煤化工一般可以分为传统煤化工和现代煤化工,传统煤化工是指煤炭焦化、煤制合成氨、电石、甲醇等,这些产业历史比较悠久,发展比较成熟;现代煤化工相比而言具有工艺技术先进、工艺复杂、产品多以替代石油基产品等为特征,多数在近年来才得以工业化和商业化,主要包括煤制合成天然气（CTSNG）、煤直接液化（DCL）、煤间接液化（IndCL）、煤基甲醇制烯烃（CTMTO）、煤基甲醇制丙烯（CTMTP）、煤制乙二醇（CTEG）等。现代煤化工产品在生产过程中的能耗较高,且需要开展大规模的建设工程。现有研究对现代煤化工产品碳核算多局限于工艺排放（直接排放）和因电力和热力消耗而引起的间接排放。本文对现代煤化工的碳排放清单中大型设备和装置制造引起的碳排放,引入“折旧”方法做了深入研究,以期更准确地反映现代煤化工产品碳足迹的全貌,深入解析现代煤化工碳排放源。研究表明在煤炭开采环节,生产1吨煤炭直接排放的CO₂为0.098吨,电力、热力所引起的间接CO₂排放为0.027吨,设备生产“折旧”的CO₂排放为0.003吨;在煤炭直接液化环节,生产1吨液化油品直接排放的CO₂为5.8吨,购买电力、热力所引起的间接CO₂排放为-0.14吨,设备生产“折旧”的CO₂排放为0.08吨。可见由大型设备和装置制造“折旧”的CO₂排放约占直接排放和消耗电力排放CO₂之和的1.4%².4%。在比较煤化工的工艺中,一般沿用能效和产品单位热值碳排放来评估现代煤化工技术的碳排放水平,但对于煤制烯烃、煤制乙二醇等非燃料煤基化学品,该指标体系并不合理。本文提出单位产值的CO₂排放量和单位工业增加值的CO₂排放量作为补充指标。在该指标体系下,分析了煤制天然气、煤制甲醇、二甲醚、煤制油、煤制烯烃、煤制乙二醇等产业技术发展水平和发展现状,系统比较了其产品的能源转换效率、单位产品碳排放、单位热值碳排放、单位产值碳排放、单位工业增加值碳排放等。研究结果表明,煤制甲醇、煤制二甲醚的吨产品CO₂排放量虽然较低,分别为3.56吨和5.0吨,但单位热值CO₂排放量较高,分别为0.159t/GJ和0.160t/GJ。在80美元/bbl的原油价格体系下,与全国平均水平相比,除煤制天然气和煤制甲醇以外,现代煤化工过程的万元GDP CO₂排放量约为全国平均水平的5.0-6.5倍,万元工业增加值CO₂排放量约为全国平均水平的2.8-3.7倍;而煤制天然气和煤制甲醇的万元GDP CO₂排放量分别是全国平均水平的11倍和9倍,万元工业增加值CO₂排放量分别是全国平均水平的7.4倍和5.2倍。在40美元/bbl的原油价格体系下,与全国平均水平相比,除煤制天然气和煤制甲醇以外,现代煤化工过程的万元GDP CO₂排放量约为全国平均水平的6.5-10.3倍,万元工业增加值CO₂排放量约为全国平均水平的3.6-5.9倍;而煤制天然气和煤制甲醇的万元GDP CO₂排放量分别是全国平均水平的15.7倍和12.6倍,万元工业增加值CO₂排放量分别是全国平均水平的10.4倍和7.2倍。经济性是煤化工发展的内在驱动力,研究碳排放对经济性的影响对于煤化工未来的发展方向具有重要的参考价值。在未来碳税可能成为压缩煤化工利润的主要因素,本文在不同现代煤化工产品成本和碳排放量的基础上,分析了碳税税率对不同现代煤化工产品含税成本的影响。得到敏感度系数的排序为:煤制天然气>煤制甲醇>煤制二甲醚>煤制烯烃>煤制乙二醇>煤直接液化>煤间接液化,可见生产气体燃料（CTSNG）最敏感,其次是化学品,煤制液体燃料对碳税的敏感度最弱。事实上,除碳税以外,影响技术经济性的因素非常多,以往技术经济分析主要依靠变量的技术经济定义而寻找其相关关系,数据量要求高、计算过程繁杂、且无法分析多因素同时变化对经济性的影响。本文提出并建立了一种新的技术经济分析方法。