我國(guó)新型煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及其碳排放核算

李鐵

摘要：近年來(lái)我國(guó)新型煤化工行業(yè)發(fā)展迅速，煤化工屬于典型的高碳排放行業(yè)，另一方面，我國(guó)積極致力于低碳發(fā)展。本文對(duì)我國(guó)新型煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)和呈現(xiàn)，對(duì)新型煤化工行業(yè)產(chǎn)業(yè)的碳排放量進(jìn)行了估算，并對(duì)其在2020年的潛在排放量進(jìn)行了預(yù)算，發(fā)現(xiàn)我國(guó)新型煤化工行業(yè)是一個(gè)重要的排放源，最后進(jìn)一步提出了新型煤化工行業(yè)發(fā)展的建議。

關(guān)鍵詞：新型煤化工? ?碳排放? ?溫室效應(yīng)? ?中國(guó)

我國(guó)能源稟賦的顯著特點(diǎn)為“富煤、缺油、少氣”，稀少的原油資源不能夠滿足國(guó)家較大的能源需求，因此在油氣資源等方面對(duì)他國(guó)有較強(qiáng)的依賴性。我國(guó)作為世界第二大經(jīng)濟(jì)體，需要擁有獨(dú)立的能源供給能力，才能保障國(guó)家的能源安全問(wèn)題。我國(guó)煤炭資源豐富，新型煤化工作為適合我國(guó)能源國(guó)情的新型行業(yè)，近年來(lái)發(fā)展迅速。

另一方面，當(dāng)前全球溫室效應(yīng)日漸增強(qiáng)，并引起了全世界人民的關(guān)注，節(jié)能減排已成為世界性問(wèn)題。我國(guó)是世界上最大的發(fā)展中國(guó)家，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)能源具有巨大的需求，我國(guó)目前是世界最大的能源消耗國(guó)和碳排放國(guó)[1]。作為負(fù)責(zé)任的大國(guó)，我國(guó)一直積極減少碳排放量，倡導(dǎo)綠色發(fā)展和低碳發(fā)展。而新型煤化工屬于典型的高碳排放行業(yè)，其快速發(fā)展帶來(lái)溫室氣體排放情況需要引起注意。綜上所述，對(duì)新型煤化工產(chǎn)業(yè)的碳排放核算具有重要意義，本文將對(duì)我國(guó)新型煤化工發(fā)展情況進(jìn)行總結(jié)，對(duì)新型煤化工行業(yè)目前的碳排放情況進(jìn)行定量估算并對(duì)其2020年碳排放潛力進(jìn)行定量估算，從而為我國(guó)關(guān)于新型煤化工行業(yè)的發(fā)展提供參考。

一、我國(guó)新型煤化工發(fā)展情況

（一）我國(guó)能源結(jié)構(gòu)情況概述

我國(guó)的資源稟賦顯著特點(diǎn)就是“富煤，缺油，少氣”，我國(guó)煤炭資源探明儲(chǔ)量占全球比例高達(dá)13%左右。所以，煤炭在我國(guó)家能源消耗結(jié)構(gòu)中一直占據(jù)主體地位（60%-70%左右）。而我國(guó)的原油對(duì)外依賴度已接近60%，嚴(yán)重威脅著國(guó)家能源安全。所以，煤炭資源的清潔高效利用對(duì)我們國(guó)家意義重大，新型煤化工作為戰(zhàn)略性技術(shù)儲(chǔ)備已經(jīng)成為業(yè)界共識(shí)。

（二）新型煤化工產(chǎn)品基本情況介紹

煤化工是以煤為原料，經(jīng)過(guò)加工使煤轉(zhuǎn)化為液體、氣體及固體燃料。主要包括煤的液化、氣化、干餾以及焦油加工等，下游產(chǎn)品則涵蓋幾乎覆蓋國(guó)民經(jīng)濟(jì)運(yùn)行所需要的全部化工原料及制品。

煤化工行業(yè)可分為傳統(tǒng)煤化工和新型煤化工兩類。傳統(tǒng)煤化工主要包括焦化和氮肥產(chǎn)業(yè)鏈，始于20世紀(jì)70年代，目前普遍處于產(chǎn)能過(guò)剩狀態(tài)。新型煤化工主要包括煤制天然氣、煤制油、煤制乙二醇、煤制烯烴和煤制芳烴這五大類，自“十一五”以來(lái)，在國(guó)家積極鼓勵(lì)之下，新型煤化工發(fā)展迅速，基本實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。新型煤化工技術(shù)先進(jìn)，是今后發(fā)展的重點(diǎn)和方向。

