Otros aspectos relacionados de la conversión de carbón a líquido
Se entiende que Sudáfrica tiene actualmente una planta de carbón a líquidos con una producción anual de 8 millones de toneladas de productos derivados del petróleo. la única planta comercial de conversión de carbón a líquidos a gran escala del mundo y es la única planta comercial de conversión de carbón a líquidos a gran escala del país. Proporciona el 60% del combustible para el transporte. De hecho, países desarrollados como Estados Unidos, Alemania y Japón también tienen tecnologías maduras, pero ¿por qué no se han puesto en producción industrial?
Según los informes, ya a finales de la década de 1930, debido a la escasez de petróleo, Alemania comenzó a estudiar la tecnología de conversión de carbón en líquido. Antes de la Segunda Guerra Mundial, Alemania había construido 17 fábricas y producido más de 4,2 millones de toneladas de gasolina y diésel. A finales de la década de 1940 y principios de la de 1950, con el desarrollo de grandes yacimientos petrolíferos en Oriente Medio, inundó el mercado una gran cantidad de petróleo a bajo precio, que oscilaba entre 2 y 10 dólares por barril. En este caso, sería antieconómico sustituir el carbón por petróleo. No fue hasta que se implementó el embargo petrolero de Oriente Medio en 1973 que los precios del petróleo se dispararon a más de 30 dólares por barril (equivalente a más de 80 dólares en la actualidad). En ese momento, la investigación y el desarrollo a gran escala de conversión de carbón a líquido alcanzaron su punto culminante. Estados Unidos, Japón y Alemania invirtieron mucho en investigación y construcción de plantas piloto. Sin embargo, la transformación del carbón en líquidos nunca ha entrado realmente en operaciones comerciales en estos países. ¿Por qué es esto?
Según cálculos de expertos, cuando el precio del crudo está por encima de los 28 dólares estadounidenses, es más económico sustituir el carbón por petróleo; por debajo de este precio, no es rentable sustituir el carbón por petróleo. Por lo tanto, desde mediados de los años 1980 hasta mediados de los años 1990, los precios internacionales del petróleo han estado en niveles bajos, por lo que la conversión de carbón a líquido, naturalmente, no recibió atención. Las tecnologías en varios países ya están bastante maduras. Se puede decir que es sólo una cuestión de carreras de caballos, siempre que el mercado lo requiera, se puede llevar a cabo una industrialización a gran escala. Hasta los últimos dos años, los precios internacionales del petróleo han aumentado repetidamente y la transformación del carbón en líquidos ha vuelto a estar en la agenda de varios países. Estados Unidos inició la licuefacción indirecta el año pasado y Francia e Italia también comenzaron a cooperar en investigación y desarrollo. Sin embargo, se necesitan al menos cinco años para prepararse desde el inicio del proyecto hasta el inicio de la construcción. Además, los precios del petróleo cambian con frecuencia, a veces altos y otras veces bajos. La gente tiende a quedarse atrás y tomar decisiones con indecisión.
La conversión de carbón en petróleo en China tiene ventajas, pero no se convertirá en la dirección principal de la producción de petróleo. Los expertos creen que el cambio de carbón a petróleo en China tiene ventajas obvias. China es rica en carbón y escasa de petróleo. En los últimos años, con el desarrollo de la economía, las importaciones de petróleo crudo han aumentado año tras año de 193 en 2003 a 10 años en 2003, el crecimiento anual promedio superó los 15 y la dependencia de las importaciones se ha vuelto cada vez más alta. En los últimos 10 años, las importaciones de petróleo crudo de China se han multiplicado por 9,18 y gastan muchas divisas cada año. Debido al aumento de los precios del petróleo, el costo del petróleo crudo importado en 2004 fue 55 mil millones de yuanes más que el año anterior. Por lo tanto, los expertos creen que desde la perspectiva estratégica de la seguridad energética de China, también debemos hacer todo lo posible para encontrar formas de resolver el problema del suministro confiable de energía a largo plazo mediante la diversificación, y reemplazar el carbón por petróleo es una de las formas factibles.
Al mismo tiempo, China es un importante país productor de carbón y el costo de producción de carbón en Occidente (especialmente el carbón de boca de mina) es relativamente bajo. Zhang Yuzhuo, subdirector general de Shenhua Group y presidente de Shenhua Coal-to-Liquids Company, calculó una cuenta para los periodistas: el costo de extracción de carbón por tonelada en los Estados Unidos es de 20,5 dólares estadounidenses, pero el del área minera de Shenhua Shendong es Menos de 100 yuanes. Evidentemente, Shenhua Coal tiene grandes ventajas.
