摘要：目前，我国现代煤化工行业存在资源消耗量大、生态环境影响突出，煤化工工艺“非正常工况高频次”导致其污染治理难度大，规划布局不当易引发环境污染风险，标准规范体系尚不完善等主要问题。为推动我国现代煤化工适度、有序发展，提出应切实发挥规划环评作用，合理规划布局，新建项目应承担环保示范任务，对已建现代煤化工示范项目开展跟踪评价，全面梳理和总结现有项目的经验和教训，严控新建现代煤化工项目选址和环保措施，同时加强煤化工环境保护基础研究，尽快推进配套标准规范的制订等对策建议。
关键词：现代煤化工；环境准入；有序发展；规划环评；环保示范
DOI： 10.14068/j.ceia.2017.02.002
中图分类号：X32 文献标识码：A 文章编号：2095-6444（2017）02-0005-04
Abstract： At present， China’s modern coal chemical industry is faced with problems such as high resources consumption， high frequency technical fault， difficult to control pollution， and improper layout planning causing environmental pollution risk. And the standard system for modern coal chemical industry is not perfect. To promote moderate and orderly development in China’s modern coal chemical industry， the EIA planning should play an important role， and planning and layout must be rational. In addition， follow-up assessment should be carried out for modern coal chemical industry projects， as well as comprehensively summarizing the experience and lessons of the existing projects. Newly constructed modern coal chemical projects must undertake the task of environmental protection demonstration. It was also put forward to strengthen basic research on the environmental protection of the coal chemical industry， and to promote the standards and norms for the industry immediately.
Key words： modern coal chemical industry； environmental permit； orderly development； planning environmental impact assessment； environmental protection demonstration