五大新型煤化工產(chǎn)品必不可缺，卻嚴(yán)重依賴進(jìn)口。成品油和天然氣是每一個(gè)人在生活中隨處可見(jiàn)的能源產(chǎn)品;烯烴、芳烴和乙二醇是重要的基礎(chǔ)有機(jī)化工原料，烯烴是石油化學(xué)工業(yè)中大量生產(chǎn)塑料、合成纖維和橡膠的主要原料，尤其是乙烯，被認(rèn)為是國(guó)家工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。芳烴是化學(xué)纖維、工程塑料和高性能塑料的關(guān)鍵材料，特別是PX（P-二甲苯），是服裝和紡織工業(yè)的主要原料。乙二醇主要用于生產(chǎn)聚酯纖維和防凍劑。中國(guó)是世界上第二大經(jīng)濟(jì)體，也是世界上最大的發(fā)展中國(guó)家，GDP增長(zhǎng)率很高，中國(guó)對(duì)油品、天然氣、烯烴、乙二醇和芳烴有著巨大的需求。

然而，中國(guó)的生產(chǎn)能力仍然不能滿足國(guó)內(nèi)對(duì)它們的消費(fèi)需求，嚴(yán)重依賴從國(guó)外進(jìn)口。我國(guó)原油對(duì)外依存度高達(dá)65%，天然氣對(duì)外依存度達(dá)33%，燃料供需缺口正在不斷擴(kuò)大，從國(guó)家的能源安全的角度來(lái)講，發(fā)展新型煤化工有其必然性。烯烴、芳烴和乙二醇是我國(guó)消耗量最大的三種基本有機(jī)化工原材料，而且需求量持續(xù)走高，對(duì)外依存度過(guò)高。其中乙二醇對(duì)外依存度達(dá)70%左右，是我國(guó)對(duì)外依存度最高的大宗化工原料;芳烴（PX）對(duì)外依存度達(dá)55%左右;烯烴對(duì)外依存度在10%左右，但是烯烴下游產(chǎn)品聚乙烯和聚丙烯的對(duì)外依存度分別高達(dá)40%和20%左右。

（三）我國(guó)新型煤化工產(chǎn)能統(tǒng)計(jì)

我國(guó)煤炭行業(yè)發(fā)展煤化工始于20世紀(jì)七、八十年代，這一時(shí)期主要是建起了一批小型氣化廠和焦化廠。之后，隨著煤炭企業(yè)走強(qiáng)和政府倡導(dǎo)，傳統(tǒng)煤化工（焦化產(chǎn)業(yè)和化肥行業(yè)）得到了快速發(fā)展，如晉煤集團(tuán)成為了全國(guó)最大的化肥生產(chǎn)基地;平煤神馬是全國(guó)焦化產(chǎn)業(yè)鏈最全和重要的焦炭生產(chǎn)基地。

我國(guó)“富煤，缺油，少氣”的資源特點(diǎn)以及國(guó)家能源安全和社會(huì)穩(wěn)定的考慮，煤化工的發(fā)展是不可回避的，尤其是在高油價(jià)的情況下，新型煤化工的優(yōu)勢(shì)明顯?！笆晃濉币詠?lái)國(guó)家積極鼓勵(lì)煤制油、煤制天然氣、煤制烯烴、煤制芳烴和煤制乙二醇五大新型煤化工產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目的發(fā)展，新型煤化工得到了快速發(fā)展，現(xiàn)將我國(guó)煤化工項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)如表1所示。

（四）國(guó)家對(duì)于新型煤化工的發(fā)展規(guī)劃

國(guó)家能源局在2017年2月8日發(fā)布《煤炭深加工升級(jí)示范“十三五”規(guī)劃》。根據(jù)規(guī)劃，在“十三五”期間，我國(guó)將重點(diǎn)開(kāi)展以下五大方面內(nèi)容：第一，煤制天然氣;第二，煤制油;第三，低階煤的分質(zhì)利用;第四，煤制化學(xué)品;第五，煤炭和石油綜合利用。其中，煤制油的發(fā)展目標(biāo)：首先要積極面向國(guó)防工業(yè)的能源需求，生產(chǎn)特種油品（具備高熱值、高密度、低凝點(diǎn)等性能）;我國(guó)的環(huán)境問(wèn)題日趨嚴(yán)重，尤其是大氣污染問(wèn)題，提高油品質(zhì)量是大勢(shì)所趨，所以要生產(chǎn)超清潔綠色油品，努力提高煤制油的油品質(zhì)量，要能夠達(dá)到國(guó)五及以上的標(biāo)準(zhǔn)。煤制天然氣的發(fā)展目標(biāo)：主要是協(xié)同保障天然氣的供給安全，重點(diǎn)解決富煤地區(qū)能源長(zhǎng)距離運(yùn)輸問(wèn)題，如新疆地區(qū)煤炭資源非常豐富，但是新疆地區(qū)人口稀少且工業(yè)欠發(fā)達(dá)，煤炭需求量低，新疆地區(qū)煤炭運(yùn)輸?shù)綎|部的成本較高，煤制氣則是一個(gè)很好的解決辦法;還有就是為霧霾治理的重點(diǎn)地區(qū)提供清潔的燃?xì)?，替代劣質(zhì)煤、散煤等燃料。從產(chǎn)能上講，預(yù)計(jì)到2020年我國(guó)煤制油產(chǎn)能將達(dá)到1300萬(wàn)噸/年;煤制天然氣為170億立方米/年。

