溫室氣體減排形勢下的石化企業發展策略

孫 俊

( 中國石化上海石油化工股份有限公司，200540)

隨著化石能源的廣泛應用，溫室氣體排放以及由此引起的氣候問題逐漸成為國際社會關注的焦點。回顧過去的100 年，地球表面平均溫度上升了0.4 ～0.8 K［1］，近十幾年來全球普遍出現的“暖冬”天氣更使我們深刻感覺到這一氣候變化的存在。世界氣象組織指出，2007 年1 月和4 月的全球地表氣溫分別比歷史同期平均值高出1.89 K 和1.37 K，超過了1998 年的最高水平，為1880 年有記錄以來的同期最高值。

雖然學術界對于導致全球氣候變暖的原因仍存在一些爭論，研究中也仍然存在著許多不確定因素，但人類活動對生態和氣候的影響，特別是石油化工企業的不斷擴張，已然成為環保人士攻擊的主要對象。

1 溫室氣體的減排背景

溫室氣體(greenhouse gas，GHG)是指大氣中那些吸收和重新放出紅外輻射的自然的和人為的氣態成分。目前可知的溫室氣體以二氧化碳(CO2)為主，同時包括甲烷(CH4)、氧化亞氮(N2O)、氫氟碳(HFC)、全氟碳(PFC)、六氟化硫(SF6)等。

工業革命以來，由于人類活動的增強(如化石燃料的大量使用、土地利用與土地覆蓋的改變、水泥生產等)，導致全球大氣溫室氣體濃度大幅升高。以CO2為例，自1751 年第一次工業革命以來，全球累積排放了1.16 Tt CO2(截止2004年)［2］。工業化革命前大氣中的CO2體積分數為0.028%，到2005 年CO2體積分數已經達到0.038%，遠遠超過了過去65 萬年來自然因素引起的變化范圍［3］。

一系列的研究顯示，溫度上升2 K 的數值是人類生活不受氣候變化干擾的上限，如果該數值在3 K 以上，將出現災難性后果(視不同地區而異)。大氣平均溫升與大氣層溫室氣體體積分數緊密相關，大致體積分數為0.055%的溫室氣體(以CO2計)或者體積分數約0.045% ～0.050%的CO2對應2 K 的溫升［4］。

2 國際、國內溫室氣體減排政策

全球氣候變暖問題受到越來越多的關注和重視，國際、國內有關部門陸續出臺政策試圖減少溫室氣體的排放。1990 年，政府間氣候變化專門委員會(IPCC)發布了第一次全球氣候評估報告，首次明確了“人類活動是引起大氣中溫室氣體排放增加，并進而引起全球氣候變暖的主要原因”這一基本認識，并進一步指出氣候變化很可能對人類健康、陸地和水生生態系統、社會經濟系統(包括農業、林業、漁業和水資源)等造成不利影響。特別是對那些生態環境已經被破壞或污染的發展中國家、經濟欠發達國家、沿海地區的人群，這一趨勢將使他們更容易遭受風暴潮、洪水泛濫、土壤侵蝕等災害，進而威脅整個文明社會。因此，控制并減少溫室氣體排放是應對全球氣候變化的首要和核心任務。

2.1 國際減排政策

1992 年6 月，在巴西里約熱內盧舉行的聯合國環境與發展大會期間，154 個國家簽署了《聯合國氣候變化框架公約》(UNFCCC，簡稱《公約》)。基于“共同但有區別”的歷史責任原則，首次確立了工業化國家、發達國家及發展中國家在全球溫室氣體減排中各自的責任和義務，把“將大氣中溫室氣體的濃度穩定在防止氣候系統受到危險的人為干擾的水平上”作為最終目標。目前已有192 個國家批準了《公約》，這些國家被稱為《公約》締約方。《公約》于1994 年3 月生效，奠定了應對氣候變化國際合作的法律，是具有權威性、普遍性、全面性的國際框架。

自1995 年以來，《公約》締約方大會每年召開一次，最近一次是2012 年11 月26 日至12 月8日在多哈舉行的第18 次締約方會議暨《京都議定書》第8 次締約方會議。會議通過了《京都議定書》第二承諾期修正案，為相關發達國家和經濟轉軌國家設定了2013 年1 月1 日至2020 年12月31 日的溫室氣體量化減排指標。會議要求發達國家繼續增加出資規模，幫助發展中國家提高應對氣候變化的能力。

2.2 國內減排政策

中國在應對氣候變化方面的立場和做法是一貫的、明確的，作為人口眾多的發展中大國，主動承擔了“共同但有區別”的溫室氣體減排責任。為了應對氣候變化，中國一方面積極參與國際氣候談判，另一方面又提出自愿性的節能減排目標，即到2020 年單位GDP 的CO2排放量比2005 年下降40% ～45%;非化石能源占一次能源消費的比重達到15%;森林面積比2005 年增加4.0 ×107hm2，森林蓄積量比2005 年增加1.3×109m3［5］。

