我國總的能源特征是“富煤、少油、有氣”。2003年我國總能源消費量達11.783億噸油當量，其中，煤炭占67.86%，石油占23.35%，天然氣占2.5%，水電占5.43%，核能占0.83%。我國擁有較豐富的煤炭資源，2000~2003年探明儲量均為1145億噸，儲采比由2000~2001年116年下降至2002年82年、2003年69年。而石油探明儲量2003年為32億噸，儲采比為19.1年。在較長壹段時間內，我國原油產量只能保持在1.6~1.7億噸/年的水平。煤炭因其儲量大和價格相對穩定，成為中國動力生產的首選燃料。在本世紀前50年內，煤炭在中國壹次能源構成中仍將占主導地位。預計煤炭占壹次能源比例將由1999年67.8%、2000年63.8%、2003年67.8%達到2005年50%左右。我國每年燒掉的重油約3000萬噸，石油資源的短缺仍使煤代油重新提上議事日程，以煤制油己成為我國能源戰略的壹個重要趨勢。
煤炭間接液化技術
由煤炭氣化生產合成氣、再經費-托合成生產合成油稱之為煤炭間接液化技術。“煤炭間接液化”法早在南非實現工業化生產。南非也是個多煤缺油的國家，其煤炭儲藏量高達553.33億噸，儲采比為247年。煤炭占其壹次能源比例為75.6%。南非1955年起就采用煤炭氣化技術和費-托法合成技術，生產汽油、煤油、柴油、合成蠟、氨、乙烯、丙烯、α-烯烴等石油和化工產品。南非費-托合成技術現發展了現代化的Synthol漿液床反應器。薩索爾（Sasol）公司現有二套“煤炭間接液化”裝置，年生產液體烴類產品700多萬噸（薩索爾堡32萬噸/年、塞庫達675萬噸/年），其中合成油品500萬噸，每年耗煤4950萬噸。累計的70億美元投資早已收回。現年產值達40億美元，年實現利潤近12億美元。
我國中科院山西煤化所從20世紀80年代開始進行鐵基、鈷基兩大類催化劑費-托合成油煤炭間接液化技術研究及工程開發，完成了2000噸/年規模的煤基合成油工業實驗，5噸煤炭可合成1噸成品油。據項目規劃，壹個萬噸級的“煤變油”裝置可望在未來3年內崛起於我國煤炭大省山西。中科院還設想到2008年建成壹個百萬噸級的煤基合成油大型企業，山西大同、朔州地區幾個大煤田之間將建成壹個大的煤“煉油廠”。最近，總投資100億美元的朔州連順能源公司每年500萬噸煤基合成油項目已進入實質性開發階段，計劃2005年建成投產。產品將包括辛烷值不低於90號且不含硫氮的合成汽油及合成柴油等近500種化工延伸產品。
我國煤炭資源豐富，為保障國家能源安全，滿足國家能源戰略對間接液化技術的迫切需要，2001年國家科技部”863”計劃和中國科學院聯合啟動了”煤制油”重大科技項目。兩年後，承擔這壹項目的中科院山西煤化所已取得了壹系列重要進展。與我們常見的柴油判若兩物的源自煤炭的高品質柴油，清澈透明，幾乎無味，柴油中硫、氮等汙染物含量極低，十六烷值高達75以上，具有高動力、無汙染特點。這種高品質柴油與汽油相比，百公裏耗油減少30％，油品中硫含量小於0．5×10－6，比歐Ⅴ標準高10倍，比歐Ⅳ標準高20倍，屬優異的環保型清潔燃料。
山西煤化所進行”煤變油”的研究已有20年的歷史，千噸級中試平臺在2002年9月實現了第壹次試運轉，並合成出第壹批粗油品，到2003年底已累計獲得了數十噸合成粗油品。2003年底又從粗油品中生產出了無色透明的高品質柴油。目前，山西煤化所中試基地正準備第5次開車，計劃運行6個月左右。目前世界上可以通過”煤制油”技術合成高品質柴油的只有南非等少數國家。山西煤化所優質清潔柴油的問世，標誌著我國已具備了開發和提供先進成套產業化自主技術的能力，並成為世界上少數幾個擁有可將煤變為高清潔柴油全套技術的國家之壹。據介紹，該所2005年將在煤礦生產地建壹個10萬噸／年的示範廠，預計投資12億～14億元，在成熟技術保證的前提下，初步形成"煤制油"產業化的雛形。
