“碳達(dá)峰·碳中和”背景下的煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展

閔楠，黃昊英(陜西煤業(yè)化工集團(tuán)有限責(zé)任公司，陜西 西安 710065)

0 引言

2020年9月22日，習(xí)主席在七十五屆聯(lián)合國大會(huì)上首次宣布中國將提高2015年簽訂的巴黎協(xié)定中承諾的國家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。2020年12月，中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議將“做好碳達(dá)峰，碳中和工作”列為2021年的重點(diǎn)任務(wù)之一，并要求抓緊制定2030年前碳排放達(dá)峰行動(dòng)方案[1]。在這樣的背景下，煤化工產(chǎn)業(yè)作為支撐國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，肩負(fù)著產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的重要責(zé)任，也是當(dāng)下需要解決的重要問題。

1 “碳達(dá)峰·碳中和”的基本概念

“碳達(dá)峰·碳中和”這一概念是習(xí)近平總書記為履行巴黎協(xié)定中國家自主貢獻(xiàn)力度而制定的適用于國內(nèi)的有力政策和措施。所謂碳達(dá)峰，是指在碳排放量在某一年度達(dá)到最高峰，包含能源活動(dòng)、工業(yè)生產(chǎn)、土地利用等多方面的二氧化碳排放，之后平穩(wěn)發(fā)展或者平穩(wěn)下降[2]。而碳中和則是在碳排放量穩(wěn)步下降的過程中，借助植樹造林或者各種現(xiàn)代化手段，如碳捕集封存、生物匯碳的方式消除碳或者控制碳的排放，最終實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)中的碳零排放。就目前碳吸收情況來看，主要來源于森林綠化。

“碳達(dá)峰·碳中和”概念中的碳不只是二氧化碳，還包含其他的溫室氣體，常見的有甲烷、氧化亞氮、氫氟氮化物等，這些溫室氣體由自然或者人類產(chǎn)生，會(huì)加重全體變暖等問題，“碳達(dá)峰·碳中和”政策的制定能夠?yàn)槠髽I(yè)發(fā)展乃至人類發(fā)展指明方向，也是推動(dòng)全人類和諧進(jìn)步的重要手段[3]。

2 煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展中面臨的主要問題

2.1 生態(tài)資源壓力

煤化工產(chǎn)業(yè)屬于六大高耗能產(chǎn)業(yè)之一，發(fā)展受環(huán)境資源約束愈發(fā)加劇，煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)劃項(xiàng)目受用水、環(huán)境、能耗、土地等要素條件約束持續(xù)增強(qiáng)[4]。資源高度富集與生態(tài)脆弱并存，資源開發(fā)與生態(tài)保護(hù)矛盾突出，并且煤化工產(chǎn)業(yè)“三廢”排放量巨大，如二氧化碳等溫室氣體及有毒有害物質(zhì)，更甚事故性外泄，將對(duì)生態(tài)環(huán)境資源造成巨大壓力。因此，現(xiàn)有建成投運(yùn)的煤化工項(xiàng)目“三廢”治理水平亟待提升，廢物資源綜合利用比例也仍需提高。

2.2 產(chǎn)能過剩壓力

煤化工產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的背景下，焦炭、電石類傳統(tǒng)煤化工已暴露出嚴(yán)重的產(chǎn)能過剩問題，并逐漸步入一個(gè)發(fā)展停滯階段。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，煤化工作為支撐國家經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)，投入了大量的人力物力進(jìn)行煤化工產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化建設(shè)和完善[5]。目前煤化工產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品仍較為單一，未能布局做好精細(xì)化分類，較為偏重產(chǎn)業(yè)鏈的上游，產(chǎn)品的附加值相對(duì)較低，且存在嚴(yán)重的同質(zhì)化現(xiàn)象，其中最具代表性的產(chǎn)能過剩表現(xiàn)為蘭炭、甲醇、烯烴等基礎(chǔ)化工原料，由原料向材料、材料向應(yīng)用等終端消費(fèi)品轉(zhuǎn)化進(jìn)展緩慢。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，目前國內(nèi)煤化工油類產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)能已經(jīng)提升至4 500萬 t，其他煤化工產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目，如天然氣、乙二醇等也呈現(xiàn)出嚴(yán)重的產(chǎn)能過剩問題，而且按照煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)劃，還有超過75%的煤化工項(xiàng)目并未有效實(shí)施，未來煤化工產(chǎn)業(yè)同步推行，將會(huì)造成更為嚴(yán)重的產(chǎn)能過剩問題，需盡快培育下游精細(xì)化工和化工新材料引領(lǐng)企業(yè)。

