編者按：2021年7月8日，以“碳中和與未來能源”為主題的“第三屆未來能源大會”在北京召開，本次大會由中國能源研究會與中國能源網(wǎng)聯(lián)合主辦。會上，國家能源集團中國神華煤制油化工有限公司規(guī)劃發(fā)展部副主任曹伯楠發(fā)表了“在雙碳背景下煤基新材料產(chǎn)業(yè)化的推進與發(fā)展”的主旨演講。

以下內(nèi)容根據(jù)大會演講實錄進行整理。

曹伯楠：大家下午好！

首先道歉，本來應該是溫亮博士來做報告，他正好在外面出差，沒法趕回來，所以我代他做今天的匯報。前面兩位老師把“雙碳”背景下，面向頂層設計的，包括戰(zhàn)略路徑，都介紹很詳細了，我自己這塊也感受頗深，學到很多東西。我主要是結(jié)合煤化工產(chǎn)業(yè)化，怎么去做煤基新材料，談談我們自己的一些想法。

首先介紹一下國家能源集團，2017年11月，當時經(jīng)過國務院批準，中國國電和原神華集團合并成立的，我們現(xiàn)在有八個產(chǎn)業(yè)板塊，還有四個全球第一，全球第一煤炭生產(chǎn)企業(yè)，全球第一火力發(fā)電企業(yè)，全球最大的風力發(fā)電企業(yè)，全球最大的煤制油煤化工企業(yè)，這里還落了一個全球第一，我們是全球最大的氫氣生產(chǎn)企業(yè)，當然，我們生產(chǎn)的氫氣主要都用于下游加工了，也就是灰氫，將來灰氫怎么利用也是下一步可以探討的問題，今天就不展開這塊了。

關(guān)于“雙碳”背景已經(jīng)介紹得很清楚了，作為化工產(chǎn)業(yè)一員，先談一下化工。我們認為，從過去發(fā)展中，一直是國民經(jīng)濟生產(chǎn)的支柱，基本上都占到GDP的10%以上，我們也認為，未來的發(fā)展化工是不可缺的，它對于工業(yè)生產(chǎn)和社會生活中工業(yè)基礎原料支撐性有一定的必要性，之前我們化工行業(yè)發(fā)展一直在GDP增速以上的，從“十三五”、“十四五”之后，它的發(fā)展更多是一種回歸本真，從它的增速來講，可能會與GDP發(fā)展增速持平，或者低于GDP發(fā)展。

剛才涂老師也說了，我們現(xiàn)在感受很深，剛才陜西的項目大家也關(guān)注了，上千億投資，陜煤的，7月4號工程部下的命令，當時榆林當?shù)赝５牟恢惯@一家，還有40萬噸乙二醇也停了，包括其他一些小項目，當?shù)厮许椖慷纪Ａ?，停的原因官方給出說法是現(xiàn)在能評還沒拿到批復，但具體原因很復雜?？梢钥闯霈F(xiàn)在各地政府在“雙碳”背景下，對于高耗能、高排放企業(yè)的控制是非常嚴的，包括我們現(xiàn)在自己在做“十四五”規(guī)劃中，到底往哪個方向發(fā)展面臨很大壓力，基本上都要先解決能耗指標，還要考慮碳排放問題。我們自己個人理解，從“十四五”過程中，對于化工行業(yè)來講，更多是技術(shù)革新和低碳經(jīng)濟所推動下大的轉(zhuǎn)變，需要尋找新的發(fā)展路徑，面向高質(zhì)量發(fā)展，重點還是要做一些清潔化、高附加值和多元化的一些產(chǎn)品。

我們公司提出一體兩翼發(fā)展格局。一塊是煤基新型燃料，一塊是煤基新型材料，我今天主要講煤基新型材料，降解塑料，現(xiàn)在我們更關(guān)注塑料污染問題，從工業(yè)化生產(chǎn)到現(xiàn)在差不多半個多世紀時間，但它所帶來地污染問題應該是全社會所關(guān)注的焦點，基本上現(xiàn)在常用的比如聚乙烯、聚丙烯、PVC降解周期都在幾百年時間，所以我們半個多世紀以來生產(chǎn)的東西可能要到幾百年之后才會消化。全球據(jù)不完全統(tǒng)計，有63億噸塑料垃圾，每年還要再新增產(chǎn)1億多噸的塑料垃圾。還有海洋塑料污染，現(xiàn)在塑料垃圾在海上可以形成垃圾島，包括分解過程中形成的塑料微粒，這在我們的生活飲用水中也發(fā)現(xiàn)了，塑料本身對健康不會有太大危害，但塑料微?？梢宰鳛椴≡w載體，把更多病菌帶入人體內(nèi)。所以治理海洋污染，不光是從人體上，包括健康衛(wèi)生，也是值得關(guān)注的問題。

