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從“賣原料”到“做材料”,山西探路碳基新材料靠譜嗎?

2021-04-03 21:06  來源:中國能源報  瀏覽:  

以煤為源頭,可以產出碳纖維,大到航空航天裝備,小到羽毛球拍等體育用品均有需求;可以制備“新材料之王”石墨烯,并進一步用于儲能等領域;還能生產超級電容、生物可降解材料等產品,高端綠色、附加值好……在產煤大省山西,碳基新材料產業正在得到前所未有的重視。

記者了解到,未來5年,山西將把碳基新材料作為重點領域之一進行布局,打造國內高端炭材料技術高地和碳基合成新材料產業集聚區,推動煤炭產業向高科技、高附加值轉型發展。從“賣原料”到“做材料”,山西能成功嗎?

跳出生產燃料品、化學品的老路

“建議將山西確立為國家碳基新材料研發和產業化示范基地,將山西碳基新材料產業發展納入國家‘十四五’相關產業規劃中”——今年全國兩會期間,一份來自駐晉全國政協委員的聯名提案引發關注。在下游諸多細分領域,山西為何鎖定這一產業?

作為基礎性、戰略性產業,新材料被譽為制造業“底盤”。在石油和化學工業規劃院原副總工程師劉延偉看來,碳基新材料則是站在化工“金字塔”上的高端產品,越往下游延伸、盈利能力越高。“我國煤化工產業經歷了合成氨、尿素等基礎化學品,到煤制烯烴、乙二醇等化學品,下一步要繼續升級,碳基新材料是方向所在。”

陜西延長石油集團西安潔凈技術研究院副院長楊東元稱,歷經十多年發展,我國現代煤化工產業取得矚目成就,但下個五年,再像“十二五”“十三五”期間,大規模集中布局重化工項目的可能性已不太大。“相比陜西、內蒙古等產煤大省,快馬加鞭發展現代煤化工項目,山西走得相對較慢,已有項目多在傳統煤化工領域,且規模較小、較散,并不占集群優勢。而碳基新材料產業處于發展初期,附加值較高、下游市場可觀,對山西而言是一個可行的新方向。”

一位熟悉當地情況的人士告訴記者,2020年,山西工信廳制定了碳基新材料產業集團創新生態建設行動計劃,爭取“一年架梁立柱、三年點上突破、五年基本成型”,推動全省煤化工產業向高端化、市場化、差異化發展。“若是做煤制油氣、甲醇、烯烴等產品,實際仍未跳出燃料品、化學品的老路。煤炭不僅是化石能源,也是寶貴的含碳材料,要實現清潔高效利用,精細化發展的新材料是一個選擇。”

具備資源優勢、化工基礎等條件

記者了解到,碳基新材料產業前景廣闊,但在我國,目前卻處于“熱而不強”的狀態,尚未形成大規模商業化發展。部分相對低端的產品可實現自給自足,但高端產品仍依賴進口。那么,山西有何底氣?

“長期以來,山西煤炭產業的發展簡單粗放,產業結構相對單一。即便向下游延伸,多數也屬于初級加工,產業鏈條短,資源利用率不高。隨著環境、資源約束越來越緊,煤炭占一次能源消費的比重呈下降趨勢,推動煤炭由傳統燃料向新型碳材料轉化,成為山西實現轉型發展的立足點之一。因此,山西動力十足。”上述人士表示,若能蹚出一條發展新路,不僅可助力本省加快破解結構性矛盾,也可為其他資源型地區的轉型提供經驗。

山西具備資源、政策、研發等優勢。據駐晉委員聯名提案稱,山西陽泉、晉城無煙煤儲量豐富,已探明儲量470億噸,約占全國無煙煤儲量的39.6%,是制備新型碳材料的首選原料。我國石墨儲量約10億噸,山西大同與內蒙古興和接壤地帶的石墨儲量約占全國的10%,以鱗片狀晶質石墨和煤變狀微晶石墨為主,亦是制備碳材料的優質原料。除了科研基礎,《山西省支持新材料產業高質量發展的若干政策》《戰略性新興產業電價機制實施方案》等政策,從產業集群發展、龍頭企業培育、融資稅費支持等方面拿出多項優惠政策。

“在部分煤炭大省,前期已布局眾多煤化工項目,環境容量、水資源等余量有限,下一步再想調整產業結構并非易事。山西化工產業的底子很不錯,近年發展雖有滯后,但從另一角度來說,也是空間所在。”楊東元稱。

僅押寶在一個方向難以消化資源

具體而言,山西將按兩條路線發展:一是加快提高碳纖維、石墨烯、超級電容炭等技術成熟度,積極占領特定領域、高端市場,擴展中低端應用領域及民用市場,打造新型高端炭材料轉型升級示范區。二是推進碳基合成新材料產業化應用,實現煤炭由燃料向原料、向特種材料轉變,打造千億級碳基新材料產業集聚區。

但同時,“碳基新材料產業尚處培育期,目前能夠規?;葡蚴袌龅漠a品少,也不是短期內就能看到效益。不同于烯烴、甲醇等大宗產品,碳纖維、石墨烯等碳基新材料的應用范圍、體量小得多,就算將來市場成熟,也很難支撐動輒千萬噸級的煤炭轉化需求。若僅僅押寶在一個方向,即便產品附加值再高,也不可能消化山西這么多煤炭資源。”楊東元提醒。

上述人士稱,山西以傳統煤化工項目居多,大部分裝置規模、性能低于行業平均水平。有些裝置即便做了改進,仍存在能耗偏高、環保性差等問題,反過來限制發展。同時,現有項目多靠“單打獨斗”,長期未能形成規模效應。“未來一定是向著大型、集約化方向發展。”

對此,石油和化學工業規劃院能源化工處處長王鈺表示,越往“深加工”延伸,研發、應用、推廣等難度越大。“沒有必要包打天下,什么材料都想做出來。例如,山西布局了大量焦化項目,可在此基礎上進一步拓展。”

“不少項目看似是煤炭高效利用,實際仍停留在一次轉化階段,產品便宜賣出,反倒讓下游獲利。”楊東元建議,山西可建立具備特色的全產業鏈,充分發揮煤炭資源的成本、集群優勢,將煤炭從“能源”原料向“材料”原料轉變,由此將更多價值留在本省,并起到輻射帶動效應,從過去“線型”發展向“樹狀”延伸。

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