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煤化工主要產(chǎn)品市場概述
    我國是成品油消費大國，消費增長迅速。1995～2005十年間，我國汽、煤、柴、潤產(chǎn)量年均增長率分別為6.90%、9.27%、11.86%、11.30%。雖然我國成品油生產(chǎn)已基本可以滿足國內(nèi)的需求，汽煤柴供需基本平衡，但原油大量依賴進口。根據(jù)對國內(nèi)各行業(yè)分析，預計2005年、2010年和2015年我國成品油（汽煤柴）的國內(nèi)需求將分別達到17544萬噸、23650萬噸和29700萬噸，2005～2010和2010～2015年均增長率分別為6.2%和4.7%。預計2010年我國進口石油量將達到1.45億噸。
    我國煤炭總資源量較多，2005年，我國煤炭產(chǎn)量為21.1億噸，同比增長8.2％。2004年我國煤炭探明儲量、產(chǎn)量和消費量分別占世界總量的12.6％、35.3％和34.4％。我國既是煤炭資源大國，又是生產(chǎn)和消費大國，同時也決定了我國能源消費和碳一化工發(fā)展將主要立足于煤炭。
    煤化工替代燃料產(chǎn)品可分為三類：含氧燃料（醇/醚/酯）、合成油（煤制油）、氣體燃料（甲烷氣/合成氣/氫氣）。其中含氧燃料技術成熟，是近期應予推廣應用的重點；合成油與現(xiàn)有車輛技術體系和基礎設施完全兼容，但其技術尚待完善，將在2020年發(fā)揮重要作用；氣體燃料車優(yōu)點很多，我國將從基礎科學研究、前沿技術創(chuàng)新、工程應用開發(fā)等方面逐一突破。
    蟄伏的煤制油市場
    煤制油又分為煤直接液化和間接液化。煤直接液化是煤通過催化加氫直接液化合成液態(tài)烴類化合物，精制后制取汽油、柴油。直接液化對煤質要求十分苛刻，需選擇易磨、含水低的煤，而且要求煤中含氫高，含氧、硫、氮低，且投資較高。煤間接液化是將煤先氣化生成合成氣，再通過費托（F-T）合成轉化為烴類化合物。此方法投資大，耗煤多，另外反應過程產(chǎn)生大量水和熱，合成氣分子利用率低，能效偏低。
    1927年，德國建成世界上第一套年產(chǎn)10萬噸的煤直接液化裝置，但20世紀50年代廉價石油的開采，使煤制油失去經(jīng)濟競爭力。20世紀70年代發(fā)生石油危機，給煤制油提供了新的發(fā)展機會，俄、美、德、日先后開發(fā)了不同的煤直接液化工藝技術。但是至今沒有一個國家實現(xiàn)煤直接液化技術的工業(yè)化生產(chǎn)。
    南非Sasol公司是目前全世界惟一用F-T煤間接液化技術進行現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)的工廠。年加工煤炭總量4590萬噸，生產(chǎn)130多種化工產(chǎn)品，總產(chǎn)量達760萬噸。但在世界其他地區(qū)，成本問題卻成為煤液化大規(guī)模商業(yè)化發(fā)展的主要障礙。目前，我國還沒有使用煤間接液化技術生產(chǎn)合成油的現(xiàn)代工業(yè)化經(jīng)驗。