國(guó)家發(fā)展改革委在2017年3月22日發(fā)布《現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展布局方案》。根據(jù)方案，我國(guó)將布局四大現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)示范區(qū)，具體包括：內(nèi)蒙鄂爾多斯、寧夏寧東、陜西榆林和新疆準(zhǔn)東，新型煤化工產(chǎn)業(yè)將沿著產(chǎn)業(yè)園區(qū)化、裝置大型化、產(chǎn)品多元化的道路揚(yáng)帆起航。[2]

二、我國(guó)對(duì)于碳減排做出的承諾

作為一個(gè)負(fù)責(zé)任的大國(guó)，中國(guó)一直積極推進(jìn)低碳發(fā)展，勇于承擔(dān)碳減排的責(zé)任。2009年12月，哥本哈根氣候變化大會(huì)上，中國(guó)向世界做出了負(fù)責(zé)任的承諾：到2020年我國(guó)單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40%-45%。

2015年12月，各國(guó)達(dá)成《巴黎協(xié)定》，中國(guó)做出了鄭重承諾，第一條，我國(guó)二氧化碳排放強(qiáng)度到2030年要比2005年下降60%-65%;第二條，非化石能源在總能源中的比例到2030年要提高到約20%;第三條，中國(guó)CO2排放量要在2030年左右達(dá)到峰值;第四條，中國(guó)森林蓄積量到2030年比2005年要增加45億立方米。[3]

在我國(guó)，二氧化碳的排放主要來(lái)自于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，其中煤炭行業(yè)是重點(diǎn)的排放源，促進(jìn)煤炭下游行業(yè)低碳發(fā)展和清潔生產(chǎn)非常重要。其中，新型煤化工發(fā)展迅速，增長(zhǎng)過(guò)快，且屬于典型的高碳排放行業(yè)，所以新型煤化工的二氧化碳排放問(wèn)題尤其值得引起大家的注意和關(guān)心。

三、我國(guó)新型煤化工碳排放核算

（一）新型煤化工的二氧化碳排放因子

煤化工行業(yè)屬于典型的高CO2排放行業(yè)。從煤和原油的元素組成比例來(lái)看，煤的氫/碳原子比一般在在0.2～1.0之間，而石油的氫/碳原子比一般高達(dá)達(dá)1.6～2.0，以煤替代原油來(lái)生產(chǎn)石油化工產(chǎn)品的過(guò)程中伴隨著氫/碳原子比的變化，將不可避免地排放大量的CO2。所以，生產(chǎn)相同的一噸化學(xué)產(chǎn)品，以煤炭為原料所產(chǎn)生的二氧化碳要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于以石油為原料所產(chǎn)生的二氧化碳。所以，隨著新型煤化工行業(yè)的飛速發(fā)展，很可能會(huì)帶來(lái)大量的二氧化碳排放。

新型煤化工的二氧化碳排放因子是指每生產(chǎn)一單位的化學(xué)產(chǎn)品所帶來(lái)的二氧化碳排放量，其單位為：噸（二氧化碳）/噸或千立方米（產(chǎn)品）。經(jīng)查閱相關(guān)文獻(xiàn)，獲取了五大新型煤化工產(chǎn)品的二氧化碳排放因子，將其總結(jié)于表2中。從表2可以得知每生產(chǎn)1噸或km3新型煤化工產(chǎn)品將附帶排放5-11.3噸二氧化碳。

（二）新型煤化工的碳排放量計(jì)算

本小節(jié)將根據(jù)上述數(shù)據(jù)對(duì)我國(guó)2016年新型煤化工行業(yè)的二氧化碳排放量進(jìn)行估算。由表1可知各類新型煤化工的產(chǎn)能情況，由表2可知每類新型煤化工產(chǎn)品的排放因子大小。新型煤化工產(chǎn)品開(kāi)工率一般較高，在本文里假設(shè)開(kāi)工率為60%、80%、100%三種情景，估算2016年我國(guó)新型煤化工行業(yè)的二氧化碳排放情況，計(jì)算結(jié)果如表3所示。由表3可知，2016年我國(guó)新型煤化工行業(yè)的二氧化碳排放量估計(jì)處于7941—13236萬(wàn)噸。

