“煤變油是翻山，醇醚是打隧道，當(dāng)然這個(gè)合算”。金涌認(rèn)為，從能源利用率來(lái)看，煤變油“是短視的，是近視眼”，：可是企業(yè)家不這么認(rèn)為，煤變油后立刻賣(mài)給石油公司了，馬上就可以賺錢(qián)。只要賺錢(qián)就行了，管他效率高不高呢。”?
    雖然已經(jīng)年近八旬，但中國(guó)工程院院士、清華大學(xué)化學(xué)工程系教授金涌的目光從未離開(kāi)過(guò)自己的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域。經(jīng)歷過(guò)國(guó)內(nèi)煤化工產(chǎn)業(yè)幾十年來(lái)發(fā)展的起承轉(zhuǎn)合，他的觀點(diǎn)比別人更多了幾分冷靜。
    “盡量把煤的價(jià)值充分體現(xiàn)出來(lái)”
    中國(guó)的石油資源相對(duì)短缺，石油進(jìn)口對(duì)外依存度已經(jīng)達(dá)到58.5%，因?yàn)樯婕暗侥茉窗踩?，所以石油替代?wèn)題就顯得非常重要。而煤炭是中國(guó)僅有的比較多的資源，所以業(yè)界普遍看好用煤來(lái)替代石油。這是中國(guó)以煤制油和煤制氣為代表的新型煤化工發(fā)展的大背景。
但從世界范圍看，實(shí)際上這確實(shí)是屬于中國(guó)的特殊情況。因?yàn)槟壳笆澜绶秶鷣?lái)講，石油并不短缺，一般來(lái)講其他國(guó)家都沒(méi)有發(fā)展煤化工的強(qiáng)烈愿望。“過(guò)去有段時(shí)間提出的口號(hào)是煤化工要有序發(fā)展，煤變油、煤變?nèi)剂?，主要是用?lái)做技術(shù)儲(chǔ)備，戰(zhàn)爭(zhēng)或者急需時(shí)再大量建設(shè)”。金涌認(rèn)為，以前對(duì)煤化工是有一定制約的，沒(méi)有大開(kāi)口子，但是現(xiàn)在情況不同了。
    煤價(jià)進(jìn)入下行周期后，煤炭企業(yè)迫切希望拉動(dòng)煤價(jià)，為了安撫煤炭企業(yè)，同時(shí)考慮到石油進(jìn)口比例也確實(shí)很大，所以國(guó)家能源局在年初的內(nèi)部咨詢會(huì)上通報(bào)的關(guān)于煤制油、煤制氣的初步規(guī)劃是，到2020年規(guī)劃建設(shè)3000萬(wàn)噸的煤制油，500億立方米的煤制氣。此消息一出，業(yè)界一片沸騰，政策大門(mén)進(jìn)一步打開(kāi)似乎觸手可及。“現(xiàn)在幾乎凡是有煤的地方就有煤化工。中國(guó)煤化工現(xiàn)在是處在爆發(fā)期、井噴期”。金涌認(rèn)為，煤化工井噴的原因，首先是需求，其次是技術(shù)的逐漸成熟。
    實(shí)際上，中國(guó)企業(yè)開(kāi)始進(jìn)入煤制油產(chǎn)業(yè)時(shí)，南非沙索公司(Sasol)是當(dāng)時(shí)世界上唯一進(jìn)行大規(guī)模煤液化生產(chǎn)合成燃料的企業(yè)。而沙索公司開(kāi)展煤制油的起因，是當(dāng)時(shí)南非因?yàn)榉N族隔離政策受到全世界的制裁和禁運(yùn)，無(wú)法進(jìn)口石油。有一段時(shí)間沙索公司曾一天接待數(shù)個(gè)來(lái)自中國(guó)的代表團(tuán)，中國(guó)企業(yè)們對(duì)煤制油的熱情，讓沙索自認(rèn)奇貨可居，要價(jià)奇高，談了十來(lái)年一直談不下來(lái)。