3 “碳達(dá)峰·碳中和”下的煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)策建議

3.1 制定減排和抵消措施

3.1.1 煤炭資源清潔化

國家于2020年5月17日在《中共中央國務(wù)院關(guān)于新時(shí)代推進(jìn)西部大開發(fā)形成新格局的指導(dǎo)意見》中明確提出“積極推進(jìn)煤炭分級(jí)分質(zhì)梯級(jí)利用，穩(wěn)步開展煤制油、煤制氣、煤制烯烴等升級(jí)示范。”就煤炭資源作為化工原料提出了明確的方向，以期實(shí)現(xiàn)資源的最大化利用。煤炭是煤化工的重要原料，而煤炭則是從煤礦中采集而來，就目前使用煤炭的情況來看，多表現(xiàn)為直接燃燒使用或者進(jìn)行簡單的加工后使用，這種煤炭使用方法已不符合當(dāng)前社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，產(chǎn)生大量的溫室氣體和有害氣體，造成嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境破壞問題，也不利于“碳達(dá)峰·碳中和”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)[6]。煤炭中含有大量的雜質(zhì)，其屬于有害物質(zhì)，煤炭原材料還會(huì)因?yàn)椴徽_的加工處理，造成可用資源的浪費(fèi)。因此合理地處理煤炭化工原材料，使其得到高度利用狀態(tài)尤為重要。

為順應(yīng)“碳達(dá)峰·碳中和”的發(fā)展趨勢(shì)，需要做好就煤化工原料的低碳處理，借助各類現(xiàn)代化技術(shù)將能源利用率提升至最高，將溫室氣體的排放降至最低。煤炭資源的低碳處理，多是將煤炭中的雜質(zhì)剔除，以獲取清潔的能源。目前煤炭資源處理的方式主要有以下三種[7]。一是借助物理或者化學(xué)等手段對(duì)煤炭進(jìn)行處理，使其轉(zhuǎn)變?yōu)榍鍧嵞茉矗顬槌Ｒ姷奶幚矸绞绞敲禾康母绅s，以獲取甲醇、甲烷等原料。國內(nèi)相關(guān)企業(yè)通過有效結(jié)合煤炭干餾技術(shù)和煤焦油加氫基礎(chǔ)，最大程度地發(fā)揮原料的利用率，實(shí)現(xiàn)了煤炭的綠色化處理。二是煤炭資源處理方式是提純，將煤炭中的各項(xiàng)物質(zhì)進(jìn)行有效分離、分類，給予“碳達(dá)峰·碳中和”的原則，碳排量較高的物質(zhì)要加以重點(diǎn)處理，如分離出來的原料容易被氧化，則需要使用固定劑進(jìn)行有效固定，需要使用的時(shí)候立即取出并使用，避免因?yàn)椴缓线m的保存引起原料污染。三是對(duì)處理完成的原料進(jìn)行有效預(yù)測(cè)，思考經(jīng)過低碳處理的原材料使用后可能對(duì)環(huán)境造成的影響，提前做好相應(yīng)的防護(hù)工作，將煤化工行業(yè)的污染降至最低[8]。

3.1.2 積極推廣碳捕集

煤化工的生產(chǎn)過程中會(huì)釋放大量的溫室氣體，二氧化碳作為其中最為重要的一種，做好碳捕集和處理工作能夠有效減少二氧化碳排放量，順利實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰·碳中和”的目標(biāo)。目前使用較多的二氧化碳捕集方法有燃燒后分離捕集、富氫燃?xì)饴肪€捕集、富氧燃燒捕集和化學(xué)循環(huán)燃燒捕集四種，其中燃燒后分離捕集最為常見，也是處理方法最簡單、最有效的手段[9]。燃燒后分離捕集中首先對(duì)煤炭原材料進(jìn)行燃燒處理，之后使用含有胺的物質(zhì)進(jìn)行有效處理，以得到更為合適的原材料。燃燒后分離捕集中針對(duì)經(jīng)過低碳處理且熔點(diǎn)低、易燃燒的原材料，可經(jīng)過處理產(chǎn)生全新的能源如一氧化碳；對(duì)于生產(chǎn)后產(chǎn)生的二氧化碳原材料，需要進(jìn)行聚集、凈化、封存，封存方法以地質(zhì)封存為主，其核心是將二氧化碳加壓灌注，放置在可以長期封存的位置，常用的封存地點(diǎn)有含鹽地層、不可開采的油田等。CCUS技術(shù)是在CCS技術(shù)上新的發(fā)展趨勢(shì)，其捕獲二氧化碳并充分提純，再次投入生產(chǎn)過程使用，而非簡單的封存。這種做法與傳統(tǒng)碳捕獲技術(shù)進(jìn)行比較，其更容易產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，且現(xiàn)實(shí)操作性較強(qiáng)，目前關(guān)于二氧化碳資源的再次利用方法有合成高純度一氧化碳、用于化肥生產(chǎn)、制作飲料添加劑與滅火器、培養(yǎng)海藻等，應(yīng)用前景廣袤。