據預測，到2020年，我國油品短缺約在2億噸左右，除1.2億噸需進口外，”煤制油”技術可解決6000萬～8000萬噸以上，投資額在5000億元左右，年產值3000億～4000億元，其中間接液化合成油可生產2000萬噸以上，投資約1600億元，年產值1000億元左右。從經濟效益層面看，建設規模為50萬噸／年的”煤制油”生產企業，以原油價不低於25美元的評價標準，內部收益率可達8％～12％，柴油產品的價格可控制在2000元／噸以內。而此規模的項目投資需45億元左右。
目前，包括山西煤化所在內的七家單位已組成聯盟體，在進行”煤制油”實驗對比中實行數據***享；不久將有1.2噸高清潔柴油運往德國進行場地跑車試驗；2005年由奔馳、大眾等廠商提供車輛，以高清潔柴油作燃料，進行從上海到北京長距離的行車試驗，將全面考察車與油料的匹配關系、燃動性及環保性等。目前”煤制油”工業化示範廠的基礎設計工作正在進行之中，預計可在2010年之前投入規模生產。
我國與南非於2004年9月28日簽署合作諒解備忘錄。根據這項備忘錄，我國兩家大型煤炭企業神華集團有限責任公司和寧夏煤業集團有限責任公司將分別在陜西和寧夏與南非索沃公司合作建設兩座煤炭間接液化工廠。兩個間接液化工廠的首期建設規模均為年產油品300萬噸，總投資分別為300億元左右。通過引進技術並與國外合資合作，煤炭間接液化項目能夠填補國內空白，並對可靠地建設“煤制油”示範項目有重要意義。薩索爾公司是目前世界上唯壹擁有煤炭液化工廠的企業。從1955年建成第壹個煤炭間接液化工廠至今已有50年的歷史，***建設了3個煤炭間接液化廠，年處理煤炭4600萬噸，年產各種油品和化工產品760多萬噸，解決了南非國內40%的油品需求。
中科院與神華集團有關”鐵基漿態床合成燃料技術”簽約，標誌著該技術的產業化指日可待。鐵基漿態床合成燃料技術是中科院山西煤化所承擔的”十五”中科院創新重大項目和國家”863”計劃項目，得到了國家和山西省及有關企業的支持。經過兩年多的努力，已經研發出高活性和高穩定性鐵系催化劑、千噸級漿態床反應工藝和裝置等具有自主知識產權的技術。截至2004年10月已完成了1500小時的中試運轉，正在為10萬噸／年工業示範裝置的基礎設計收集數據，已基本形成具有我國自主知識產權的集成性創新成果。與神華集團的合作，將促進對我國煤基間接合成油技術的發展起到積極的作用。
殼牌（中國）有限公司、神華集團和寧夏煤業集團於2004年11月簽署諒解備忘錄，***同開發潔凈的煤制油產品。根據諒解備忘錄，在為期6到9個月的預可行性研究階段，三方將就殼牌煤制油（間接液化）技術在中國應用的可行性進行研究，內容包括市場分析、經濟指標評估、技術解決方案和相關規定審核以及項目地點的確定。據了解，神華集團和寧夏煤業集團將分別在陜西和寧夏各建設壹座煤炭間接液化工廠。計劃中的兩個間接液化工廠的首期建設規模均為年產油品300萬噸，初步估計總投資各為300億元左右。
雲南開遠解化集團有限公司將利用小龍潭褐煤資源的優勢，建設年產30萬噸甲醇及10萬噸二甲醚項目、年產50萬噸或100萬噸煤制合成油項目，以及利用褐煤間接液化技術生產汽油。該公司計劃於2006年建成甲醇及二甲醚項目，產品主要用於甲醇燃料和二甲醚民用液化氣。煤制合成油項目因投資大、技術含量高，解化集團計劃分兩步實施：2005年建成壹套年產1萬噸煤制油工業化示範裝置；2008年建成年產50萬噸或100萬噸煤制合成油裝置。目前，年產2萬噸煤制油工業化示範項目已完成概念性試驗和項目可行性研究報告。該項目將投資7952萬元，建成後將為企業大型煤合成油和雲南省煤制油產業起到示範作用。