在這個(gè)過(guò)程中，中國(guó)國(guó)內(nèi) 就開(kāi)始自己開(kāi)發(fā)技術(shù)，現(xiàn)在煤化工的大量技術(shù)基本都已經(jīng)國(guó)產(chǎn)化。而且中國(guó)不只是研究，還有了大規(guī)模生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，這些國(guó)外是沒(méi)有的，“特別是幾十萬(wàn)噸的煤化工裝置，只有中國(guó)有”，中國(guó)“已經(jīng)成了世界煤化工的高地”。
    雖然中國(guó)煤炭?jī)?chǔ)量大概是世界的12%，但中國(guó)人口占世界的20%，如果按照人均算，約為世界人均水平的一半，而且還有很多煤是采不出來(lái)的。“我們的煤也要節(jié)約用，也不是多的不得了”，金涌認(rèn)為，搞煤化工的第一個(gè)指導(dǎo)思想就是，要盡量把煤的價(jià)值充分體現(xiàn)出來(lái)。“一定要想到，煤不只是碳，煤是有機(jī)無(wú)機(jī)的復(fù)合物，里面有機(jī)的成分有十幾種，煤里面還有氫，碳?xì)浔仍诿旱慕M成里是1:0.8， 就是1個(gè)原子的碳有0.8個(gè)氫存在。如果煤炭只是燒掉，就把氫也燒掉了。氫實(shí)際上是很珍貴的，燒掉很不合算。能不能首先通過(guò)拆解，把鏈拆開(kāi)，高價(jià)高用，就是煤的綜合利用”。
    業(yè)界還有一種觀點(diǎn)是，煤炭的綜合利用還應(yīng)該配合煤的多聯(lián)產(chǎn)。金涌這樣解釋煤的多聯(lián)產(chǎn)：煤先熱解，變成半焦，半焦拿來(lái)燃燒，產(chǎn)生蒸汽發(fā)電，蒸汽輪機(jī)的背壓還有十幾公斤的壓力，可以用來(lái)供熱。半焦熱解產(chǎn)出的東西，可以拿來(lái)分離煤氣作燃料，可以做合成氣，變換配比后可以合成甲烷、輕柴油、輕焦油、重焦油.......這樣對(duì)煤的利用就是全價(jià)的。
    “我們很多院士也在一起討論，現(xiàn)在煤化工井噴，特別是煤變油，指標(biāo)都已經(jīng)分給大煤炭企業(yè)了。這樣做是不是最好呢？”金涌一直在思考這個(gè)問(wèn)題。
    最明顯的問(wèn)題是，煤化工要多排放幾十億噸的二氧化碳，“雖然城市是清潔了，但是全國(guó)總的二氧化碳排放增加了”，而且煤炭轉(zhuǎn)化也會(huì)損失很多能量，用煤制氣后再發(fā)電很不合算。金涌認(rèn)為，煤制氣再發(fā)電的效率是百分之三十多，而煤直接燃燒，通過(guò)超超臨界發(fā)電的效率最高可以達(dá)到42%~45%。在民用方面，用天然氣做飯其實(shí)熱效率很低，大約70%的熱量都散發(fā)在空氣里浪費(fèi)了，所以美國(guó)雖然 天然氣產(chǎn)業(yè)很發(fā)達(dá)，但還是有一半以上的家庭用電做飯。“還不如改造煤電廠技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)煤耗很低，很清潔”，金涌認(rèn)為，煤制氣一定要考慮到使用是不是合理。