    我國的煤制油技術研究始于上世紀50年代，中國煤炭科學研究總院于1980年重啟煤直接液化技術的研究。1997年以來，對我國不同煤種進行了試驗，進行了建設煤炭液化示范廠的可行性研究工作。本世紀初，中國煤炭研究總院和神華集團合作開發(fā)了具有世界先進水平的高分散鐵質催化劑。目前，神華集團在上海建成了一套日加工原煤6噸的煤液化試驗裝置，各項指標達到設計要求。而一期工程正在建設中、建設投資超過200億元的神華鄂爾多斯煤制油工程投產(chǎn)后各種油品超過300萬噸。
    中科院山西煤化所經(jīng)過多年的攻關，于2002年6月建成投產(chǎn)了設計能力為年產(chǎn)千噸級合成油的煤間接液化技術中試廠，目前正在建設工業(yè)示范裝置。兗礦集團于2001年啟動間接液化技術研究，2003年7月在山東魯南化工廠建成萬噸級中試裝置，2004年3月一次投料試車成功，目前正在申請投入產(chǎn)業(yè)化建設。
    近幾年，我國煤制油的技術進展較快，不論直接液化或間接液化都逐步進入工業(yè)示范階段，能源的緊缺和技術的進步，使得各方面給予煤制油高度的關注。但是煤制油工藝復雜，投資較大，能耗較高，對煤質有一定要求，并非所有地區(qū)都具備條件建設。
    就目前情況而言，在有條件的地區(qū)可建設2～3套直接液化和間接液化的示范裝置為較明智的選擇。同時在今后一段時期，石油煉制仍然是油品生產(chǎn)的主導工藝。
    甲醇燃料市場鋒芒漸露
    甲醇燃料的辛烷值高、可提高抗爆性、壓縮比、熱效率、減少排放；其次甲醇分子量較小、沸點較低，使得霧化性能好、燃燒充分。甲醇燃料和汽油相比，由于氧含量高、熱值低存在自供氧效應，減少CO和碳氫排放，氮氧化物排放與汽油相當，動力性能不會降低。在資源供應越來越緊張的今天，甲醇燃料正在受到世界各國的重視。
    在目前的開發(fā)應用中，甲醇燃料分為直接使用和間接使用兩類�？紤]甲醇汽車技術進展，顯然低比例甲醇適合在普通車上，而高比例甲醇適合專用甲醇汽車。因而，具有發(fā)展前途的應該是低于15%的甲醇汽油，以及技術比較成熟的M85高比例甲醇汽油。
    國際上甲醇汽油開發(fā)及應用開始于上世紀70年代，德國、美國、日本等國先后進行甲醇燃料及甲醇汽車配套技術的研究開發(fā)。德國30年前就推出了甲醇汽車，德國大眾汽車公司還在中國推出M100甲醇汽車示范車。美國重點開發(fā)M85、M100專用甲醇燃料汽車。美國福特公司還開發(fā)了可使用甲醇與汽油以任意比例混合燃料的靈活燃料汽車（FFV）。目前FFV汽車在美國已經(jīng)能大規(guī)模商業(yè)生產(chǎn)。日本對甲醇燃料研究始于上世紀80年代后期，進入90年代初期已有300多輛甲醇燃料汽車投入運行。
    在我國一些具有資源優(yōu)勢的地區(qū)，如山西、四川、河南等地，甲醇汽油車輛的示范運行已有多年。1998年山西組織為期3年'煤制甲醇潔凈燃料汽車示范工程'的推廣運行，2002年10月起，在太原、陽泉、臨汾、晉城四個城市進行甲醇汽油產(chǎn)業(yè)化試點工作。運行經(jīng)驗表明，低比例摻燒甲醇（M3-M5）可直接當汽油使用，其與汽油的替代比為1∶1，并可以提高汽油的辛烷值，具有良好的抗爆性，車輛尾氣排放物減少10%。中比例下M10-M20摻燒可以做到不分層，不乳化，存放時間可達3個月以上，但需要使用添加劑以解決低溫啟動困難、高溫氣阻、腐蝕溶脹、動力下降、油耗增高等問題。高比例M85甲醇汽油和M100（100%甲醇）不需要使用添加劑，主要存在低溫起動性問題，因此需對發(fā)動機進行改造。研究表明，甲醇汽油在技術上是基本可行的。但是，從汽車運行的角度，如果進行大范圍推廣使用，還有待于做進一步的深入研究，從科研與示范的角度都還需要對運行中存在的問題進行深入的研究與試驗工作。