（三）新型煤化工的碳排放潛力估算

本小節(jié)將根據(jù)上述數(shù)據(jù)對(duì)我國(guó)2020年新型煤化工行業(yè)的二氧化碳排放潛力進(jìn)行估算。由表1可知各類新型煤化工的在建產(chǎn)能情況，考慮到新型煤化工的建設(shè)周期一般是3-5年，故認(rèn)為在建產(chǎn)能將于2020年投產(chǎn)。結(jié)合表2可排放因子將相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)于表4中，由表4可知，2020年我國(guó)新型煤化工行業(yè)的二氧化碳排放潛力估計(jì)處于26241—43735萬(wàn)噸之間。新型煤化工行業(yè)的二氧化碳排放量具有很大的增長(zhǎng)潛力，需要引起注意。

四、總結(jié)及展望

近年來(lái)我國(guó)新型煤化工發(fā)展迅速，這主要基于我國(guó)的基本能源條件特點(diǎn)，與此同時(shí)，我國(guó)致力于低碳發(fā)展，積極減少碳排放。經(jīng)核算，2016年我國(guó)新型煤化工行業(yè)的碳排放大約為7941—13236萬(wàn)噸之間，2020年我國(guó)新型煤化工行業(yè)的二氧化碳排放潛力估計(jì)處于26241—43735萬(wàn)噸之間。這已經(jīng)是相當(dāng)大的碳排放量，相當(dāng)于某些國(guó)家的整體碳排放量，如，越南在2014年排放了約19500 萬(wàn)噸，澳大利亞在2014年排放了約38200萬(wàn)噸[6]。

新型煤化工行業(yè)的健康合理發(fā)展以及其綠色低碳發(fā)展需要引起大家的關(guān)注。第一，應(yīng)加強(qiáng)新型煤化工企業(yè)的審批和監(jiān)管、加強(qiáng)集約化和規(guī)模化管理，對(duì)沿用陳舊和落后設(shè)備的高污染高能耗項(xiàng)目應(yīng)堅(jiān)決整改乃至關(guān)停，注重新型煤化工基地的統(tǒng)一協(xié)調(diào)建設(shè)和規(guī)劃;第二，需要特別重視二氧化碳的減排和循環(huán)利用新技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用， 以有效利用煤炭資源、促進(jìn)綠色低碳發(fā)展。[7]第三，加強(qiáng)新型煤化工和石化、冶金等產(chǎn)業(yè)的鏈接，促成多產(chǎn)業(yè)間的共生路線，可以實(shí)現(xiàn)煤的高效利用，提高煤炭資源利用率，降低碳排放。[8]

參考文獻(xiàn)：

[1]武娟妮，張?jiān)懒幔飦喚?新型煤化工的生命周期碳排放趨勢(shì)分析[J].中國(guó)工程科學(xué)，2015，（09）：69-74.

[2]韓紅梅.我國(guó)煤炭深加工產(chǎn)業(yè)政策解析[J].煤炭加工與綜合利用，2017，（12）：5-9.

[3]相晨曦.能源“不可能三角”中的權(quán)衡抉擇[J].價(jià)格理論與實(shí)踐，2018，（04）.

[4]賈亮，曲風(fēng)臣.煤炭深加工示范項(xiàng)目二氧化碳等污染物排放指標(biāo)研究[J].化學(xué)工業(yè)，2014，（07）：13-17+2

[5]朱威娜，王欣，項(xiàng)鐵麗.碳排放稅對(duì)煤化工行業(yè)的潛在影響分析[A].中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì).2014中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)（第三章）[C].中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)：中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)，2014：3.

[6]Li G，Chen D，Yang J， et al.Impacts of the coming emission trading scheme on Chinas coal-to-materials industry in 2020[J].Applied Energy，2017，195.

[7]葛志穎.CO2減排與煤化工基地項(xiàng)目規(guī)劃的調(diào)整——煤化工技術(shù)的集成、互補(bǔ)與選擇[J].化肥設(shè)計(jì)，2010，（01）：13-16.

[8]金涌，周禹成，胡山鷹.低碳理念指導(dǎo)的煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展探討[J].化工學(xué)報(bào)，2012，（01）：3-8.

（作者單位：香河縣第一中學(xué)）