在洁净能源国家实验室建设的构想中，化石能源占据着重要的地位，涉及到它的提法为“化石能源的高值化、洁净化”“清洁油品”“替代燃料”“化石能源优化利用”等。作为化石能源，通常泛指在地质变迁后所形成的地下或海下资源。如：石油、煤炭、天然气以及海底水合甲烷……等，它们曾经为人类社会的发展与文明作出过亦正在继续作出着卓越的贡献。

对于我国煤炭资源相对丰富，是世界上最大的煤炭生产国，煤炭保存储量高达1万亿吨以上。目前，煤炭产量为19亿吨/年左右，储采比达到900：1。

我国传统煤炭企业是典型的资源性企业，以煤炭生产、销售为主。煤炭只作为初级产品出售。随着国民经济的可持续发展的需求，如何摆脱传统经营模式，走产业结构调整之路，建设以煤炭－化工、煤炭－化工－电力等大型多联产能源企业已成为煤炭企业的战略调整方向之一。

这种战略调整必将为开发煤基油品和煤基化工产品奠定了基础，也为我国开辟了能源渠道的多元化，有利于降低我国能源的安全风险。

煤炭作为能源资源的“深加工”发展，通常可分为两条途径和两个层次。两条途径指煤基油品和煤基化工产品；两个层次则指以合成气化学和以甲醇化学的基础的技术路线。

一． 煤基－油品

1. 目前最具发展前景的是煤炭的间接液化，其主要的单元过程和有代表性的工艺技术为：

shell干粉煤加压汽化 Sastech sspd Chevron Texaco

Sasol-Lnrgi块煤加压汽化 F-T合成

GE-Texaco水煤浆加压汽化 （SASOL低温浆态床）

根据神华集团宁煤宁东重煤炭化工基地煤炭间按液化项目的综合技术指标为：

总投资：40亿美元约合320亿人民币。

2. 液体燃料和代油品－低碳醇

自从F-T过程中发现CO+H₂合成醇类化合物以来，低碳混合醇以其良好的性能指标一直被定位在“汽油添加剂”的品位上，这已成为70年代石油危机以来的一个共识。

醇燃料具有燃烧充分、效率高且CO、NO及烃类排放量少等优点。目前国外已开发了以甲醇为主的“甲基燃料”和以乙醇为主的“乙基燃料”。此外不同醇与烃混合物为主的“烃－醇”混合燃料也具有一定的发展前景。

曾作为优良的汽油添加剂的MTBE被证实对人类有致癌作用，而被禁用后，作为替代品的选择及技术准备，合成气制取低碳混合醇是最有希望迎接这一燃料变革的技术选择。

低碳混合醇的应用前景取决于性能优异的催化剂的开发，生产的经济性及其环保价值，其中生产的经济性又成为其发展的制约因素。

研究表明只有当天然气原料价格较低时（0.5元/M³），以天然气为原料的路线才具有一定的竞争力，且尽管煤气化技术取得长足进展，但煤基合成气合成低碳醇的路线的竞争力亦不高。

2003年美国Fluor公司对以炼厂焦碳为原料的混合醇和发电联合工艺的经济进行了评估表明，以炼厂焦碳为原料同时生产混合醇和发电，当其混合醇中的甲醇用于发电，其乙醇和丙醇做为MTBE替代品掺入到汽油中时，也只有美国在海湾地区在经济上才具有可行性。

二． 煤基化工产品

均是以煤或/和天然气出发合成甲醇，再以甲醇的催化转化为基础进行的。其主要过程为：

1） MTO过程 甲醇制取轻质烯烃

2） MTP过程 甲醇制取丙烯

3） MTDME过程 甲醇制取二甲醚

4） MTA过程 甲醇制取芳烃

其中：

1. MTO过程和MTP过程

根据神华集团原订MTO项目的综合技术指标为：

2. MTDME过程

二甲醚是最简单的脂肪族醚类，在工业上以甲醇在固体酸催化剂上催化脱水而制得。近来从合成气一步浆态床催化合成取得较大进展，不仅可使CO的转化率大大提高，反应压力进一步下降，生产过程简化为二甲醚的生产开拓出新的途径。

