无废如“许”?|许昌市煤焦化—硅碳材料生态工业链模式
【信息来源:【信息时间:2021-03-29  阅读次数: 】【字号 】【我要打印】【关闭

基本情况

2020年,许昌市煤焦化产业煤炭消耗量为230万吨,其中产生煤焦油5万吨,焦炉煤气7.6亿立方,为深度开发利用煤焦油、焦炉煤气等煤焦化行业产生的工业废物,有效降低生产过程中的能源损耗,提升废物利用率,增加煤焦化行业的产品附加值,近年来,许昌市煤焦化产业由单一转向多元、产品由低端迈向了高精尖、产业链条从传统煤基化工到高端石墨材料、硅材料领域不断延伸,产业结构呈现多元化,产业集群规模不断壮大。

“无废城市”建设试点以来,许昌市积极推动煤焦油、焦炉煤气等产品深加工,发展补链延链产业的同时,结合未来的太阳能电池、光伏玻璃的需求,坚持推进硅碳产业高端化、规模化、特色化,聚焦实施创新驱动、推进产业升级、培育龙头企业、建设重大项目,致力发展硅碳先进材料产业,初步形成了煤焦化→煤焦油→煤沥青→针状焦→高功率石墨电极,煤焦化→氢气→硅烷气→光伏电池板产业链,为进一步发展硅材料、炭纤维、煤基炭素等产业奠定良好的基础,逐步实现了资源优化配置、规模优势明显、产业布局合理、链条有效衔接的煤焦化深加工发展格局。

主要做法

(一)健全机制,引导煤焦化产业转型升级

为大力发展清洁绿色能源,确保煤炭领域安全、绿色、高效发展,我市制定了一系列制度文件,引导煤炭行业转型升级。

1.完善制度建设,深入推进煤焦化产业转型

推进能源转型发展,是贯彻国家能源发展战略的必然要求,是破解资源环境约束的必由之路。先后印发《许昌市推进能源业转型发展行动计划》、《许昌市推进产业集聚区高质量发展行动方案》、《许昌市2020年推进工业绿色化改造攻坚实施方案》、《关于深化科技体制改革推进创新驱动发展的若干意见》、《襄城县高新技术企业培育发展计划》、《襄城县人民政府关于印发襄城县国家标准化改革创新先行区建设方案的通知》、《许昌市深入推进污染防治助力“智造之都、宜居之城”建设实施方案》等制度文件,大力推动煤焦化转型发展,并及时调整原有《煤基化工新材料循环经济产业园总体规划》,发展能源化工、新材料为主导向更宽更广领域延伸。

2.加大政策扶持,全力助推硅碳产业发展

许昌市高度重视硅碳先进材料产业发展。2017年,高纯硅材料产业被列入《河南省电子信息产业转型升级三年行动计划》和全市战略性新兴产业,编制《河南中原硅材料产业园发展规划(2017-2025)》。2020年,许昌市将硅碳材料产业作为推动制造业高质量发展的重要举措,实施《许昌市高纯硅材料产业发展行动方案》,努力把高纯硅材料产业培育成高质量发展的标志性产业。将硅碳材料产业发展纳入“四个一百”专项行动,建立许昌市政府与平煤集团定期会商机制,依托平煤神马集团、省投资公司、西安隆基集团等龙头企业实施链条式招商。为加快全市硅碳新材料产业发展,2020年4月25日,由许昌市、平煤神马集团、河南投资集团签订了共同打造千亿级光伏新能源产业战略合作框架协议,积极组建硅碳先进材料研究院,建设30GW太阳能光伏电池片超级工厂,整合全省光伏玻璃产能,布局全省光伏电站局域网和智能微电网,探索向氢能、碳纤维、储能等前瞻性产业领域迈进,打造先进硅碳材料产业集群。

3.科学编制规划,绘就硅碳产业发展蓝图

为更好的实施煤焦化产业基础再造和产业链提升工程,巩固传统产业优势,强化优势产业领先地位,抓紧布局战略性新兴产业、未来产业,提升产业基础高级化、产业链现代化水平,编制了《河南省襄城县千亿级硅碳新材料产业园产业发展规划》等多项规划,旨在以煤焦化、煤电为起点,以硅晶光伏、负电极、硅气凝胶、硅烷为核心,以硅烷、气凝胶、碳纤维、中间相碳微球、氢能的产业化为特色,以光伏电站建设运营服务、超高功率石墨电极产品、高档保温材料和涂料、尼龙基地重要中间原料、高清洁能源、环保产品和环保服务为大宗终端产品,努力建设全国独有、有特色、有亮点、有规模、具有相当影响力、绿色发展的硅碳新能源新材料园区,从而成为全国一流工业生产园区。

