“對于煤化工行業(yè)而言，新材料可作為精細(xì)化發(fā)展的一個重要方向。哪些材料是當(dāng)前緊缺的，又有哪些產(chǎn)品最核心，企業(yè)不妨好好進(jìn)行研究。”日前在一次煤化工行業(yè)閉門會上，國家發(fā)改委產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)司處長邵稷這樣支招。
無獨有偶，就在次日舉行的“2018中國國際煤化工發(fā)展論壇”上，“新材料”又被多次提及。“在化工產(chǎn)業(yè)的‘金字塔’上，更高端的產(chǎn)品正是煤基新材料，越往下游走、盈利能力越高。”石油和化學(xué)工業(yè)規(guī)劃院副總工程師劉延偉稱。
“功能新材料一定是煤化工產(chǎn)業(yè)提升科技競爭力的下一個突破口，目前急缺的，就是根據(jù)煤炭資源特質(zhì)提前謀劃，把有前景的實驗室成果推向工業(yè)化應(yīng)用。”北京化工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院院長邱介山教授也告訴記者。
多位專家在不同場合、不約而同表達(dá)類似觀點——業(yè)內(nèi)對煤基新材料的認(rèn)可并非偶熱。記者進(jìn)一步了解到，在同質(zhì)隱患、產(chǎn)能過剩等沖擊下，煤化工產(chǎn)業(yè)急尋出路，作為新興細(xì)分領(lǐng)域的煤基新材料因此備受關(guān)注。由煤到先進(jìn)、前沿的材料產(chǎn)品，這一方向走得通嗎?
前景受捧
煤基新材料獲得肯定
從“大干快上”到“趨于理性”，煤化工產(chǎn)業(yè)已然到了不得不“踩剎車”的時機。
“與摸爬滾打十幾年的石化產(chǎn)業(yè)相比，煤化工作為新進(jìn)入者，更像是個‘小學(xué)生’。同時，多個國外化工巨頭也在我國布局項目，它們同樣有著多年經(jīng)驗。前有標(biāo)兵、后有追兵，留給煤化工的市場空間還有多少?”包括劉延偉在內(nèi)，多位業(yè)內(nèi)人士直言，面對產(chǎn)品同質(zhì)化、產(chǎn)能過剩、外部競爭加劇等多重考驗，現(xiàn)代煤化工亟需探索產(chǎn)品升級。
升級既成事實，升級方向為何是“新材料”?劉延偉表示，我國煤化工產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了從合成氨、尿素等基礎(chǔ)化學(xué)品，向煤制烯烴、乙二醇等高端化學(xué)品的升級，下一步要繼續(xù)升級，“不能光從煤化工的角度看待煤化工”。站在化工“金字塔”上，更為高端的產(chǎn)品正是煤基新材料。
對此，延長大化所西安潔凈技術(shù)研究院副院長楊東元表示贊同。“以煤為原料、以能源轉(zhuǎn)化為載體的產(chǎn)品，都可歸為煤化工產(chǎn)業(yè)范疇。有了量大、廉價的煤基化工品后，如何從低成本上突破，將基礎(chǔ)原料轉(zhuǎn)化為高附加值、高技術(shù)含量的產(chǎn)品?若是做煤制油氣、甲醇、烯烴等產(chǎn)品，我認(rèn)為仍未跳出燃料品、化學(xué)品的生產(chǎn)老路。要獲得理念新、種類新且環(huán)境友好的產(chǎn)品，煤基新材料是未來20年左右的一個重點方向。”
與此同時，新材料本身也契合國家戰(zhàn)略要求。邵稷指出，作為今后3年的重點攻關(guān)方向，我國新材料產(chǎn)業(yè)仍面臨技術(shù)短板、裝備落后等“卡脖子”問題，煤化工行業(yè)若能結(jié)合自身優(yōu)勢，生產(chǎn)出幾個最核心、最突出的材料產(chǎn)品，未來將在競爭中占據(jù)一席之地。“特別是已出臺的《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》，可為煤化工行業(yè)走向精細(xì)化提供參考依據(jù)。”
具備原料優(yōu)勢
可探索多元產(chǎn)品
那么，煤炭到底能轉(zhuǎn)化為哪些新材料?相比其他方式，煤基新材料有競爭力嗎?