    相對(duì)于煤制油和煤制氣，金涌更看好煤制芳烴的前景。芳烴主要用于生產(chǎn)異氰酸酯等，做高檔汽車(chē)的表面漆、高級(jí)泡沫塑料、人造革、各種電器的外殼等高檔產(chǎn)品?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)的芳烴90%來(lái)自石腦油裂解，消費(fèi)量大概是1400萬(wàn)噸，對(duì)外依存度是44%。金涌認(rèn)為，用煤做芳烴是很好的契機(jī)，“中國(guó)要開(kāi)辟煤制芳烴的技術(shù)，這個(gè)是全世界第一的”。
    “大家都在大規(guī)模做同樣的東西，而且都是大路貨，沒(méi)有想怎么和使用過(guò)程對(duì)接。比如聚乙烯，實(shí)際上汽車(chē)用的都不是純聚乙烯，都是復(fù)配的塑料合金，這個(gè)必須做深入研究”。金涌堅(jiān)信要做高附加值的產(chǎn)品，這才是煤化工應(yīng)該走的道路。“從甲醇出發(fā)可以做成乙烯丙烯，做成三烯三苯等很多原來(lái)用石油產(chǎn)生的東西。甲醇的價(jià)錢(qián)大概現(xiàn)在兩三千元一噸，假如做成高檔的產(chǎn)品，可以增加幾倍十幾倍的附加值。所以用煤炭做甲醇，發(fā)展三烯三苯往下走，前景很好。如果做成油，一燃燒就沒(méi)有了，變成二氧化碳了”。“我們現(xiàn)在考察的是萬(wàn)元GDP能耗，假如產(chǎn)品價(jià)錢(qián)高，萬(wàn)元GDP能耗就降下來(lái)了，所以提高附加值是我們減碳，搞低碳經(jīng)濟(jì)的一個(gè)好抓手”。
    “煤變油是翻山，醇醚是打隧道”
    十多年以來(lái)，對(duì)于怎么用煤來(lái)替代石油作為燃料開(kāi)汽車(chē)，一直有兩種不同觀點(diǎn)。一種觀點(diǎn)支持煤變油，另外一種觀點(diǎn)則主張，開(kāi)車(chē)不一定用油，可以用醇醚添加。從技術(shù)經(jīng)濟(jì)性的角度，金涌更看好煤化工的醇醚路線。“只要可以驅(qū)動(dòng)汽車(chē)，為什么一定要是汽油或柴油呢？”
    實(shí)際上，最早的醇醚路線是甲醇汽油。甲醇添加到汽油里，如果不超過(guò)14%，是感覺(jué)不出來(lái)的。但是甲醇路線在國(guó)內(nèi)一直沒(méi)有進(jìn)入主流。
    從技術(shù)角度看，還有一個(gè)選擇是二甲醚。二甲醚合成也用氫氣和二氧化碳作為原料，產(chǎn)品是1份重量的水，2.5份重量的二甲醚。假如是煤變油，合成出來(lái)的產(chǎn)品是0.78份重量的油，1份重量的水。所以，二甲醚的用煤量只是煤變油的二分之一，而且1公斤二甲醚的行駛里程數(shù)和同等量的柴油一樣。金涌表示，二甲醚的排放非常干凈，“在排氣管后面放一張白紙，跑多遠(yuǎn)紙都是白的”。不過(guò)有個(gè)問(wèn)題是，二甲醚在常溫下是氣態(tài)的，使用必須壓縮灌裝。
    能不能把二甲醚做成液態(tài)的？清華大學(xué)的新技術(shù)是用煤制造聚甲氧基二甲醚。聚甲氧基二甲醚的沸點(diǎn)可以達(dá)到140度，完全可以和柴油調(diào)和，提高柴油的十六烷值，成倍地減少pm2.5排放。這項(xiàng)技術(shù)的鑒定會(huì)已經(jīng)開(kāi)過(guò)，金涌和謝克昌、汪燮 卿、楊啟業(yè)、郝吉明、陳丙珍等幾位院士一起，聯(lián)名上書(shū)政府，建議促進(jìn)聚甲氧基二甲醚在全國(guó)的推廣應(yīng)用。