(二)培育优势,增强硅碳产业市场集聚效应

许昌市围绕煤炭资源的深度利用,紧扣煤炭就地转化增值,持续调整结构、延伸链条,将传统“煤焦化”产生的固体废物煤焦油、矸石、中煤等产品由转移加工转变为内部综合利用,减少委外处置量和废物在转移过程中产生的污染。

1.提升晶硅产业供应链竞争力

2018年,国内硅烷需求将达到8000吨,但当时进口依存度达90%,我国硅烷气行业的供需缺口增大严重影响了整个行业发展。我市通过焦炉煤气提取氢气合成硅烷气,自主研发的3600吨/年硅烷生产线,硅烷气纯度高达99.9999%,占据国内市场份额60%以上,一举打破国外垄断,是全球第五家拥有独立知识产权的硅烷生产企业和国内唯一掌握规模化生产技术的企业,对于聚集下游产品,如多晶硅、单晶硅及电子元器件、光伏等产业有巨大的吸引力,大大降低了原料成本、运输成本及沟通成本,打通了光伏硅材料——单晶硅、太阳内切片——锂电池隔膜战略新兴产业链,实现了煤焦化与新兴产业的完美对接,推动产业链条向精细化、高端化、终端化延伸。

2.突破硅碳新材料进口制约瓶颈

围绕煤基炭素产业链,我市积极加大对煤焦油深度开发利用的支持力度,以针状焦项目为基础谋划实施蒽油洗油深加工、碳纤维等产业链项目,不断拉长拓宽炭素产业链。虽然目前我国已成功研发出了针状焦,打破了国外垄断,但是由于国内产能严重不足,生产超高功率石墨电极所需的特级针状焦仍然被国外垄断。因此,我市利用平煤神马集团及周边丰富的煤焦油资源,借鉴吸收国外先进技术并优化升级,生产出的特级针状焦,可替代进口焦,解决了超高功率石墨电极生产中进口焦短缺的制约,打通了平煤神马集团内部“煤-焦炭-煤焦油-沥青-延迟沥青焦-针状焦-超高功率石墨/负极材料”产业链条,向许昌开炭、开封炭素和易成新能提供优质原料,同时实现了从原煤采选、煤焦化生产、焦油深加工、针状焦、石墨电极的产业链协同发展目标。

3.实现上下游产业区域联动

我市积极推动企业之间相互协作,搭建资源共享平台,实现企业资源的优化配置,提升联动协调效率。围绕尼龙新材料产业发展机遇,首山化工通过焦炉煤气制氢工艺,将每年生产的5亿方氢气送到平顶山市尼龙化工公司,作为制造尼龙66盐的主要原料,不仅解决了尼龙化工公司自行制氢(甲醇裂解吸附法)带来的环境污染问题,而且生产成本每年可节约2.5亿元,同时提高了产品附加值。煤炭采选和尼龙化工两条产业的成功对接,实现了从原煤到焦炭、氢气,再到尼龙六六盐、工程塑料、帘子布、气囊丝等高端产品的延伸,打通了全球最完整的煤基尼龙化工产业链。

(三)创新驱动,提升硅碳产业集群竞争力

许昌市始终把创新驱动发展作为产业发展优先战略,重点关键技术突破、创新平台建设等重点领域,实现创新主体高度富集、创新载体协同有力、创新能力显著增强、创新生态持续优化,切实提升硅碳产业集群竞争力。

1.研发焦炉煤气利用新技术

支持首山化工、硅烷科技等优势骨干企业不断加大研发投入,开展科技创新活动,2020年,成立“许昌市高纯硅材料重点实验室”。现已拥有核心技术6项,申请专利58项,授权52项,其中发明专利2项,实用新型专利50项,6项发明专利处于实质审查阶段,硅烷科技被认定为国家高新技术企业。