另外身邊可以看到的，包裝和快遞外賣，這是生活中常用的。這塊市場發(fā)展速度是非常驚人的，基本上都是乘倍數(shù)增長，現(xiàn)在市場規(guī)?？爝f大概200萬噸，外賣包裝接近200萬噸，這個數(shù)字我們預計到“十四五”末，這兩個行業(yè)加在一起應該可以達到1000萬噸的水平，這是快速增長的市場。而且這個市場增長帶來什么問題？它對于一次性垃圾的增長是一個重要的推手，相當于加劇了我們現(xiàn)在塑料污染的問題。習總書記在2019年中央生產(chǎn)會上對塑料污染治理提出三個方向，可回收，可循環(huán)，可降解，我們今天講降解塑料。

現(xiàn)在常見降解塑料是第三代，生物降解塑料，在微生物環(huán)境下，我們使用之后可以最終分解成水和二氧化碳，現(xiàn)在市場常見是PLA、PBS、PBAT，現(xiàn)在如果我們?nèi)ヒ恍┏匈I的塑料袋，你可以看看底下的標識，基本上不超過這三種產(chǎn)品，基本占到我們國內(nèi)市場的90%，我們現(xiàn)在關(guān)注的是一種新產(chǎn)品，PGA，從煤基做過來的，后面會詳細介紹一下。

為什么從煤做降解塑料這個路徑呢？有兩方面優(yōu)勢：一個是工藝路徑上，降解塑料更多是含氧化合物，傳統(tǒng)聚乙烯、聚丙烯是純碳的，所以一定要含氧的東西。煤化工最主要的途徑是用煤先變成合成氣，一氧化碳和氫氣，這個氫氣就是灰氫，一氧化碳在生產(chǎn)降解塑料時最終把氧氣氧原子帶進去了。原來做煤制烯烴時，把一氧化碳生成，最后做烯烴時再把氧排出去，做降解塑料時把氧留在產(chǎn)品中，我們通過煤化工在工藝上生產(chǎn)一系列含氧化合物，這是工藝上的優(yōu)勢。第二個是成本上，我們做了成本分析預測，跟國外氫烴為原料的產(chǎn)品對比，現(xiàn)在是接近他們的生產(chǎn)成本，作為煤化工來講，但作為含氧化合物，包括乙二醇、甲醇，它在成本上是有比較大的優(yōu)勢，所以具備工業(yè)化的前提。

我們關(guān)注PGA這個產(chǎn)品，這個產(chǎn)品已經(jīng)存在很久了，現(xiàn)在國內(nèi)用的手術(shù)縫合線用的就是PGA，為什么沒法推廣？都是實驗室生產(chǎn)的，成本很高，大概1噸是500萬元，現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)只有日本的屋宇（音）公司，他在美國有一家企業(yè)，年產(chǎn)4000噸，他的工藝路線用到了氫氰酸，這個東西毒性是比較大的，特務間諜最后放的藥丸就是跟這個東西組成的。這個過程中一個是毒性，環(huán)保排放，還有工業(yè)放大上有一定難度，它的原料還是基于精細化工原料去生產(chǎn)的。我們現(xiàn)在推進的是以煤為主的，煤通過草酸亞鐵（音）做煤制乙二醇路徑上，我們利用中間產(chǎn)物生產(chǎn)乙醇酸，再做聚乙醇酸，就是PGA降解塑料。

這個是我們現(xiàn)在混合所有制科技型企業(yè)，上海浦景化工公司，它前后開發(fā)了將近十年，從實驗室到小試中試，現(xiàn)在在包頭我們工廠旁邊建了一條1500噸的中試線，這個技術(shù)2020年通過石化聯(lián)合會的驗收，應該是技術(shù)達到了先進水平。同時他的產(chǎn)品作為降解塑料原料也取得相應認證，現(xiàn)在土壤堆肥，家庭堆肥，包括它還有一個特性，可以做到海水降解，現(xiàn)在超市見到的那些都不能實現(xiàn)海水降解，但PGA可以實現(xiàn)海水降解，未來有希望解決現(xiàn)在面臨的海洋污染問題。

國家2030重大項目先導項目，高性能可降解材料的工業(yè)生產(chǎn)與改性應用研究，我們利用PGA做了產(chǎn)品研發(fā)，這是我們做成的一些產(chǎn)品照片，看上去很幼稚，為什么把這些圖片放進來？PGA原來成本很高，500萬噸，如果做醫(yī)用的。現(xiàn)在吳宇的產(chǎn)品價格售價大概是1噸10萬元到100萬元不等，看你做得是什么東西，因為從來沒有人拿PGA去做這些日常所見的塑料刀叉勺，成本太高了。但現(xiàn)在我們有一個工業(yè)示范項目，可以把成本做到低于現(xiàn)在市場上所有降解材料，同時我們的目標是在五年之后成本向通用塑料聚乙烯、聚丙烯現(xiàn)在常見的塑料看齊，可能沒法達到和它一樣，但爭取控制在它的成本1.5倍之內(nèi)，這是非常大的突破?，F(xiàn)在我們的降解塑料在市場上售價大概都在3萬左右上下，2.5萬-3.5萬之間，而我們通用塑料價格大概是在7000-8000，我們希望把這個價格控制在一字頭，爭取接近1萬元的水平。