该方法在多变量的波动范围内利用试验设计的方法设计一系列特定条件,以成熟的技术经济分析工具计算特定条件下的经济性指标;然后通过统计分析的手段将目标指标和主要变量关联,形成一组可反映技术经济性的简单方程组;最后在此基础上开展经济指标的敏感性分析、不确定性分析等。结果表明采用该方法得到的运算关系简单、适用范围宽、分析结果科学合理,可以大幅缩短分析周期,节省大量人力和财力。新的技术经济分析方法分为4大步骤,即明确研究边界和定义目标参数、确定关键影响因素及其水平、实验设计和数据运算、模型筛选与验证。本研究使用JMP软件工具进行模型的拟合与筛选。为达到简单、实用、合理的目标,在建立及筛选模型的过程中,遵循以下原则:（1）由简至繁的原则。依次按照一次项、交叉项、二次项表达式的优先顺序拟合影响因素和目标指标的关系,若一次项模型即能满足预测需求,则不再增加交叉项和二次项。（2）检验结果显著性原则。为了减少“无关”项的干扰,需要剔除表达式中不显著项,研究中优先剔除假设检验p值较大的项。本文在拟合模型的过程中,将p值≤0.1的项保留,p值>0.1的项将考虑予以剔除。（3）联系实际原则:由软件所拟合的多元多次表达式,完全是根据数理统计而得到的,并没有“考虑”实际的情况。因此,要结合实际意义,剔除模型中不符合实际意义的项。（4）R2可接受原则:残差平方（R2）是判断模型合理性的一个重要指标,R²在0-1范围内,当R²越接近1时,表示相关的方程式与试验值拟合程度越好,参考价值越高。本文在建立模型时,要求预测公式的R²≥0.95。以煤制天然气、煤直接液化、煤间接液化、煤制烯烃、煤制丙烯和煤制乙二醇项目的技术经济分析为例,分析了产品价格、煤炭价格、建设投资和碳税税率的不确定性对项目投资所得税后内部收益率、静态投资所得税后投资回收期（含建设期）、项目投资所得税后财务净现值、税后利润和单位利润（税后）CO₂排放量的影响。蒙特卡洛模拟分析结果表明,在市场低迷情况下,当聚烯烃价格处于6000-8000元/t的低位时,只要煤炭价格也处于100-300元/t的低位水平,煤制烯烃仍可盈利;在普通市场情况下,即聚烯烃价格8000-10000元/t,煤炭价格200-400元/t,碳税税率20-60元/t的情况下,煤制烯烃项目的内部收益率在95%置信水平下的置信区间为15.69%-15.77%;在市场过热情况下,当煤炭价格处于500-700元/t的高位,聚烯烃价格处于8000-10000元/t的中位时,煤制烯烃的盈利状况不佳,内部收益率在95%置信水平下的置信区间为11.60%-11.68%。在六种产品技术经济分析模型的基础上,建立了现代煤化工技术经济分析的通用模型,以满足不同的分析需要。分析结果表明,在市场低迷的情况下,煤制烯烃的经济性略优于煤制丙烯;在市场过热的情况下,现代煤化工项目的经济性均较好,但如果煤价过高,达到500-700元/t,其经济性就大幅降低。应用本文建立的新方法,进一步探讨了基于CCS、CCUS的现代煤化工项目技术经济分析,具体研究了产品价格、煤炭价格、碳税税率、高浓度CO₂埋藏量、高浓度CO₂埋藏成本、高浓度CO₂利用量、高浓度CO₂利用收益七个因素对煤制烯烃技术经济性的影响。通过敏感性分析得知,对于内部收益率、投资回收期、财务净现值和税后利润来讲,影响最显著的前三位影响因子为聚烯烃价格、高浓度CO₂利用量和煤炭价格,聚烯烃价格的敏感度系数约为0.67-0.795,高浓度CO₂利用量的敏感度系数约为0.09-0.139,煤炭价格的敏感度系数约为0.083-0.101。对于单位产值CO₂排放量来讲,影响最显著的是高浓度CO₂利用量,敏感度系数为0.528,其次是高浓度CO₂埋藏量,敏感度系数为0.38,第三是聚烯烃价格,敏感度系数为0.133。