由于二甲醚具有燃料的主要性质，其热值为58.32MJ/M³，且自身含氧能够充分燃烧，不析碳，易贮存，易压缩，十六烷值较高，可作为一种新型清洁的民用和车用燃料。被看作是液化石油气、燃气和天然气的优秀替代品。特别是它可与柴油按一定比例掺合，调制成柴油－二甲醚油品，可以节省出耗量最大的柴油用量。据美国DOE等机构研究表明，添加10%左右二甲醚到柴油中，其综合输出功率与等量柴油相当。同时，在污染物的排放方面亦具有明显优势。然而目前实现其掺合的关键问题是二甲醚还不能稳定、均匀地掺合到柴油中，这亦是各研究开发机构在努力攻克的问题。

我国2002年液化石油气的表观消耗量为1620万吨/年，进口量为626万吨/年，而柴油消耗量2005年达到8290万吨/年，至2010年将增至10100万吨/年。如果实现了二甲醚的替代，我国对二甲醚的市场需求约为1700～2000万吨/年左右。

从现实的角度讲，二甲醚作为洁净能源的前景主要还是取决于其经济性。即取决于作为其原料的甲醇的价格。由于甲醇市场价格飙升飙降，其前景带有一定的不确定性。

三． 几点分析

1. 采取从煤炭出发经由合成气或甲醇制取煤基油品和煤基化工产品的这一路线，就煤炭本身的利用，在经济上是十分有利的。就MTO过程而言：

1.92吨原料煤可生产1吨甲醇，增值6.5～9.11倍

5.5吨原料煤可生产1吨聚烯烃，增值9.09倍

〔煤炭坑口价格200元/吨，甲醇售价2500～3500元/吨，聚烯烃售价1万元/吨〕

其次，这些煤基化工过程一般均建在产煤区附近，因此就其运输量看：1万吨聚烯烃消耗5.5万吨原料煤和2.09万吨燃料煤，就可将7.59万吨煤的运输量降低为1万吨聚烯烃的运输量。可降低7.59倍。因此，这一路线是可实现化石能源－煤炭的高值化和洁净化的。

2. 作为发展煤基油品和煤基化工产品的煤化工的制约因素，根本上讲是经济核算。这一经济的制约并不完全取决于世界石油价格的飙升。因为石油仅只作为整个世界经济体系中的一个重要因素或环节，它的变化必将拉动其它环节的相应变化而形成动态平衡。关键在于煤化工的一次性投资太大，如：

煤炭间接液化，当设计规模达到8万桶/日时，投资约为320亿人民币。从其产品分布折合约相当于年产665万吨石脑油的效益（或更多一些）。如果将180万吨/年甲醇处理量的MTO过程折合为石脑油的消耗，60万吨烯烃相当于100万吨石脑油，其投资约为117亿人民币。两者相比，如果认为投入－产出大体相当时，这对目前的我国企业实力来说是难以承受的。

3. 不确定因素或市场冲击风险大，这是这一路线的又一个制约因素。例如：二甲醚被公认为新的洁净的民用和车用燃料，其市场前景非常好，但是它却受着甲醇的市场价格的波动而呈现出有无颠覆性风险的态势。在我国目前的甲醇市场上市售价可从2000～4000元/吨之间波动，这就使二甲醚的市场前景充满不确定因素，而制约着其发展。

4. 需要进一步加大研究开发的力度

从上述几个过程看，至少目前尚没有完全成熟的工业化、商业化的程度和水平，需要进一步加大研究开发的力度，才能真正实现化石能源－煤炭的高值化、洁净化的利用。例如：

尽管二甲醚可与柴油掺合，替代柴油作为柴油发动机的燃料，但目前其制约的关键是二甲醚还不能稳定、均匀地掺合到柴油中。近年来不少研究开发机构对这一技术难点进行了大量研究工作，提出了利用二甲醚合成系列与柴油具有很好互溶性的衍生化合物；选用合适的溶剂、表面活性剂、高碳醇醚等将一定比例的二甲醚和柴油调制成均一的油品或者以二甲醚为原料氧化耦联合成柴油的添加剂等有希望前景的途径以及通过对柴油机车进行改进以适应二甲醚－柴油油品的需要。但这些途径亦正在研究开发之中。