現代煤化工是指以煤為原料，采用新型先进化学加工技术使煤转化为气体、液体或中间产品的过程，主要包括以煤气化、液化为龙头生产合成天然气、合成油、化工产品等的能源化工产业。经过了“十一五”期间示范项目建设后，我国现代煤化工在气化、费托合成、甲醇制烯烃等工艺方面取得了长足进步，其产能和产品方案对石油化工行业产生了一定影响[1]。目前行业总体还处于起步和示范阶段，尤其是环境保护领域，在碎煤气化废水处理、高盐废水处理处置、固体废物综合利用、生态保护等方面仍存在限制性难题，亟待破解。可以预见，随着煤化工主体工艺的进步、能效的不断提高、煤炭清洁高效利用战略的不断推进，环境保护已成为我国煤化工行业发展的最主要制约因素之一。发展现代煤化工应坚持最严格的环保要求，推动行业有序发展。本文从分析国内外现代煤化工发展现状入手，结合煤化工建设项目的环境污染和环境风险特征，阐述行业发展中存在的主要问题和原因，并提出有序发展现代煤化工的对策建议。
1 国内外煤化工行业的发展现状
1.1 国外行业发展普遍持谨慎态度
20世纪80年代至今，国外工业化运行的煤化工项目仅有南非萨索尔公司煤间接制油和美国大平原合成燃料厂煤制天然气等少数几个[2]。煤制油方面，目前只有南非萨索尔公司拥有成熟的间接液化专利技术商业运营经验，生产规模达到800万t/a，在高浓盐水处理方面采用蒸发塘和蒸发结晶结合的方式；煤制天然气方面，美国大平原合成燃料厂是唯一的运行实例，该项目于1984年建成投产，以当地褐煤为原料，采用鲁奇MARK-Ⅳ气化技术，生产规模为1.3×109 Nm3/a，其循环水系统的浓盐水送地下深井灌注，多效蒸发的浓缩液送入气化炉燃烧。尽管美国煤化工发展条件优越，但水资源、土地占用、生态补偿、居民赔偿等因素造成的高成本制约了行业发展，因此美国只是将煤化工作为技术储备，并未大规模发展，80%～90%的煤炭都用于发电。
1.2 我国已投运煤化工项目概况
随着煤化工主体工艺的进步、能效的不断提高、煤炭清洁高效利用战略的不断推进，环境保护已成为我国煤化工行业发展的最主要制约因素之一。
据不完全统计，截至2016年，我国已投运的现代煤化工项目共30多个，总投资近3000亿元，包括：4个煤制油项目，合计产能5.56×106 t/a；3条煤制天然气生产线，合计建成产能3.105×109 Nm3/a；6个煤经甲醇制烯烃项目，烯烃产能合计3.46×106 t/a（不含甲醇制烯烃产能）；1个煤经甲醇制二甲醚项目，二甲醚建成产能4×105 t/a。项目主要分布在内蒙古、陕西、宁夏、新疆、山西等煤炭资源相对丰富地区[3]。
现代煤化工项目投资动辄数百亿元，一些煤炭资源丰富的地区为拉动经济发展，还在继续规划煤化工项目。在目前油价低迷、环保要求高的形势下，煤化工投资冲动较2013—2014年略有降低。据不完全统计，目前报至国家能源局拟投资建设的现代煤化工项目已超过100项，而各地实际规划建设的项目数量尚无法估计。截至目前，已获得国家发改委或能源局路条的拟建项目共计31个（不含煤制乙二醇项目）。其中，煤制天然气项目17个，煤制油项目4个，煤经甲醇制烯烃项目6个，其他项目4个。主要分布在新疆、内蒙古、山西等地区。2014年11月至今，仅有苏新能源煤制气等近10个项目通过环评审批，3个项目通过核准。
此外，新疆、内蒙古等地有十余个现代煤化工项目存在未批先建等违法行为，被多次举报，也已引起社会的广泛关注，部分项目甚至因可能引发环境问题受到上千人联名反对。
2 已建煤化工项目存在的问题与原因
2.1 资源消耗量大造成环境问题突出
虽然现代煤化工企业采取了一定的节水和污染防治措施，但由于项目规模较大，导致用水总量和污染物排放总量巨大。
目前已投运项目生产1 t油品水耗一般不少于7 t，生产1000 m3天然气水耗不少于5.5 t，生产1 t烯烃则不少于12 t。一个典型4×109 Nm3/a煤制天然气工程年耗水量近2×107 t。初步匡算，31个已获路条项目每年约需消耗新鲜水5×108～6×108 m3，而仅新疆一地的17个项目，每年就将消耗水资源3×108 m3。缺水地区煤化工项目大量取水可能导致水体径流量减少、环境容量降低，进而对区域生态造成一定不利影响。现代煤化工还会产生大量灰渣等固体废物。初步估算，31个已获路条项目每年约产生5×107 t一般工业固体废物，其中绝大多数是气化和锅炉产生的灰渣，而煤化工项目布局较多的中西部地区往往经济较为落后，灰渣综合利用率极低，长期堆存将占用大量土地，破坏生态环境，造成次生环境影响[4]。部分项目使用高含氧化铝、高含油或低放射性物质等特殊的煤种，而根据现有技术水平，一定程度上还难以实现煤种特殊物质的资源化利用。
