徐治国 来源：科学新闻

发布时间：2010年第21期

一边是技术的推动，让甲醇作为战略资源储存起来成为可能，一边则认为储存甲醇并非简单地替代石油，而是背后存在一定的利益纠葛。孰是孰非，时间证明

　　图1 国内乙烯供需平衡情况（单位：万吨）

　　图2 相同烯烃生产成本时煤炭价格与原油离岸价格的对应关系

　　图3 DMTO与石脑油制烯烃成本对比

2329万吨。

中国月度原油进口再攀历史新高。

海关总署公布的这一2010年9月原油进口数据，较上年同期的1720万吨增长35.4%。如果10月份进口量保持与9月相当的水平，前10个月中国的原油进口就将突破2亿吨，并超过2.038亿吨的去年全年原油进口量。

就在原油进口持续攀升时，以甲醇部分替代石油作为国家战略能源储备的声音再度响起，而此前，业内人士称，一份由多位知名科学家签署的呼吁信，已经摆上了温家宝总理的案头。

最近一项甲醇加工技术在产业化道路上的成功应用，让甲醇储备的天平似乎在向有利一方倾斜。

产业化突破

作为燃料，甲醇可以直接以不同成分混入汽油（M5、M15、M85、M100）使用，或者经过简单脱水反应生成二甲醚及甲醇与植物油进行酯交换反应合成生物柴油，两者都是清洁的柴油代用燃料。所以，从理论上讲，甲醇基本上可以替代石油加工成为车、船、飞机的动力燃料补充，无腐蚀性，而且成本更低。

甲醇也可以替代石油，加工成为多种石油化工产品，通过甲醇裂解工艺可以生产混合低碳烯烃（乙烯、丙烯、丁烯等）。也可以单独合成丙烯，而低碳烯烃是石油化工的龙头产品，能满足现有石油化工对石油的需求。

另外，甲醇还可以直接加工成甲醛、醋酸、丁二醇和乙醇等多种产品。

由于中国缺油多煤，而甲醇可以从煤炭中直接生产，这就让它成为了很多担心中国原油进口依存度过高的专家所倾心的石油替代产品。

把煤制成合成气，用合成气可以制出甲醇，但长期以来却无法再进一步实现“甲醇制烯烃”；而如能制得烯烃，从烯烃中就能分离出乙烯、丙烯。也就是说，如能走通“甲醇制烯烃”的关键一步，“煤代油”便成为可能。

10月16日，大连，中国科学院大连化学物理所（以下简称大连化物所）宣布的具有自主知识产权的甲醇制烯烃技术（DMTO：主要是制取低碳烯烃，包括乙烯、丙烯等。DMTO同时含有甲醇和二甲醚转化两个技术，D本身是二甲醚的英文字头的缩写，同时隐含着“大连”的意思），让“煤代油”向前迈出了关键一步。

紧接着，10月26日，DMTO-Ⅱ技术合同也在北京高调签署，下一步就是工业化生产了，现在只等着国家给予核准。

实际上，两个月前的8月8日，采用了大连化物所DMTO技术的世界首套甲醇制低碳烯烃工业装置就在内蒙古包头投料试车一次成功，标志着中国煤制烯烃新兴产业取得了里程碑式的进展。该项目以煤炭为原料，年产甲醇180万吨，烯烃60万吨，主产品为30万吨聚乙烯和30万吨聚丙烯。甲醇转化率接近100%。

DMTO技术项目负责人、大连化物所副所长刘中民研究员认为，包头煤制烯烃项目为实施替代能源战略开辟了新的技术途径。“这是世界首套煤制烯烃工厂，是国家的现代煤化工示范工程。”

“包头煤制烯烃项目开创了煤基能源化工产业新途径，对于中国石油化工原料替代，保障国家能源安全具有重要意义。”刘中民告诉《科学新闻》。

石油替代？

随着近年来原油进口依存度的持续攀升，中国的能源安全已经成为困扰决策者的一个重要问题。中国原油进口占全部石油消耗的比例，从2007年的46%上升到2009年的超过50%。如果按照目前的原油消费水平和国内产量的增速估算，2015年很可能达到60%。

中国石油对外依存度的增加，在一定程度上限制了以石油路线生产乙烯和丙烯产品的发展，对中国能源发展战略构成严重威胁。因此，各方面也一直在千方百计地利用其他原料来替代石油。

“目前有两条路：一是直接合成油品，如煤制油等。另一个就是开发石油化工替代品，降低化工产品对石油的消耗，也就间接地替代了油。国家对烯烃的需求量非常之大，这方面的潜力是很大的。”中科院院士、中科院沈阳分院院长包信和说。