3.1.3 煤化工技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展

煤化工的技術(shù)進(jìn)步，既可實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗減排的目的，又能騰挪環(huán)境容量空間，發(fā)展新技術(shù)新產(chǎn)業(yè)。技術(shù)的有效革新必然會(huì)帶來生產(chǎn)力的提升，必然要在低碳技術(shù)上做好創(chuàng)新，以最先進(jìn)的技術(shù)來帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)發(fā)展[10]。在現(xiàn)有煤化工生產(chǎn)中，乙烯、乙炔等基礎(chǔ)原料應(yīng)用廣泛，當(dāng)前的生產(chǎn)工藝及獲取方法已較為成熟，但能源消耗總量依然較高，對(duì)資源環(huán)境造成的壓力依然較為嚴(yán)重。如對(duì)于催化劑的選擇和對(duì)于不飽和烯烴、炔烴的來源進(jìn)行改良，尋找更高效的催化劑，即可實(shí)現(xiàn)改變反應(yīng)條件，降低能耗和減少排放[11]。要充分結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，針對(duì)煤化工產(chǎn)業(yè)全過程進(jìn)行整體性優(yōu)化完善，力爭生產(chǎn)工藝技術(shù)突破性創(chuàng)新。

3.2 定期核算溫室氣體排放量和減排量

煤化工產(chǎn)業(yè)的溫室氣體排放量和減排量的定期核算有利于發(fā)揮督導(dǎo)作用，推行“碳達(dá)峰·碳中和”這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，在具體測(cè)定過程中可以根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)《組織層級(jí)溫室氣體排放和移除的量化報(bào)告規(guī)范指南》[12]。這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的制作單位有聯(lián)合國氣候變化框架條約UNFCCC下屬技術(shù)委員會(huì)IPCC和ISO組織，也是目前國際上公認(rèn)的溫室氣體測(cè)量和監(jiān)控工具。

該項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)中將溫室氣體的排放源分為六大類：企業(yè)直接排放、輸入能源后間接排放、運(yùn)輸過程中間接排放、使用產(chǎn)品期間的排放、使用產(chǎn)品相關(guān)內(nèi)容的間接排放以及其他來源的間接排放等，煤化工企業(yè)可以根據(jù)以上內(nèi)容進(jìn)行處理分類和測(cè)定，以充分發(fā)揮溫室氣體排放量和減排量測(cè)定的作用。

除此之外還可以依據(jù)ISO14067:2018《產(chǎn)品碳足跡－溫室氣體量化的要求和指南》中的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行溫室氣體排放量和減排量測(cè)定，其以企業(yè)產(chǎn)品的整個(gè)供應(yīng)鏈作為基線，對(duì)產(chǎn)品生命周期各個(gè)階段的溫室氣體排放量進(jìn)行測(cè)定，主要環(huán)節(jié)有采礦、原料加工、運(yùn)輸、產(chǎn)品制作、交付使用以及廢氣處理等，系統(tǒng)且全面地反映了煤化工企業(yè)減排情況，有利于相關(guān)人員細(xì)化“碳達(dá)峰·碳中和”目標(biāo)至各個(gè)環(huán)節(jié)，確定企業(yè)內(nèi)部的管理制度。

4 結(jié)語

綜上所述，“碳達(dá)峰·碳中和”政策立足于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步發(fā)展，更是全人類進(jìn)步的關(guān)鍵，煤化工產(chǎn)業(yè)作為支撐國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè)之一，相關(guān)龍頭企業(yè)應(yīng)當(dāng)積極響應(yīng)、引領(lǐng)發(fā)展，立足實(shí)際做好“碳達(dá)峰·碳中和”規(guī)劃工作；順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的趨勢(shì)，為“碳達(dá)峰·碳中和”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)貢獻(xiàn)力量。