2.开发煤焦油应用新方式

重点围绕煤焦油精深加工,河南开炭依托炼焦煤资源开发及综合利用国家重点实验室,积极承担“80万吨/年煤焦油精深加工及高性能碳材料”项目,实施煤焦油精深加工和高性能碳材料新技术、新产品、新工艺的推广应用。目前已取得专利证书的专利10项,其中发明专利4项(一次加热改质沥青生产工艺、一次加热闪蒸持压改质沥青的工艺等),实用新型专利6项(一种中温改质沥青提取装置、一种滞留塔具有电伴持温加热的改质沥青生产系统等);另有2项发明专利受理中;还有4项发明专利和4项实用新型专利申报中。

3.建立产学研协同创新平台

为全面提升煤焦化行业创新能力,推动许昌市经济高质量发展,全力支持骨干企业同中科院、清华大学、上海交大等国内知名高校院所联合开展技术研发。目前,发展国家高新技术企业6家,河南省针状焦工程技术研究中心、许昌市煤化工工程技术研究中心等6家省级工程技术研究中心,河南省院士工作站2家,河南省创新型科技团队1个,河南省专利导航发展实验区1个,河南省节能减排科技创新示范企业3家,河南省创新型(试点)企业3家,河南省知识产权优势企业1家。

(四)强化监管,倒逼企业绿色化发展

为实现煤焦化工业企业加快“节能、降耗、减污、增效”绿色发展,许昌市通过引导、督促等多种措施,强力推进煤焦化工业企业绿色化升级改造工作,深度实施工业企业提标治理、深入开展落后产能淘汰,引导和鼓励企业从源头减少和控制污染物排放。

1.建立评价考核制度

制定集聚区企业分类评价考核办法,将环境保护、安全生产、土地利用率等指标纳入考核细则,根据考核评定结果将企业分为A(优先发展类)、B(鼓励提升类)、C(倒逼转型类)三类,僵尸企业直接划为C类。对首山化工、硅烷科技、河南开炭、许昌开炭等发展前景好的企业进行重点扶持,支持实施绿色化改造、智能化改造和技术改造;适度保障用地、用能、用水、排污总量和融资需求。

2.落实环境监管责任

重点围绕煤焦化产业,着力在产业升级上做“加法”,在污染排放上做“减法”。一是在加快存量升级改造的同时,坚持“开发未动,环保先行”的原则,严格控制高污染、高耗能项目落地,首山化工干熄焦余热发电项目在上马之初,直接采用全新的焦炭降温工艺,每年节约标准煤13万吨,回收焦粉8万吨。二是加大超标处罚和联合惩戒力度,环保不达标的项目一律关停整改,整改不到位的一律关闭,推动落后产能加快淘汰;对污染、低效、粗放型产业用地实施“腾笼换鸟”计划,推动优质产能向园区集中。目前,首山化工、硅烷科技、河南开炭等链上企业已全部完成强制性清洁生产审核中期评估,首山化工被评定为省绿色环保引领性企业。

3.实施绿色化改造

许昌市煤焦化行业积极实施“智能化、绿色化、企业技术”三大改造,强化能源综合利用,打造绿色工厂,实现“制造”向“智造”转变。2020年,首山化工被工信部评为国家级“绿色工厂”。按照《关于印发许昌市七个行业绿色化改造技术指南及污染物近零排放限值(实行)的通知》,围绕焦化及化产回收综合利用等基础性产业,全面实施提升工程,对首山化工现有4.3米捣固焦炉进行升级改造,全面提升基础产业承载能力。

取得成效

“无废城市”建设试点以来,依托资源优势,初步形成了从煤焦化制氢到硅烷气、多晶硅、石英坩埚、光伏辅材,到单晶硅片、太阳能电池组件,再到光伏产品较为完整的新能源产业链条。电子级多晶硅已进入中试阶段,高纯硅材料项目之间的关联度不断增强,链条式、集群式的产业格局已初步形成。通过引进高科技人才,与国内知名高校开展校企合作,为科技攻关和产业升级提供了人才保障。目前,许昌市煤焦化产业集群危险废物自行利用率为99%,一般工业固废资源化利用率100%。

推广应用条件

一是产业集群化特征明显。煤焦化产业集群需具备较强的基础做支撑,规模优势明显、产业布局合理、链条有效衔接的煤焦化深加工发展格局。二是政府政策良好。良好的政策有利于招引煤基化工及关联行业的巨头型企业投资建优势产业项目。