虽然采用的硫回收装置通常具有较高的回收率，但现代煤化工的二氧化硫、氮氧化物排放量仍达到数百吨乃至上千吨，煤制油项目排放较多的挥发性有机物（VOCs），对于煤化工集中布局且大气扩散条件不好的地区，可能造成大气环境污染物超标。
煤化工项目的原料煤和燃料煤消耗量巨大，虽然部分碳元素可以进入产品，但不可避免地产生大量的二氧化碳[5]，如项目布局不合理，则高强度的二氧化碳（含部分烃类物质）排放可能造成空分装置运行不正常，并对企业内部及周边人群健康造成不利影响。碳捕集与封存（CCS）技术已在极少数煤化工项目开展中试研究，虽然在高浓度二氧化碳应用方面具有一定优势，但目前仍不够成熟，成本高、能耗高、封存阶段泄漏均制约了技术的普遍推广。
2.2 非正常工况频次高导致治理难度增大
根据已建成项目的经验总结发现，与成熟的石化项目相比，现代煤化工由于煤质波动大、运行管理水平低等原因，实际运行中煤气化单台炉运行时间一般难以超过120 d，难以长期达到设计生产工况，因此经常处于“非正常工况”，相应环保设施也难以持續达标运行。例如某典型煤制气项目有数十台碎煤加压气化炉，平均10～15 d就有1台气化炉需要停车检修。据统计，已建成的项目一年中大约有数月时间处于开停车的非正常工况或者检维修状态，近期上报环评的拟建项目这一时间也长达2～3个月。
由于煤质未被充分研究、管理技术人员经验不足，现代煤化工非正常工况时间、生成和排放的物质等不可控因素太大，导致废水、废气中污染物源强超出预期范围，后续污染治理难度极大，甚至稳定达标排放都需要更多成本，更不用提实现废水全部回用不外排。据了解，目前尚无现代煤化工企业真正做到长期稳定的废水不外排，而偷排、渗排等现象却时有发生，造成环境污染。近年来，新疆、内蒙古的煤制气等几个项目违法偷排废水遭到环保NGO组织的曝光或受到环保部门的处罚。环境保护部批复的现代煤化工项目已建成投运的有10个，仅5个项目通过竣工环保验收，其中采用废水不外排方案的仅1个项目。部分煤化工企业的高盐废水已通过蒸发结晶工序产生结晶杂盐，但却无法综合利用，只能随意堆存，由于杂盐可溶性强，处置不当可随降水渗出，造成二次污染。
煤化工项目生产、储运、废水处理等过程会排放大量硫化氢、氨、VOCs、苯并芘（碎煤气化过程产生）等多种特征污染物[6]，项目未做好频繁出现的开停车、检维修等非正常工况环保应对，如气化炉开车废气直排、存储含VOCs非正常工况废水的暂存池未加盖密封并对废气进行收集处理，导致出现VOCs和恶臭污染扰民等环境问题，如云南某煤制油项目，近年来屡遭环保投诉。
2.3 规划布局不当易引发环境污染风险
宏观层面，国家、地方煤化工项目布局都未深入考虑环境承载力，部分地方为确保规划实施，对规划环评不够重视或在环评分析不透彻、评价方法不当的情况下就做出可行的结论，造成规划环评仅仅是走过场，未能充分发挥其有效指导煤化工规划布局的作用。新疆伊犁等部分地区甚至出现煤化工园区内只有一家企业的情况，规划环评相当于项目环评，规划环评仅充当项目环评的“要件”。内蒙古仅鄂尔多斯市就规划了20多个煤化工基地，其中仅大路煤化工园区规划的现代煤化工项目年耗煤总量就超过1.2×108 t。鄂尔多斯市认识到如果这些项目近期全部实施将造成当地环境质量恶化，已提出近期仅新建3个煤化工项目。除资源环境承载力问题突出外，西部各地产品严重同质化，缺乏市场竞争力，不利于现代煤化工行业的有序发展。
具体项目层面，地方政府在项目布局过程中，为了追求GDP，要求“煤炭就地转化”，在环境容量和环境风险方面重视不足，未在更大范围内开展选址论证，造成一些项目在环保方面“先天不足”。例如，将不适于气化的煤种用于煤化工，在不宜建煤化工项目的地方建设煤化工项目，一些地方煤化工项目扎堆建设。而建设单位前期确定项目选址和工艺选型时，考虑更多的往往是煤炭资源、水资源等生产资料，环保方面只强调污染防治措施，导致许多项目往往最后到了环评阶段才发现项目选址有问题，工作难以推进，环评被迫成为“公关对象”和“橡皮图章”，难以从根本上起到优化选址、优化工艺、预防污染的作用。
