优点和不足，只是相对多少的差异，至今还没有适应所有煤种的万能煤气化技术，企业在煤气化技术的选择上一定要从自身实际出发。从技术上，原料煤的理化特性是选择煤气化技术的首要条件，对煤种要有充分的研究和认识，包括煤的反应活性、灰分高低、灰成分、灰熔点、半焦的热强度、灰渣的黏度-温度特性等。根据目前的运行经验，若煤种适应水煤浆，在水煤浆气化和粉煤气化技术中应优先选择水煤浆气化技术。生产何种下游产品是煤气化技术选择的重要依据，应根据下游产品配置合适的气化工艺流程。若下游产品是H2（合成氨），应优先选择合成气激冷流程，而不应盲目选择废锅流程；若下游配置IGCC发电，则应优选废锅流程；若下游产品是SNG，选择固定床气化较合理，但从长远看，将固定床和气流床水煤浆气化技术结合，既可解决块煤气化后剩余末煤的出路问题，也可解决固定床气化废水难处理的问题。对于大型的煤化工装置，能否创造良好的经济效益，与煤气化装置的“安稳长满优”运行关系密切，安全稳定是前提，长周期满负荷是基础，优化运行是目标。在稳定运行的基础上逐渐实现长周期运行，在长周期运行的基础上达到满负荷甚至超负荷运行，优化运行是在安稳长满运行基础上追求的最终目标。（5）营造尊重知识产权，保护知识产权的良好氛围煤气化技术在我国150多年的发展历史，是互相学习、互相促进的过程。但互相学习不等于相互抄袭，学习的目的是为了在前人和他人的基础上创新。煤气化技术专利商之间可尝试技术互相许可，既能尊重保护已有的知识产权，促进技术创新，又能实现技术上的优势互补，做到1+1＞2。第4章影响煤气化行业发展的主要因素4.1影响煤气化行业运行的几种有利因素（1）国家产业政策支持开发煤炭清洁高效转化利用技术是实现节能减排的最有效途径之一，也是我国以煤炭为主的能源生产和消费结构下解决环境问题的一个必然选择，对促进煤炭资源高效利用、煤炭行业产业结构调整和技术升级、实现由粗放型向集约型发展模式转变有着重大作用。（2）国内市场需求持续增长随着我国经济稳步增长和人均收入的快速增加，能源、化工产品消费需求不断增长，从而带动煤化工、电力等相关行业产能扩张和固定资产投资持续增加，为煤气化工程行业提供良好的外部市场环境。（3）知识产权保护力度不断加大改革开放以来，我国对知识产权的保护力度不断加大。煤气化工程行业是典型的技术密集型行业，知识产权保护力度加大有利于保护行业中拥有核心专利技术的优势企业，并激励行业内企业不断进行技术创新，从而促进行业健康发展。4.2影响煤气化工程行业运行的几种不利因素（1）自主创新能力不足由于现代煤气化工程项目投资巨大，过去国内大型建设项目通常采用国外长期研发形成的成熟工艺。国内项目建设业主在引进国外工艺技术的同时不得不引进一定数量的专利设备，以及一些昂贵的特种设备、仪表和材料，造成项目最终投资居高不下。比如，我国在引进德士古、壳牌及西门子GSP煤气化技术时，需要按1.8~2.0美元/Nm3（CO+H2）支付技术转让费，对其专利设备要么进口，要么支付专利费在国内制造。初步估计，每引进一套国外气化装置，价格要比国产化的装置高出一倍以上6。近年来，我国在煤气化方面的自主工艺开发已取得重大突破，多喷嘴对置式水煤浆气化技术、多元料浆气化技术以及航天粉煤加压气化技术等都已成功实现了工业化应用。但是，要从整体上显著改善我国煤气化技术受制于国外专利技术的局面，使我国煤气化技术走在世界前列，仍需加大自主创新的力度，特别是加强煤气化关键设备的研制和开发工作。（2）具备综合竞争力的工程公司较少由于受传统体制的影响，相当一部分煤气化工程项目建设业主习惯于将设计、施工、设备采购等分别招标，由建设单位自行管理。这种传统模式造成行业内的大部分工程公司对工艺设计相对熟悉，而忽略了煤气化成套装备技术的发展。另外，长期以来行业内的大部分工程公司获取煤气化相关工艺技术的途径主要是从技术专利商处购买工艺软件包和获取专利授权，缺乏具有自主知识产权的煤气化核心工艺技术，而且很难提供项目建成后的开车及运行服务。以上原因造成我国煤气化工程行业内单一功能的设计企业很多，而具有工艺技术开发、工程设计、核心设备研制、工程承包、项目开车及运行服务等综合竞争能力的工程公司较少，这已成为制约行业发展的重要因素之一。（3）融资困难和资金实力不足由于煤气化工程建设日益向着工程总承包与带资承包模式方向发展，行业内工程公司是否具备相应的资金实力和融资能力，已成为工程建设项目业主衡量其实力的重要考虑因素。在国际通行模式下，承包商主要做的是融资、设计、采购、总承包管理、协调与业主和分包商、供货商关系等工作，依靠其资金、管理和专利技术等优势，参与资金密集型和技术密集型的高端市场、高端项目的竞争。目前，国内许多项目也逐渐与国际常用模式接轨，要求承包商参与融资、前期垫资等，这种模式下总承包企业需要具备很强的融资能力。我国承担煤气化工程的公司大部分资本积累较少，而银行对工程承包商的信贷额度相对较低，且贷款审核时间长、审批程序复杂，融资难度相对较大，影响行业内大部分工程公司在大型项目方面的承揽能力，制约了行业的快速发展。第5章2022-2028年煤气化工程市场发展前景5.12022-2028年煤气化工程市场发展潜力受"煤改气"、"县县通"等工程持续推进的利好影响，煤气行业消费持续增加，成为2020年煤气行业消费增量主力。根据国内有关研究机构数据显示，2020年煤气行业天然气消费量为1004亿立方米，煤气行业约占全国总用气量的31%;城镇气化人口接近4.9亿人左右，城镇气化率约58%，天然气采暖面积约49亿平方米;全年气化车辆超过410万辆，其中CNG汽车355万辆，天然气重卡58万辆。煤气作为工业燃气主要用于钢铁、机械、卫生、建材、轻纺、食品等部门，用以加热各种炉、窑，或直接加热产品或半成品。作为民用燃气，与直接燃煤相比，民用煤气不仅可以明显提高用煤效率和减轻环境污染，而且能够极大地方便人民生活，具有良好的社会效益与环境效益。因此我国煤气产量逐年上升，根据国家统计局数据显示，到2020年中国煤气产量上升至15791.4亿立方米，同比上升7.32%，2021年中国