此外，中國政府在立法和制定中長期發展規劃等方面予以特別的關注。近10 多年來，中國政府陸續出臺了一系列應對氣候變化方面的法律法規和政策文件，詳見表1。

表1 中國主要溫室氣體減排政策、法規

3 石油化工企業溫室氣體排放情況

據美國能源部下屬的能源情報署統計，2012年全球石油消耗量約8.905 ×107桶/d。如此多的石油消耗量，必定會排放大量的溫室氣體。按照國際慣例并結合行業特點，石油化工企業溫室氣體排放分為直接排放和能源間接排放兩大類。直接排放包括化石燃料燃燒排放、生產工藝過程排放、廢棄物處理排放和逸散排放;能源間接排放包括輸入/輸出電力間接排放和輸入/輸出蒸汽間接排放。

3.1 化石燃料燃燒排放

石油化工企業化石燃料燃燒排放主要由加熱和制冷過程燃料燃燒排放、熱電生產過程燃料燃燒排放和交通運輸過程燃料燃燒排放3 部分組成，排放的溫室氣體主要是CO2。

石油化工企業燃料品種繁多，既包括煤炭、天然氣等用于固定燃燒設備的常規燃料，也包括車用汽油、車用柴油等用于交通運輸工具的移動設備燃料，還包括石化企業生產過程中產生的焦炭、石油焦、液化石油氣、干氣等二次能源燃料。

3.2 生產工藝過程排放

石油化工企業過程排放視生產和工藝過程不同排放不同種類的溫室氣體。針對石化企業，最主要的過程排放源是火炬的放空，包括熱放空(即焚燒放空)和冷放空(即直接排放)，其中熱放空排放的溫室氣體主要是CO2，冷放空排放的溫室氣體主要是CH4;針對化工企業，最主要的過程排放源是火炬的放空焚燒，催化劑的燒焦，制氫工藝排放，環氧乙烷、丙烯腈、合成氨及化肥的生產過程排放等，排放的溫室氣體主要是CO2。

3.3 廢棄物處理排放

廢棄物處理排放主要由廢氣處理排放、廢水處理排放和固體廢物處置排放3 部分構成。其中:廢氣處理排放主要包括以石灰石、大理石和電石渣等固硫劑為主的脫硫設施運行過程排放和廢氣焚燒排放，排放的溫室氣體主要是CO2;廢水處理排放主要包括廢水的無氧、厭氧降解過程排放，排放的溫室氣體主要是CH4;固體廢物處置排放包括廢液焚燒過程排放、固體廢物焚燒過程排放和固體廢物填埋排放，廢液焚燒和固體廢物焚燒過程排放的溫室氣體主要是CO2，固體廢物填埋排放的溫室氣體主要是CH4。

3.4 逸散排放

逸散排放是指無組織排放，主要包括石油開采過程(包括井下作業)逸散排放、加工處理過程逸散排放、集輸過程逸散排放、儲運過程逸散排放，排放的溫室氣體主要是CH4。

3.5 能源間接排放

能源間接排放包括企業輸入/輸出電力間接排放和輸入/輸出蒸汽間接排放，排放的溫室氣體主要是CO2。

綜上所述，以某石化企業2011 年為例，石油化工企業溫室氣體排放情況見表2。

表2 某石化企業2011 年度CO2 排放量匯總

4 石化企業發展策略

面對當前國際、國內緊張的能源供應形勢和嚴峻的溫室氣體減排形勢，高能耗、高排放的石化企業已不能按照以往粗放型的方式發展。石化企業如何順應潮流，抓住機遇，是一個值得思考的戰略性問題。

4.1 積極參與政策研究，制定減排規劃和目標

借鑒國際跨國石化企業的經驗，積極參與各級政府碳減排政策的研究，主動參與、主導本行業溫室氣體減排標準的制定，全面構建負責任能源公司的社會形象，爭取低碳經濟環境下的發展主動權，為企業自身發展創造有利的政策環境和公共環境。如埃克森美孚石油公司，目前已將參與和影響經濟產業有關政策作為其溫室氣體減排、推進低碳經濟發展的重點，投入巨資支持多個公共政策研究機構開展相關方面的研究和論證。

因此，為了確保實現減排目標，石化企業必須做好減排規劃，提出明確的戰略方向、計劃進度和實現路徑，將減排與環保和節能工作密切結合。建議石油化工企業短期以提高各種能源的利用效率為主，中長期規劃在企業各個業務領域積極推動減排技術，重點按照低碳經濟的理念持續開發具有突破性的技術。

4.2 建立溫室氣體排放數據庫，完善監測體系

由于石油化工企業溫室氣體排放源廣泛并且分散，要減少溫室氣體排放，首先需要對石油化工企業工藝流程進行全面系統的分析，統計溫室氣體排放源及排放量。在此基礎上建立溫室氣體排放評估體系，對排放各環節進行評估，排查重點排放源，研究減排潛力，為溫室氣體減排提供理論依據。