2.4 标准规范不完善造成技术进步动力不足
国家层面现代煤化工尚属于示范升级阶段，环保基础研究仅取得初步成果，标准规范体系尚不完善，执行标准（如综合排放标准）限值宽松，部分特征污染物缺失，难以满足新形势下环境管理的需求。针对现代煤化工行业的环保科研投入不足，目前从事煤化工高浓盐水结晶分盐与结晶盐资源化利用、大宗固体废物综合利用、高盐废水地下灌注、二氧化碳捕集与封存等工业化应用研究还鲜有突破，环境管理决策也存在依据不足的问题。煤化工项目环保的诸多不确定性，目前还无法给出准确的预测结论。
3 推进煤化工有序发展的对策建议
3.1 切实发挥规划环评作用
环境保护部已制定和发布了《现代煤化工建设项目环境准入条件（试行）》，国务院《关于煤炭行业化解过剩产能实现脱困发展的意见》提出，“按照《现代煤化工建设项目环境准入条件（试行）》，有序发展现代煤化工”。建议国家和各地在制定煤化工“十三五”规划时统筹考虑资源分布、环境容量、环境承载力等因素，落实“生态保护红线、环境质量底线、资源利用上线和环境准入负面清单”约束，切实发挥规划环评作用，坚持改善区域环境质量和环保“试范”先行的原则，审慎、适度、有序地发展现代煤化工，待工艺和环保“试范”均成功后稳步推进后续项目，杜绝一哄而上的情况再次发生。
3.2 开展环保“试范”与工程示范
开展现代煤化工升级示范，并将环保“试范”与工程示范有机结合，每项“试范”任务仅由少数具有“试范”意义的煤炭深加工项目承担，且“试范”任务不能简单复制造成同质化。目前环境保护部已批准的项目中，已有多个承担高浓盐水蒸发结晶分盐“试范”任务，但由于无成功先例，这些项目都是“试”而不够“范”。“试范”任务示范成功的关键，离不开工艺装置和前段污水处理系统稳定运行，以及精细化的企业水系统管理。煤化工企业、高校、科研机构、油田开采企业应强强联合，在新疆、陕西等地油田周边建设的煤化工项目应同时承担项目排放二氧化碳用于驱油和封存的环保“试范”任务。通过环保“试范”项目的建设和运行不断完善国内自主技术，加强不同技术间的耦合集成，提升现代煤化工技术水平和能源转化效率，减少对生态环境的不利影响。在环保“试范”的技术未取得实质性突破前，建议不要大规模推广。
3.3 跟踪评价已建示范项目
我国自2005年起开展现代煤化工示范，至今已有十多年的历史，建成了一批煤化工示范项目，部分生产工艺一定程度上走在了国际前列。但这些示范项目在建设过程中积累的技术及管理经验和教训，全面總结仍不够系统。比如一些示范项目在设计环节就出现的问题，仍被其他项目一个接一个地 “复制”，造成资源和资金的浪费。因此，建议创新管理模式，引入第三方评价机构，对已建示范项目进行跟踪评价，全面梳理和总结现有项目的经验和教训，集中力量在降低物耗水耗、大幅降低非正常工况频次、高浓盐水处理处置、特种气化灰渣综合利用等方面开展技术攻关，让示范项目真正起到“示范”的作用，让后来者少走弯路。
3.4 推进配套标准规范制订
针对现代煤化工尚处于示范阶段等特点，建设项目需严格按照《现代煤化工建设项目环境准入条件（试行）》的要求，在规划布局、项目选址、污染防治和环境影响等方面落实环境准入要求。下一步，在行业污染物排放标准发布之前，建议严格执行准入条件，参考执行《石油炼制工业污染物排放标准》和《石油化学工业污染物排放标准》等石油化工行业标准、技术规范及《煤制气业卫生防护距离》等要求，严格控制煤化工行业的污染物排放，并开展污染物过程控制研究与示范。同时，开展煤化工行业VOCs等特征污染物控制技术研究、高浓盐水处理处置技术路线顶层设计和环评管理、排污许可证核发规范化研究，推进配套标准和技术规范的制订，为各地环保部门决策提供依据支撑。
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