    金涌這樣解釋聚甲氧基二甲醚性能優(yōu)良的原理：現(xiàn)在的柴油機(jī)汽油機(jī)都需要吸進(jìn)空氣(主要是利用空氣中的氧氣)才能燃燒，但空氣里還有大量氮?dú)?，氮?dú)鈱?duì)燃燒不起作用，最后只是加熱到高溫排出去，白白走過(guò)場(chǎng)，浪費(fèi)了很多能量。而聚甲氧基二甲醚的分子鏈上帶著氧，如同“自帶干糧”，所以雖然其燃燒的熱值相對(duì)低，但十六烷值高，出力并不遜色，就是因?yàn)樗恍枰M(jìn)太多空氣。尤其是在空氣稀薄、氧氣不足的高原和高寒地區(qū)，使用聚甲氧基二甲醚更為適合。“煤變油是翻山，醇醚是打隧道，當(dāng)然這個(gè)合算”。金涌并不諱言自己的觀點(diǎn)，他認(rèn)為，從能源利用率來(lái)看，煤變油“是短視的，是近視眼”，“可是企業(yè)家不這么認(rèn)為，煤變油后立刻就賣(mài)給石油公司了，馬上就可以賺錢(qián)。只要賺錢(qián)就行了，管他效率高不高呢”。
    “要解決能源問(wèn)題，還是要靠改革”
    做了大半生的技術(shù)，金涌對(duì)技術(shù)的局限性有比旁人更深刻的認(rèn)識(shí)。
    他看好的醇醚路線多年來(lái)在國(guó)內(nèi)一直未取得大的進(jìn)展，他認(rèn)為最大的問(wèn)題就是遭遇了大公司的壟斷和不合作。
    水面之下，市場(chǎng)的暗流涌動(dòng)其實(shí)一直沒(méi)有停止過(guò)。雖然甲醇汽油一直沒(méi)有大規(guī)模推廣，但業(yè)界公開(kāi)的秘密是，很多加油站都在偷偷向油品中加入甲醇。這也是在產(chǎn)能過(guò)剩的形勢(shì)下，甲醇一直能維持住相對(duì)較高價(jià)位的重要原因。但是甲醇汽油一直沒(méi)有主渠道運(yùn)營(yíng)，金涌認(rèn)為，這終究不是辦法，還是要“要引導(dǎo)到正路上去，不要偷偷摸摸干”。
    在山西省領(lǐng)導(dǎo)召開(kāi)的一次會(huì)議上，金涌直言不諱的表示，要解決中國(guó)的汽車(chē)能源問(wèn)題，不是靠技術(shù)，技術(shù)已經(jīng)做了，主要靠政策。因?yàn)楝F(xiàn)在煤制油的產(chǎn)品只能賣(mài)給大石油公司，“最后環(huán)節(jié)堵死了，沒(méi)有出口，所有的新技術(shù)都白搭”。
    他的設(shè)想是，假如煤化工企業(yè)可以參與經(jīng)營(yíng)一些加油站，并有一定決策權(quán)，就可以把摻有醇、醚、聚甲氧基二甲醚等醇醚燃料的油品品牌經(jīng)營(yíng)，銷(xiāo)售渠道就此打開(kāi)。煤化工企業(yè)的油品，直接向市場(chǎng)銷(xiāo)售。“轉(zhuǎn)變煉油方式，我們每年就可以多產(chǎn) 2000萬(wàn)噸至4000萬(wàn)噸的醇醚攙合組份，而且和煤合成柴油路線相比，能大幅度降低煤炭消耗，提高能源利用率，減少燃燒柴油的pm2.5排放，也能大幅度降低煤化工投資，多渠道解決中國(guó)車(chē)用燃料短缺的問(wèn)題”。
    在能源行業(yè)里，制度問(wèn)題滋生的不僅是腐敗，還有技術(shù)上的落后和不思進(jìn)取。“我們是搞技術(shù)的，可還是相信制度問(wèn)題是解決中國(guó)能源問(wèn)題更重要的途徑”。金涌的切身體會(huì)是，“現(xiàn)在要想解決中國(guó)能源問(wèn)題，還是要靠改革”，“實(shí)際上結(jié)構(gòu)的問(wèn)題，政策的問(wèn)題，比技術(shù)的影響更大”。