在多位專家看來，我國以煤為主的資源稟賦，首先為功能材料制備奠定了豐富而價格適宜的原料基礎(chǔ)，這也是其他資源難以比擬的優(yōu)勢。“我國煤種繁多，煤的結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成豐富而多變。理論上說，所有的煤都可用來制備功能材料，關(guān)鍵是依據(jù)煤的結(jié)構(gòu)及組成，采取最佳的工藝技術(shù)方法，設(shè)計和生產(chǎn)結(jié)構(gòu)新穎、性能獨特的功能材料，拓展其最佳應(yīng)用領(lǐng)域。”邱介山稱。
記者了解到，目前在煤制烯烴領(lǐng)域，部分企業(yè)已率先向下游摸索聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴材料，進(jìn)而可用于常見的包裝材料、電線電纜等生產(chǎn)。下一步的主攻方向，既包括現(xiàn)有材料的改良優(yōu)化，也可通過技術(shù)創(chuàng)新，探索煤制石墨烯、碳材料、納米材料等新領(lǐng)域。
對于前一方向，楊東元指出，“環(huán)境友好型”新材料是值得關(guān)注的熱點之一。“盡管‘頭’是黑的，煤基產(chǎn)品卻可實現(xiàn)無污染。”楊東元表示，現(xiàn)有很多塑料制品無法真正實現(xiàn)降解，哪怕號稱食品級，也難避免微塑料殘留等危害。通過相關(guān)技術(shù)，已實現(xiàn)將煤加工轉(zhuǎn)化為一種可生物降解、且性能達(dá)標(biāo)的新型塑料產(chǎn)品。“這類材料最終分解為二氧化碳和水，相當(dāng)于煤從自然中來、又回歸自然。有企業(yè)正在布局項目，如能規(guī)模化生產(chǎn)，將是煤化工產(chǎn)業(yè)鏈‘做長’的有效拓展。”
以時下快速發(fā)展的電動汽車為例，邱介山表示，在很多動力電池和超級電容器等儲能器件中，功能碳材料都有不同程度的應(yīng)用，其作用不可替代的。“因種種制約，部分高性能材料仍依賴進(jìn)口。從技術(shù)層面，我們的煤基碳材料的研究水平實際已處世界前列，一些工作甚至引領(lǐng)了新的發(fā)展方向。現(xiàn)有煤基功能材料技術(shù)雖多處小規(guī)模的可能性探索階段，暫未步入大規(guī)模應(yīng)用之路，但廣闊前景值得期許。”
研發(fā)難度加大
不能簡單停留在“賣原料”
肯定的聲音不少，多位業(yè)內(nèi)人士卻也向記者坦言，我國煤基新材料產(chǎn)業(yè)尚處初級發(fā)展階段，企業(yè)要想真正從中分一杯羹，目前還有不短的路要走。
越往“深加工”發(fā)展，意味著研發(fā)、應(yīng)用、推廣等難度越大，這是行業(yè)首先面臨的挑戰(zhàn)。“料要成材、材要好用、環(huán)境友好，這是轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵所在。但不少煤化工企業(yè)長期停留在‘賣原料’上，對技術(shù)開發(fā)、市場培育等并不是很重視，做項目往往也是跟風(fēng)，很難實現(xiàn)新的延伸。”楊東元坦言，惡性循環(huán)下，原本可由煤轉(zhuǎn)化而來的新材料失去了動力，繼而難有市場，反而過來又影響企業(yè)拓展項目的積極性。
同時還有“人”的問題。劉延偉指出，尤其在相對偏僻、條件較差的西部地區(qū)，企業(yè)即使能買到技術(shù)、裝備，“招到能玩得動這些技術(shù)的人也比較難”。要發(fā)展更為高端的材料產(chǎn)業(yè)，人才問題值得關(guān)注。
邵稷也看到其中制約。“因化工企業(yè)不掌握原料優(yōu)勢，目前在煤化工行業(yè)做得好的多為煤炭企業(yè)。說白了，這些企業(yè)過去多是挖煤的，對化工及下游的材料等領(lǐng)域了解并不深入。而大部分有技術(shù)含量的環(huán)節(jié)，恰恰就體現(xiàn)在化工端，這塊短板亟待補齊。”
新材料雖好，企業(yè)也要避免再度陷入“過剩、重復(fù)”的怪圈。從市場容量看，越是高端的新材料越顯小眾;經(jīng)濟(jì)規(guī)模上看，煤基新材料并不能完全替代傳統(tǒng)煤化工。“小眾不代表不賺錢，但高附加值的新材料也不是誰都適合做。企業(yè)還需結(jié)合資源配置、市場前景等情況，決定到底要不要做、如何做、與誰合作、做哪一類。”邱介山提醒。
“煤炭也沒必要包打天下，把所有材料都做出來。有些經(jīng)濟(jì)性更好，或煤里含有相似合成單元的產(chǎn)品，適合由煤轉(zhuǎn)化;有的材料本身就可從石油裂解而來，則沒有必要非通過煤炭加工。”楊東元稱。
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