乙烯和丙烯都是重要的化工原料，目前主要依赖于石化路线生产。中国石油和化学工业协会统计，2008年，中国乙烯产量1025万吨，乙烯当量进口量近1000万吨，对外依存度接近50%。有预测认为，2010年中国乙烯当量需求量约2484万吨，产量约1784万吨，供需缺口700万吨，丙烯当量需求量约1905万吨，产量约1315万吨，缺口590万吨。

数据背后（图1），是中国乙烯和丙烯的市场较大的缺口，特别是今年以来，丙烯下游产品的快速发展导致需求量猛增。再加上石油价格的不断攀升，也限制了石化路线生产低碳烯烃的发展。

就乙烯来讲，每年的需求量大约在2000多万吨左右。而目前的现状是，“炼10吨原油可获得3吨石脑油（一部分石油轻馏分的泛称），3吨石脑油才能制1吨乙烯。在中国现在的情况下，如果制2000万吨乙烯，那需要原油的量是非常可观的。现在可以实现甲醇制取烯烃，这在战略上是个很大的进展。”包信和说。

“甲醇制烯烃技术的成功工业化发展是解决石油不足的一个新的方法，可以为‘以煤代油’的发展打下良好的基础。”大连化物所所长、催化专家张涛研究员告诉《科学新闻》。

目前国内石脑油市场价格都在每吨5500元以上，甲醇的价格在每吨2500元左右。刘中民对DMTO与石脑油制烯烃两条路线的成本进行过对比分析（见图2），以60万吨每只烯烃项目为例，当煤价在400元/吨时，对应的原油离岸价格约为30美元/桶，煤价从200元/吨降至70元/吨时，对应的原油价格几乎不再变化，说明较低的煤炭价格并不能有效地增加煤制烯烃的经济竞争力，主要是因为煤炭原料成本在烯烃生产成本中的比重大幅度降低的原因。更高的原油价格，如145美元／桶，可以允许高达1360元／吨的煤价，烯烃生产成本仍然能够持平。

不仅如此，DMTO与石脑油制烯烃成本对比也一目了然（见图3）。甲醇和石脑油价格升高均造成烯烃生产成本的增加，但甲醇和石脑油价格关联同步波动时，DMTO技术的烯烃生产成本比石脑油烯烃成本低2000元/吨。“很显然，煤制烯烃具有很好的经济性和竞争力。”刘中民说。不仅如此，“甲醇制烯烃这项技术除了发挥在探索非石油路线上的强大功能之外，还能拉动装备制造业等其他行业的发展。”

甲醇储备

DMTO不仅让甲醇生产化工原料更加经济实用，也使得甲醇作为战略能源储备更有价值。

“我们也希望国家能够将甲醇作为战略资源储存起来，储存是个大方向，主要目的就是弥补石油的不足。”刘中民说。

就在利用大连DMTO技术的甲醇制低碳烯烃工业装置试投产成功的消息见诸报端时，清华大学化学工程系教授、中国工程院院士金涌也在接受《中国能源报》专访时，再次呼吁国家建立战略甲醇储备。

早在2008年11月，由金涌和中国工程院陈丙珍、谢克昌、毛炳权等其他28名院士联名撰写的《以功能储备补足资源储备》报告就提交给了中央有关部门。

金涌认为，按照国际原油储备的标准，以当前中国三个月的石油消耗量来计算，需要有7500万吨储备；以中国三个月的石油进口量来计算，储备量也需要达到3000万吨以上。

而目前中国初步规划，用15年时间分三期完成石油储备基地的硬件设施建设，至2010年全面建成包括浙江镇海、浙江舟山、山东黄岛和辽宁大连四个基地，其储藏能力大致可以达到2800万吨。而届时预计形成的储量仅能达到1200万吨的水平，需要到2020年储备才可达到三个月的进口量，而且有着较大的经济风险和安全风险。

金涌等指出，中国多煤少油的资源特点，加上石油战略储备的艰难进展，决定了必须要发展煤化工，建立储备库，市场价格低时收购储存，价格上涨太快时吐出来，形成吞吐机制，平抑市场波动。与此同时，石油储备量大，硬件设施建设投资大，而储备甲醇具有战略能源储备的功能。