    甲醇燃料電池的市場同樣不可忽視，燃料電池系統(tǒng)的制造成本比發(fā)動機改造低，而且燃料電池汽車除去了傳動系統(tǒng)，使整車生產(chǎn)更加容易。
    由于可直接使用液體甲醇作燃料,除配備極簡單的甲醇貯存器外不需要增設其它裝置,甲醇燃料易于攜帶和更換,使用十分方便,因此已成為全球微型燃料電池開發(fā)的主要技術而在今后獲得批量生產(chǎn)。戴姆勒-克萊斯勒已經(jīng)開發(fā)出NECAR3型汽車，采用以甲醇為液體燃料的板式燃料系統(tǒng)；本田公司于2000年開發(fā)出了甲醇電池車，2003年開始商業(yè)化生產(chǎn)；日產(chǎn)公司已經(jīng)開發(fā)出了甲醇電池車，2003年投入市場。福特公司已經(jīng)開發(fā)出運動型原型車，采用甲醇液體電池發(fā)動機，2004年進行商業(yè)化生產(chǎn)；通用汽車公司也已經(jīng)開發(fā)出了甲醇電池原型車，2004年投入商業(yè)化生產(chǎn)。
    美國為了促進甲醇電動汽車的技術開發(fā)和市場推廣，在1999年9月簽署法案，以低稅率和政府補貼的方式對甲醇電池技術予以支持。對新建甲醇充裝站或改造現(xiàn)有的汽柴油加油站的，美國政府將給每座充裝站3萬美元補貼。
    2005年國內(nèi)甲醇總能力達到約867萬噸/年，有效能力約720萬噸/年，2005年國內(nèi)甲醇產(chǎn)量535.6萬噸，表觀消費量為666.2萬噸。目前國內(nèi)甲醇生產(chǎn)主要分布在中南和華東地區(qū)，分別占國內(nèi)總能力的25％和23％。國內(nèi)在建和擬建甲醇項目較多，總能力約有1500萬噸/年，主要集中在西部地區(qū)，這些項目如能順利進行，預計到2010年國內(nèi)甲醇總能力將達到約2000萬噸/年。
    1998年國家經(jīng)貿(mào)委在山西進行'煤制甲醇－潔凈燃料汽車示范工程'項目，48輛中巴車在城際間運行，累計里程494萬公里。隨后又陸續(xù)擴大到100輛在5個城際間運營，單車最高里程達35萬公里。2002年甲醇汽柴油（M15）運營10萬輛車次示范項目成功。在示范工程項目期間完成了對發(fā)動機甲醇化改造，對全甲醇發(fā)動機、尾氣催化裝置、甲醇汽柴油添加劑、腐蝕抑制劑、專用機油、耐醇材料以及對環(huán)境和人體健康的影響等方面進行了研究，全面系統(tǒng)地取得了產(chǎn)業(yè)化的技術成果。
    目前已頒布施行的省級地方標準6個，山西M5和M15，陜西的M25和M15，黑龍江的M15等。
    二甲醚燃料蓄勢待發(fā)
    二甲醚早期主要用作氣霧劑，目前作為清潔燃料之一開始用于民用燃料和汽車代用燃料。由于其易壓縮、易貯存、燃燒效率高、污染低，還可替代煤氣、LPG作民用燃料。預計二甲醚在LPG資源較為稀缺的地區(qū)市場發(fā)展?jié)摿�較大。
    二甲醚具有較高的十六烷值，是替代柴油的好產(chǎn)品。尾氣排放達歐III標準，部分達歐IV標準，發(fā)動機動力性超過柴油，目前樣車已行駛6000千米。但二甲醚汽車發(fā)動機要重新設計，油路系統(tǒng)需加壓，加油站投資較大。
