現(xiàn)代煤化工,是以煤炭為主要原料、以生產(chǎn)清潔能源和化工產(chǎn)品為主要目標(biāo)的現(xiàn)代化煤炭加工轉(zhuǎn)化產(chǎn)業(yè)。
近年來(lái),我國(guó)現(xiàn)代煤化工行業(yè)穩(wěn)步發(fā)展,煤制油、煤制烯烴及其衍生物、煤制天然氣、煤制二甲醚、煤制乙二醇等一批煤基化學(xué)品和燃料的示范項(xiàng)目陸續(xù)建設(shè)和投產(chǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì),截至“十三五”末,已建成8套煤制油、4套煤制天然氣、32套煤(甲醇)制烯烴、24套煤制乙二醇示范及產(chǎn)業(yè)化推廣項(xiàng)目。已形成以三西(蒙西、陜西、山西)和寧夏為核心,以新疆青海為補(bǔ)充,以東部沿海為外延的產(chǎn)業(yè)格局,內(nèi)蒙古鄂爾多斯煤化工基地、寧夏寧東能源化工基地、陜西榆橫煤化工基地以及新疆的準(zhǔn)東、伊犁、吐哈、和豐等煤化工基地已初具規(guī)模。
我國(guó)提出二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值,努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo),隨著這一愿景的實(shí)施,能源領(lǐng)域?qū)⒂瓉?lái)一次根本性調(diào)整,現(xiàn)代煤化工行業(yè)是排放大戶,如何加快減碳已成當(dāng)務(wù)之急。利用煤化工生產(chǎn)替代石油化工生產(chǎn)的化工產(chǎn)品,需要對(duì)H/C原子比進(jìn)行調(diào)整,煤炭的H/C原子比為0.2-1.0,而石油的H/C原子比為1.6-2.0,因此煤氣化制甲醇和烯烴、煤液化以及煤間接液化過(guò)程中都會(huì)有大量的碳以二氧化碳的形式產(chǎn)生。據(jù)統(tǒng)計(jì),2019年底,我國(guó)現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)的原料煤轉(zhuǎn)化量約1.55億噸標(biāo)煤,約占煤炭消費(fèi)量的5.6%。出于自身結(jié)構(gòu)及反應(yīng)過(guò)程,1噸煤排放2-3噸以上二氧化碳,從原理上來(lái)講這個(gè)排放不可避免,未來(lái)數(shù)億噸的二氧化碳排放問(wèn)題將成為產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展最大的約束之一。
值得注意的是,現(xiàn)代煤化工碳排放具有濃度高、排放集中優(yōu)勢(shì)。一是煤化工生產(chǎn)中的二氧化碳排放主要是能源使用過(guò)程中燃燒排放以及生產(chǎn)過(guò)程中的工藝排放兩種。燃燒排放主要在加熱爐、自備電廠等燃料氣、煤燃燒排放,排放的濃度相對(duì)較低。生產(chǎn)過(guò)程中的工藝排放主要來(lái)自氣凈化環(huán)節(jié),排放濃度比較高,二氧化碳的體積能夠達(dá)到65%-95%。二是二氧化碳的排放量分布比較集中,并且單個(gè)排放源的排放量比較大。大型煤化工裝置的二氧化碳排放量達(dá)到百萬(wàn)噸以上,而生產(chǎn)過(guò)程排放的二氧化碳量在整個(gè)裝置的二氧化碳排放量中所占的比例在55%以上,排放源比較集中,使得工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中排放的二氧化碳能夠得到富集。因此,對(duì)二氧化碳進(jìn)行提純的投入相對(duì)較少,操作相對(duì)簡(jiǎn)單。
在碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)下,筆者認(rèn)為,現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)減碳應(yīng)從以下三個(gè)方面著手:
一是大力發(fā)展二氧化碳捕集、利用與封存技術(shù)推動(dòng)減排,利用煤基能源化工過(guò)程中副產(chǎn)二氧化碳高濃度優(yōu)勢(shì),積極探索CCUS技術(shù),超前部署高效CCS以及二氧化碳驅(qū)油等CCUS技術(shù)的前沿性研發(fā)。積極擴(kuò)展二氧化碳資源化利用途徑與領(lǐng)域,將二氧化碳作為資源加以產(chǎn)業(yè)化利用,推動(dòng)資源化利用二氧化碳生產(chǎn)高附加值烯烴、甲醇等化工產(chǎn)品。
二是通過(guò)現(xiàn)代煤化工和石油化工、可再生能源生產(chǎn)工藝融合減少碳排放。重點(diǎn)研究煤轉(zhuǎn)化、油煤氣耦合制燃料和大宗化學(xué)品的新路線,推動(dòng)煤化工和石油化工融合發(fā)展。利用現(xiàn)代煤化工基地優(yōu)勢(shì)的可再生能源,如太陽(yáng)能資源、高溫核能等制取的低碳?xì)洌詈厦夯ぃ糠痔娲褐苹覛洌瑢⒋蠓鶞p少二氧化碳排放。
三是從政策層面來(lái)講,應(yīng)盡快制定煤化工行業(yè)達(dá)峰目標(biāo)并制定達(dá)峰行動(dòng)方案,從政策層面倒逼和引導(dǎo)現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)低碳轉(zhuǎn)型;應(yīng)加嚴(yán)管控,針對(duì)行業(yè)出臺(tái)更詳細(xì)的碳盤查、碳核算指南,適時(shí)積極參與全國(guó)碳交易市場(chǎng)。(作者:中國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院 霍婧 趙衛(wèi)東)
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