Además, los costos de inversión y mano de obra de China son relativamente bajos. Se estima que una línea de producción con una producción anual de 2,5 millones de toneladas de gasolina diésel requiere una inversión de 3.200 millones de dólares en Estados Unidos, pero sólo 2.000 millones de dólares en China. Ya en la década de 1930 se industrializó en Alemania la primera generación de tecnología de licuefacción directa de carbón: el proceso de hidrogenación y licuefacción directa de carbón. Sin embargo, las condiciones de la reacción de licuefacción del carbón en ese momento eran duras, con una temperatura de reacción de 470 °C y una presión de reacción de 70 MPa. Se han desarrollado una variedad de procesos de licuefacción directa de carbón de segunda generación, como el método de solvente donador de hidrógeno (EDS), el método de carbón limpio con solvente (SRC-I, SRC-II) y el método de carbón de hidrógeno americano (H-Coal). Estos procesos han completado pruebas piloto a gran escala y están técnicamente calificados para la construcción de plantas. Sin embargo, debido a la gran inversión en construcción económica y el alto costo de producción de petróleo licuado de carbón, no han sido industrializados. La crisis mundial del petróleo de 1973 volvió a llamar la atención sobre la investigación y el desarrollo de la tecnología de licuefacción directa del carbón. En la actualidad, varios países industriales importantes continúan desarrollando el proceso de licuefacción directa del carbón de tercera generación, que tiene las características de condiciones de reacción suaves, alto rendimiento de petróleo y precio del petróleo relativamente bajo. Actualmente, existen varios procesos típicos de licuefacción directa de carbón en el mundo: el proceso de licuefacción catalítica de dos etapas de la empresa alemana Igor y el proceso de licuación catalítica de dos etapas de la empresa estadounidense HTI.
Desde 1980, el Instituto de Química del Carbón de Beijing del Instituto de Investigación del Carbón de China ha reiniciado la investigación sobre la tecnología de licuefacción directa del carbón y ahora ha construido un laboratorio de mejora de productos petrolíferos y de licuefacción directa del carbón. A través de pruebas de licuefacción directa de cientos de tipos de carbón domésticos, se han seleccionado 15 tipos de carbón aptos para la licuefacción, con un rendimiento de petróleo licuado de más del 50%. Se estudiaron cuatro condiciones de proceso para la licuefacción directa del carbón y se desarrolló un catalizador para la licuefacción directa del carbón. El Instituto de Investigación Científica del Carbón también firmó acuerdos de proyectos de estudio de viabilidad con empresas alemanas RUR y DMT y completó un informe de estudio de viabilidad sobre la planta de licuefacción de carbón pionera de Yunnan. Una vez finalizada la planta de licuefacción, podrá producir 353.400 toneladas de gasolina, 530.400 toneladas de diésel, 67.500 toneladas de gas licuado de petróleo, 39.000 toneladas de amoníaco sintético, 25.300 toneladas de azufre y 8.800 toneladas de benceno por año. La propuesta planta pionera de licuefacción de carbón de Yunnan procesará (licuará) 2,57 millones de toneladas de lignito al año y utilizará 2,53 millones de toneladas de carbón crudo para gasificación y producción de hidrógeno (incluidos 6,54387 millones de kilovatios de generación de energía), lo que requerirá un total de 5,65438 millones de toneladas de crudo. carbón.
En la actualidad, la extracción de petróleo de China está lejos de satisfacer la demanda de petróleo en rápido crecimiento, lo que resulta en una dependencia excesiva del petróleo crudo y los productos derivados del petróleo importados. Al mismo tiempo, las importaciones se ven fácilmente perturbadas por la estabilidad política y económica y las rutas de transporte de los países exportadores, y los problemas energéticos de China se están volviendo cada vez más prominentes. Esta situación pasiva debe cambiar. Por lo tanto, es cada vez más importante encontrar fuentes de energía alternativas para el petróleo crudo, y la utilización del carbón ha vuelto a atraer la atención de la gente.
Sudáfrica lidera el mundo en este sentido. En ese momento, el gobierno sudafricano comenzó a estudiar la posibilidad de licuar el carbón. El objetivo principal era deshacerse de su alta dependencia del petróleo, proteger la balanza de pagos internacionales de Sudáfrica y mejorar la seguridad del suministro energético. En las últimas décadas, Sudáfrica también ha obtenido muchos beneficios mediante la utilización racional de sus grandes recursos de carbón, incluido el aumento de las oportunidades de empleo y la industrialización de una economía nacional que dependía demasiado de la agricultura y la minería.
Las condiciones ambientales actuales en China son muy similares a las que existían cuando Saso se estableció en Sudáfrica, caracterizadas por "rico carbón y poco petróleo". En particular, el rápido desarrollo económico ha provocado un fuerte aumento de la demanda de energía. Se informa que la producción total de 15 plantas comerciales de licuefacción de carbón reemplazará el 15% de las importaciones de petróleo de China en 2020.
Hoy en día, la demanda humana de petróleo aumenta año tras año, pero las reservas mundiales de petróleo disminuyen año tras año y se formará una brecha creciente entre las dos curvas. La conversión de carbón a líquido puede llenar este vacío. La tecnología de "carbón a líquido" ayudará a China a deshacerse de su excesiva dependencia del petróleo crudo y los productos derivados del petróleo importados, mejorando así la seguridad energética. Desde la perspectiva de la estructura energética de China, China tiene varios factores estratégicos que impulsan el desarrollo de la industria de conversión de carbón en líquidos. "