    二甲醚最大的特點就是燃燒時絕不會產(chǎn)生任何黑煙，不含硫、氮氧化物比汽油與液化石油氣體等燃料要少。使用二甲醚作為汽車燃料，汽車尾氣無需催化轉化處理即可達到高標準的'歐洲Ⅳ'排放標準。二甲醚作為清潔燃料方面的發(fā)展?jié)摿�巨大。在同等的溫度條件下，二甲醚的飽和蒸氣壓低于LPG，其儲存、運輸?shù)染�比LPG安全。二甲醚在空氣中的爆炸下限比LPG高1倍，因此使用過程也比LPG安全。二甲醚的熱值較LPG低，但二甲醚含氧，在燃燒過程中需要的理論空氣量遠低于LPG，從而使二甲醚的預混氣熱值和理論燃燒溫度高于LPG。
    由于二甲醚燃料的卓越性能，二甲醚燃料發(fā)動機技術已引起發(fā)達國家政府和專家的高度重視。近年來，歐盟、美國、日本、韓國等國家十分看好二甲醚燃料汽車的市場前景和環(huán)保效益，紛紛開展二甲醚燃料發(fā)動機與汽車的研發(fā)。在歐洲，VOLVO汽車公司研制出了燃用二甲醚燃料的大客車樣車用于試車與示范。在日本，NKK公司和交通公害研究所分別研制了使用二甲醚燃料的卡車樣車，并計劃小規(guī)模推廣。
    由于二甲醚液化氣在室溫下壓力符合現(xiàn)有LPG要求，可用現(xiàn)有的LPG氣罐集中統(tǒng)一盛裝，儲運安全，組成穩(wěn)定，無殘液，可完全利用。同時由于與LPG灶基本通用，使用方便，不需預熱，隨用隨開。二甲醚還可按一定比例摻入液化氣中燃燒，可使液化氣燃燒更加完全，降低析碳量，并降低尾氣中的一氧化碳和碳氫化合物含量。作為民用燃料，二甲醚已經(jīng)開始在山東、四川、陜西、云南、重慶等地區(qū)逐步推廣使用。
    我國二甲醚燃料發(fā)動機研究差不多與發(fā)達國家處于同一起跑線上。上海交通大學燃燒與環(huán)境技術研究中心，自1997年以來對二甲醚燃料噴射過程、燃燒過程、發(fā)動機性能、可靠性和材料相容性進行了深入系統(tǒng)的研究自主研制了適合于二甲醚燃料特性的發(fā)動機燃料供給、噴射系統(tǒng)和燃燒系統(tǒng)，成功開發(fā)了D6114ZLQB二甲醚燃料發(fā)動機。
    在國家科技部'清潔汽車行動計劃'支持下，上海交大燃燒與環(huán)境技術研究中心聯(lián)合上海汽車工業(yè)總公司、上海申沃客車有限公司、上海柴油機股份有限公司、上海華誼集團公司、上海焦化有限公司承擔了二甲醚汽車國家科技攻關項目，成功研制了我國第一臺具有自主知識產(chǎn)權的二甲醚城市客車，并通過了發(fā)動機臺架試驗、整車道路試驗。
    二甲醚燃料汽車是上海目前發(fā)展新能源汽車中的重要一員。上海市經(jīng)濟委員會剛剛出爐并對外公布的2006～2008年上海新能源汽車發(fā)展項目指南中明確提出，今年底上海將完成二甲醚燃料汽車產(chǎn)品樣車開發(fā)，2007年完成30輛示范車輛生產(chǎn)，實施二甲醚燃料汽車車隊示范，到2010年上海世博會前，二甲醚汽車在上海將形成1000輛以上的使用規(guī)模。
    國內(nèi)二甲醚產(chǎn)能主要分布在華東和西南地區(qū)，分別在國內(nèi)總能力的53％和36％。目前我國二甲醚生產(chǎn)能力約35萬噸/年，其中山東久泰化工科技股份有限公司和瀘天化集團有限公司是國內(nèi)最大的二甲醚生產(chǎn)企業(yè)，其產(chǎn)能占國內(nèi)總能力的74％。
    目前正在建設中的二甲醚能力約70萬～90萬噸/年，此外還有許多地方和企業(yè)正在進行前期工作，預計到2010年國內(nèi)將形成二甲醚能力150萬～200萬噸/年。