對于國內多數石化企業，溫室氣體排放數據的量化工作主要存在2 個難點:一是計量儀器配備不齊全，排放源活動數據不夠準確;二是缺乏對排放源成分的分析，計算時采用缺省值，沒有客觀地反映溫室氣體組成。比如燃料的氧化率，缺省值全部是100%，而實際上固體燃料的氧化率只有90%左右，這樣就放大了實際排放量。

4.3 積極參與碳排放權交易

當前，碳排放權已成為一種金融商品，以歐洲為主的強制碳減排交易市場和以美國為典型的自愿減排市場的運作已日趨完善。作為全球溫室氣體排放量排名第2 的國家，中國減少溫室氣體排放量的潛力巨大，除了通過自身減排的手段外，還可以利用買賣碳排放權的金融途徑。相關企業可以比較兩者的成本，擇優開展減排工作，也可以同時開展2 種模式，減排成本低的企業可以通過賣出碳排放權而獲取利益。在“十二五”期間，國家將逐步建立和規范國內碳排放交易市場，目前北京、上海等地已開始試點工作，國內企業應盡早開展前期工作，為碳排放權交易做好準備。

4.4 調整產業結構

關停物耗能耗高、環境污染嚴重的小煉油、小化工裝置，加快調整產業結構，推廣一體化、園區化、節約化的聯合發展模式。對石油化工行業采取區域等量替代方式，淘汰產能1 Mt/a 以下低效落后的煉油裝置，積極引導小型裝置關停并轉。通過結構調整，發展產能10 Mt/a 級的煉化一體化基地，如中國石油天然氣股份有限公司的獨山子石化公司和蘭州石化公司，中國石油化工股份有限公司的鎮海煉化分公司、茂名分公司，中國石化上海石油化工股份有限公司等。

4.5 優化能源使用結構

石化企業應推廣使用天然氣等清潔能源，清潔能源的燃燒效率遠高于煤炭等傳統燃料，溫室氣體排放量可以大幅降低。相對于煤炭，天然氣的燃燒具有不產生灰塵和爐渣的優勢，CO2的排放量僅為燃煤的40%，氮氧化物的排放僅為燃煤的20%［6］，減排效果明顯，可有效改善環境質量。

4.6 加強節能管理，提高能源利用效率

相對而言，節能就是減排。為達到溫室氣體減排的目的，企業應該加強節能管理，運用先進節能技術，利用流程模擬軟件，提高能源利用效率，最終達到減少能源使用量的目的。重點包括:提高加熱爐效率;優化裝置工藝流程和換熱網絡;應用節能電機、水泵、風機等高效設備;能量梯級利用和余熱余壓回收;施行能效考核和激勵措施等。

4.7 溫室氣體的回收和利用

石油化工企業應該重視溫室氣體的回收和利用，根據溫室氣體各組分的排放比例，尤其要重視CO2的回收和利用。目前回收CO2常用的方法有:溶劑吸收法、變壓吸附法、有機膜分離法、催化燃燒法等。上述方法回收的CO2都是氣態，需要通過吸附精餾進一步提純凈化及精餾液化，才能進行液態儲存和運輸。吸附精餾技術是上述方法必須使用的通用技術。

回收CO2不僅可以起到減排作用，還可以作為一種生產資料，按純度不同，可以分為工業級和食品級兩類。工業級CO2可以用于油田三次采油、制冷等，食品級CO2的應用也得到迅速發展，目前已在碳酸飲料、啤酒、煙草、防腐保鮮及萃取等領域得到廣泛應用。

4.8 加強減排宣傳和培訓

要做好減排工作不能指望一個部門或者幾個專職人員，需要企業所有員工共同努力，人人參與。首先要進行意識的灌輸，讓企業員工認識到溫室氣體排放加劇的嚴重后果。通過加深認識，使員工立足自身崗位，積極主動關心減排工作;其次，減排方法的培訓也非常關鍵，不光要知道減排，更要知道如何減排。

［1］ 高峰，孫成權，曲建升.全球變化研究的新認識——IPCC 第三次氣候評價報告第一工作組概要［J］. 地球科學進展，2001，16(3):442 -445.

［2］ 張志強，曲建升，曾靜靜.溫室氣體排放評價指標及其定量分析［J］.地理學報，2008，63(7):693 -702.

［3］ IPCC.Climate change 2007:The Physical Science Basis. IPCC Secretariat，2007.

［4］ JONES C D，COX P M，HUNTINGFORD C. Impact of climate carbon cycle feedbacks on emissions scenarios to achieve stabilization ［M］//SCHELLNHUBER H J. CRAMER W，NAKICENOVIC N，et al. Avoiding dangerous climate change，Cambridge:Cambridge University Press，2006:323 -331.

［5］ 曹榮湘. 中國節能減排:征稅還是部門總量控制與交易［J］.閱江學刊，2011(6):24 -27.

［6］ 楊恩源.低碳經濟對中國天然氣行業的影響［J］.能源研究與信息，2011，27(2):63 -68.