我們在工業(yè)技術(shù)中試裝置產(chǎn)品研發(fā)基礎上，準備建500萬噸示范項目，在榆林。建設過程中有一塊技術(shù)壁壘，中間過程中它要生成一個聚合前體，聚乳酸有一個技術(shù)難點，國內(nèi)還沒打通，它叫丙交酯，我們叫乙交酯，跟它結(jié)構(gòu)類似，但比它結(jié)構(gòu)簡單一點。丙交酯現(xiàn)在技術(shù)基本上都掌握在國外手中，它的工業(yè)化生產(chǎn)中對于丙交酯的純度怎么提純，這是非常難的技術(shù)。我們現(xiàn)在丙交酯上已經(jīng)打通這個流程，這在我們工業(yè)示范上是一個核心的攻關(guān)點。這個項目本來作為基建項目，但后來集團決定列為今年十大重點科研項目，去年年底拿到批復，今年已經(jīng)開始建設，計劃今年年底投產(chǎn)，所以明年應該能看到我們這個產(chǎn)品。

PGA的特性除了降解以外，它本身是高強度，高阻隔，高耐熱，我們生活中一般需要幾種塑料摻混，比如現(xiàn)在超市見到的塑料袋，更多是30%的聚乳酸，增加挺度，70%PBAT是增加柔韌性的，既有韌性又可以支撐，如果純用柔性材料，有的塑料袋放那就像彈簧一樣塌在那了，它是全部用的柔性材料，不太實用，所以各種塑料都需要共混，我們的PGA也需要共混。我們的目標不光是生產(chǎn)這個單一一種材料，通過我們生產(chǎn)煤基含氧化合物工藝上的優(yōu)勢，可能還要生產(chǎn)其他產(chǎn)品。這是我們在規(guī)劃的產(chǎn)品，我們在鄂爾多斯有一套10萬噸的CCS項目，CCUS還沒做上。我們可以生產(chǎn)丁二醇、丁二酸，我們計劃在陜北地區(qū)或者內(nèi)蒙古，打造降解塑料的生產(chǎn)基地，通過集約化一體化發(fā)展模式。

為什么我們在“雙碳”背景下做降解塑料？剛才有一點我沒有提，現(xiàn)在生產(chǎn)降解塑料的工藝二氧化碳排放是我們傳統(tǒng)聚乙烯、聚丙烯的1/3，我們在5萬噸項目上測過，把氧滲進去了，不需要那么多排放。能耗是現(xiàn)有的1/2，這個從煤化工來講，從“雙碳”來講，一個很大的指向是指向煤炭煤化工，煤炭發(fā)電也好，煤化工也好，你只要用了煤了，把煤轉(zhuǎn)化了，不可避免要排放大量二氧化碳、耗很多能量，在這種情況下，我們怎么引導煤化工轉(zhuǎn)型，在煤基材料上這是一個可突破的方向。剛才說的是工藝二氧化碳，工藝工程消耗可能還需要消耗一部分能量，這部分能量我們還在優(yōu)化，因為原來沒做過工業(yè)化，我們在工業(yè)化過程中會繼續(xù)優(yōu)化，我們有信心整體控制在傳統(tǒng)的烯烴產(chǎn)品之下。這樣的話總體來講，我們能夠通過產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)升級轉(zhuǎn)型，同時我們把二氧化碳排放降下來。

另外，我們現(xiàn)在推進的途徑是我們要尋求跟新能源耦合，現(xiàn)在都是講風電、光伏也好，包括配套的儲能，還有電解水制氫，產(chǎn)生的氫氣，也就是綠氫，可以用于替代現(xiàn)代煤化工的灰氫，降低我們在煤轉(zhuǎn)化上煤頭上的投資。電解水制氫出來的另外一個是氧氣，解決我們空分上的投資。如果我們能和它合理架接上的話，對于前端煤化工前端煤轉(zhuǎn)化整體投資有一個有效控制，綠電可以作為我們吸納的一個重要的電力來源。當然，這里面存在一個問題，因為化工項目對電穩(wěn)定性需求比較高，我們選用什么樣的儲能技術(shù)去保證它的供電穩(wěn)定性，這可能是我們現(xiàn)在在做耦合式發(fā)展中需要探求的一個問題，這是我們現(xiàn)在需要關(guān)注的兩個方向，一個是從煤基材料，一個是從新能源耦合發(fā)展。

塑造新優(yōu)勢，培育新產(chǎn)業(yè)，高專新興產(chǎn)業(yè)增長引擎，希望“雙碳”背景下，利用好“十四五”窗口期，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，保證我們煤化工的發(fā)展態(tài)勢。

匯報完畢，不當之處多多批評指正，謝謝。