由煤炭氣化制取化學品的新工藝正在美國開發之中，空氣產品液相轉化公司（空氣產品和化學品公司與依士曼化學公司的合夥公司）成功完成了由美國能源部資助2.13億美元、為期11年的攻關項目，驗證了從煤制取甲醇的先進方法，該裝置可使煤炭無排放汙染的轉化成化工產品，生產氫氣和其他化學品，同時用於發電。1997年4月起，該液相甲醇工藝（稱為LP MEOH）開始在伊士曼公司金斯波特地區由煤生產化學品的聯合裝置投入工業規模試運，裝置開工率為97.5%，驗證表明，最大的產品生產能力可超過300噸/天甲醇，比原設計高出10%。它與常規甲醇反應器不同，常規反應器采用固定床粒狀催化劑，在氣相下操作，而LP MEOH工藝使用漿液鼓泡塔式反應器（SBCR），由空氣產品和化學品公司設計。當合成氣進入SBCR，它藉催化劑（粉末狀催化劑分散在惰性礦物油中）反應生成甲醇，離開反應器的甲醇蒸氣冷凝和蒸餾，然後用作生產寬範圍產品的原料。LP MEOH工藝處理來自煤炭氣化器的合成氣，從合成氣回收25%~50%熱量，無需在上遊去除CO2（常規技術需去除CO2）。生成的甲醇濃度大於97%，當使用高含CO2原料時，含水也僅為1%。相對比較，常規氣相工藝所需原料中CO和H2應為化學當量比，通常生成甲醇產品含水為4%~20%。當新技術與氣化聯合循環發電裝置相組合，又因無需化學計量比例進料，可節約費用0.04~0.11美元/加侖。由煤炭生產的甲醇產品可直接用於汽車、燃氣輪機和柴油發電機作燃料，燃料經濟性無損失或損失極少。如果甲醇用作磷酸燃料電池的氫源，則需凈化處理。
煤炭直接液化技術
早在20世紀30年代，第壹代煤炭直接液化技術—直接加氫煤液化工藝在德國實現工業化。但當時的煤液化反應條件較為苛刻，反應溫度470℃，反應壓力70MPa。1973年的世界石油危機，使煤直接液化工藝的研究開發重新得到重視。相繼開發了多種第二代煤直接液化工藝，如美國的氫-煤法（H-Coal）、溶劑精煉煤法（SRC-Ⅰ、SRC-Ⅱ）、供氫溶劑法（EDS）等，這些工藝已完成大型中試，技術上具備建廠條件，只是由於經濟上建設投資大，煤液化油生產成本高，而尚未工業化。現在幾大工業國正在繼續研究開發第三代煤直接液化工藝，具有反應條件緩和、油收率高和油價相對較低的特點。目前世界上典型的幾種煤直接液化工藝有：德國IGOR公司和美國碳氫化合物研究（HTI）公司的兩段催化液化工藝等。我國煤炭科學研究總院北京煤化所自1980年重新開展煤直接液化技術研究，現已建成煤直接液化、油品改質加工實驗室。通過對我國上百個煤種進行的煤直接液化試驗，篩選出15種適合於液化的煤，液化油收率達50%以上，並對4個煤種進行了煤直接液化的工藝條件研究，開發了煤直接液化催化劑。煤炭科學院與德國RUR和DMT公司也簽訂了雲南先鋒煤液化廠可行性研究項目協議，並完成了雲南煤液化廠可行性研究報告。擬建的雲南先鋒煤液化廠年處理（液化）褐煤257萬噸，氣化制氫（含發電17萬KW）用原煤253萬噸，合計用原煤510萬噸。液化廠建成後，可年產汽油35.34萬噸、柴油53.04萬噸、液化石油氣6.75萬噸、合成氨3.90萬噸、硫磺2.53萬噸、苯0.88萬噸。
我國首家大型神華煤直接液化油項目可行性研究，進入實地評估階段。推薦的三個廠址為內蒙古自治區鄂爾多斯市境內的上灣、馬家塔、松定霍洛。該神華煤液化項目是2001年3月經國務院批準的可行性研究項目，這壹項目是國家對能源結構調整的重要戰略措施，是將中國豐富的煤炭能源轉變為較緊缺的石油資源的壹條新途徑。該項目引進美國碳氫技術公司煤液化核心技術，將儲量豐富的神華優質煤炭按照國內的常規工藝直接轉化為合格的汽油、柴油和石腦油。該項目可消化原煤1500萬噸，形成新的產業鏈，效益比直接賣原煤可提高20倍。其副屬品將延伸至硫磺、尿素、聚乙烯、石蠟、煤氣等下遊產品。這項工程的壹大特點是裝置規模大型化，包括煤液化、天然氣制氫、煤制氫、空分等都是世界上同類裝置中最大的。預計年銷售額將達到60億元，稅後凈利潤15.7億元，11年可收回投資。