因此，“甲醇具有实现石油储备的功能，而储备甲醇有利于保障中国煤化工的持续发展。应该用甲醇储备补充中国石油储备的不足。”金涌指出，“现在石油储备的模式是——需要什么样的资源，就储备什么样的资源。如果我们改变这种思维模式，变为需要什么样的资源功能，就储备可实现该功能的资源。这样，既可达到同样的目的，而又容易实现。”

以往都是以原油为原料加工可以生产很多石油化工产品，甲醇制取烯烃后，烯烃就可以用来加工成为多种石油化工产品。

而现在，在大连化物所的DMTO技术实现产业化后，可以通过甲醇生产混合低碳烯烃（乙烯、丙烯、丁烯等），而低碳烯烃是石油化工的龙头产品，能满足现有石油化工的需求。

总之，以甲醇为原料延伸的产业链很长，储备甲醇能减少对原油的依赖。尤其是在油价特别高时，储备的意义更大。“如果能在中国建成千万吨级的甲醇储备，完全能减少石油储备的压力。”清华大学化学工程系教授陈丙珍院士也曾指出。

甲醇哪里来？

目前，世界甲醇产能大于需求，甲醇市场供过于求。预计到2012年，世界甲醇生产能力将超过9000万吨/年，而中东地区的甲醇产能也将达到2500万吨/年以上。

2010年，中国大部分现有煤制甲醇项目投产后，甲醇产能可达到3200万吨；“十二五”中期，将很有可能超过5000万吨/年，将严重超出市场需求（表1）。

刘中民指出，目前的甲醇市场产能严重过剩，所以正在急于寻找出路。“特别是国外的甲醇，在价格上要比国内的每吨便宜450元左右。”所以可以通过外购甲醇生产烯烃，在发达地区，特别是沿海港口城市，从海外外购廉价甲醇，生产乙烯、丙烯，发展下游产品，优势明显。

这一点张涛也有同感：“从国外购买甲醇，在中国沿海城市建立甲醇制烯烃项目来替代部分石油，不仅可以减少中国对石油的依赖，而且也可以达到二氧化碳减排的目的。因为国外尤其是中东的甲醇是通过天然气制备的，生产甲醇的过程虽然有二氧化碳排放，但是从甲醇生产烯烃的化学反应过程本身是没有二氧化碳产生的。”

煤化工业界也早就高声呼吁国家对甲醇的战略储备。由于中国甲醇产量中相当大一部分用来生产化肥，而化肥的生产和消费具有很大的波动性，这就导致了甲醇市场价格波动很大，一年之内，甲醇的价格可能会从每吨1000多元涨到4000多元。通过国家战略储备，将可以在很大程度上稳定市场价格，甲醇生产厂商的利益当然就有了极大程度的保障。

存还是不存？

但是，长期从事能源经济、能源政策和能源系统分析研究的中国能源研究会副理事长、国家发展和改革委员会能源研究所研究员周大地指出：“与其从国外进口廉价的甲醇（作战略储备），不如干脆直接进口天然气或乙烯、丙烯，直接到位，为什么要绕那么大的圈子？”

周大地解释说，目前大约3吨煤炼制1吨甲醇，“而现在的技术是3吨甲醇制1吨烯烃。言外之意，大约就是9吨当量的煤炼制1吨烯烃，这在能源平衡上是非常不合理的，能耗太高了。”

“因此先算算经济账和能源账再说。现在的这个行业很热，但是人们往往不算这个账，甲醇是便宜，但是人们往往忽略了环境代价和资源代价。”周大地认为。

周大地更认为，甲醇不可能作为战略资源进行储备。

“储存技术是可以的，但是储存甲醇不一定科学。现在很多国家都是掌握一定的技术、掌握一定的专利，以备使用。”周大地告诉《科学新闻》。

而从能源的多元化发展来看，包信和认为，甲醇应该是一个选择，所以甲醇制烯烃的发展从战略上来讲非常重要，是石油替代的一种方法。“但它不能完全替代石油，这是肯定的。”

要真正实现甲醇的储存，有些问题在包信和看来还需要解决：第一就是甲醇下游的生产路线是否打通，政策上是否能够给予一定的保障，甲醇的储存技术还需要不断提高，以及甲醇对储罐的腐蚀和本身的毒性等。

“甲醇作为国家战略资源储存起来还是很有意义的，但是一些现实的问题必须解决，尽管如此，但这些技术至少是发展中国替代部分石油的一条途径。”包信和说。“如果上述问题都解决了，甲醇部分替代石油就很有意义。由于甲醇的来源渠道众多，煤、天然气、生物质等可以制取甲醇，这样甲醇制烯烃这条路对中国来讲意义就会更重大。”■