甘肅煤田地質研究所煤炭轉化中心自主研發的配煤液化試驗技術取得重大突破。由於配煤液化技術油產率高於單煤液化，據測算，采用該技術制得汽柴油的成本約1500元/噸，經濟效益和社會效益顯著。此前的煤液化只使用壹種煤進行加工，甘肅煤炭轉化中心在世界上首次采用配煤的方式，將甘肅大有和天祝兩地微量成分有差別的煤炭以6：4配比，設定溫度為440℃、時間為60秒進行反應，故稱為“配煤液化”。試驗證明，該技術可使煤轉化率達到95.89%，使油產率提高至69.66%，所使用的普通催化劑用量比單煤液化少，反應條件相對緩和。
甘肅省中部地區高硫煤配煤直接液化技術，已由甘肅煤田地質研究所完成實驗室研究，並通過專家鑒定，達到了國際先進水平。同時，騰達西北鐵合金公司與甘肅煤田地質研究所也簽署投資協議，使”煤制油”產業化邁出了實質性壹步。為給甘肅省”煤制油”產品升級換代提供資源保障，該省同甘肅煤田地質研究所就該省中部地區高硫煤進行”煤制油”產業化前期研究開發。經專家測定，產油率壹般可達到64.63％，如配煤產油率可達69.66％。該項目付諸實施後，將為甘肅省華亭、靖遠、窯街等礦區煤炭轉化和產業鏈的延伸積累寶貴的經驗。
神華集團”煤制油”直接液化工業化裝置巳正式於2004年8月底在內蒙古自治區鄂爾多斯市開工。這種把煤直接液化的”煤制油”工業化裝置在世界範圍內是首次建造。神華煤直接液化項目總建設規模為年產油品500萬噸，分二期建設，其中壹期工程建設規模為年產油品320萬噸，由三條主生產線組成，包括煤液化、煤制氫、溶劑加氫、加氫改質、催化劑制備等14套主要生產裝置。壹期工程主廠區占地面積186公頃，廠外工程占地177公頃，總投資245億元，建成投產後，每年用煤量970萬噸，可生產各種油品320萬噸，其中汽油50萬噸，柴油215萬噸，液化氣31萬噸，苯、混合二甲苯等24萬噸。為了有效地規避和降低風險，工程采取分步實施的方案，先建設壹條生產線，裝置運轉平穩後，再建設其它生產線。2007年7月建成第壹條生產線，2010年左右建成後兩條生產線。神華集團有限責任公司2003年煤炭產銷量超過1億噸，成為我國最大的煤炭生產經營企業。據稱，如果石油價格高於每桶22美元，煤液化技術將具有競爭力。
神華集團將努力發展成為壹個以煤炭為基礎，以煤、電、油（化）為主要產品的大型能源企業集團。到2010年，神華集團煤炭生產將超過2億噸；自營和控股發電裝機容量將達到2000萬千瓦；煤炭液化形成油品及煤化工產品能力達1000萬噸／年；甲醇制烯烴的生產能力達到1億噸／年。2020年，其煤炭生產將超過3億噸；電廠裝機容量達到4000萬千瓦；煤炭液化形成油品和煤化工產品能力達3000萬噸／年。
目前，煤炭直接液化世界上尚無工業化生產裝置，神華液化項目建成後，將是世界上第壹套煤直接液化的商業化示範裝置。煤炭間接液化也僅南非壹家企業擁有工業化生產裝置。美國正在建設規模為每天生產5000桶油品的煤炭間接液化示範工廠。
雲南省也將大力發展煤化工產業，並積極實施煤液化項目。雲南先鋒煤炭直接液化項目預可行性研究報告已於2004年5月通過專家評估。項目實施後，”雲南造”汽油、柴油除供應雲南本省外，還可打入省外和國際市場，同時也將使雲南成為繼內蒙古後的第二大”煤變油”省份。雲南省先鋒煤炭液化項目是我國利用國外基本成熟的煤炭直接液化技術建設的首批項目之壹。雲南煤炭變油技術將首先在先鋒礦區啟動，獲得成功經驗後在其他地方繼續推廣。即將興建的雲南煤液化廠估算總投資103億元，項目建設期預計4年，建成後年銷售額34億元，年經營成本7.9億元，年利潤13.8億元。雲南省煤炭資源較為豐富，但是石油、天然氣嚴重缺乏。先鋒褐煤是最適合直接液化的煤種。在中國煤科總院試驗的全國14種適宜直接液化的煤種中，先鋒褐煤的活性最好，惰性組分最低，轉化率最高。液化是壹個有效利用雲南大量褐煤資源的突破口，潔凈煤技術是發展的方向，符合國家的產業政策。”煤變油”將使雲南省煤炭資源優勢壹躍成為經濟優勢。壹旦”煤變油”工程能在全省推廣，全省150億噸煤就能轉化為30億噸汽油或柴油，產值將超過10萬億元。