燒堿行業碳排放現狀分析及企業碳排放管理

徐家棟，洪 燕，魏曉琴

（1.臺州市污染防治工程技術中心，浙江 臺州 318000；2.臺州市生態環境局椒江分局，浙江 臺州 318000）

燒堿是化學實驗室其中一種必備的化學品，在當前的化工行業中應用也比較常見。燒堿學名為氫氧化鈉（NaOH），純品是無色透明的晶體，密度2.130 g/cm3，熔點318.4 ℃，沸點1 390 ℃，呈現塊狀，片狀，粒狀和棒狀等。燒堿行業普遍指的是在生產中需要使用到燒堿的行業，比如造紙工業、染料、石油精制、棉織品整理、食品加工、木材加工、人造絲、制鋁等等，其在生產過程中會產生較大的碳排放，對自然環境的污染較大，如今綠色發展理念深入人心，燒堿行業也需要加強對其碳排放的管理，實現現代社會的健康、穩定以及可持續發展[1]。

1 燒堿行業碳排放現狀

1.1 碳排放的危害

據相關研究表明，近幾年全球氣候變暖、溫室效應增強、極端惡劣天氣的出現等等都與碳排放有關，而且近些年我國社會發展速度加快，各行業領域的發展活力較足，碳排放總量也在逐年增加當中，其導致大氣環境受到影響，出現臺風、暴雨、干旱等嚴重的自然災害。如今全球經濟的發展速度越來越快，全球氣溫變暖的趨勢加劇，南、北極冰雪融化趨勢越來越強，海平面上升速度逐年加快，兩極環境發展惡劣，全球生態也受到嚴峻影響，生物多樣性不斷下降，破壞了人與自然的和諧[2]。同時，碳排放對大氣污染較為嚴峻，空氣質量不斷變差，霧霾天氣增多，人們的健康狀況堪憂。

1.2 碳排放節能潛力分析

隨著低碳發展理念的全球普及，我國工業部門也開始加強了對低碳發展的研究，并按照以下三個階段來分析中長期能耗和碳排放水平。一是基礎節能情景，簡稱其為低約束情境，工業部門節能減排和發展目標需要按照已存在的國家規劃為參考，確保工業產業格局能夠相對穩定；二是推薦發展情景，其簡稱為中約束情景，工業部門產業發展目標參考國家相關規劃，節能減排目標稍高于國家目標，同時還應該大力發展服務業等第三產業，適當降低工業占比，從根源上降低碳排放；三是強化低碳情景，其簡稱為高約束情景，主要目標就是轉變工業發展方式，通過對工業內部產業結構進行優化來有效控制高能耗行業的盲目發展，并推動低耗能、低排放的產業，在滿足國內需求的基礎上大力降低高能耗產業。在此背景下，我國工業部從2010～2050年國內燒堿行業不同情景單耗分析，預測燒堿行業2010～2050年不同情景單耗的主要控制目標。由此可見，隨時間序列增加而下降，單耗目標值在低約束、中約束和高約束情景下也會逐漸減小[3]。

在節能減碳中，重點技術的推廣應用至關重要，在燒堿行業的發展中，其常見技術有膜極距膜電解技術、超聲波防垢除垢技術、燒堿蒸發過程、優化控制技術、三效逆流降膜蒸發技術和使用氯氣壓縮機替代納氏泵，在中約束情境下，上述各項技術的普及程度也有較大差異。從中可以看出，相關重點基礎的節能效果極為突出，其中以超聲波防垢除垢技術的節能效果最好，其節能數值為70.4 kg標準煤/t 堿的節能技術指標，除此以外使用透平氯氣壓縮機替代納氏泵在未來的發展中也逐漸普及，其他各項技術也將按照燒堿行業的是發展需求進一步提高其普及率，并在節能減碳中發揮著重要的作用。

1.3 A企業碳排放情況分析

A企業燒堿邊界內碳排源有天然氣燃燒直接產生的碳和外購電力、蒸汽產生的間接排放。其中天然氣主要為該公司兩臺氫氣鍋爐點火或氫氣不足時補充用，占比不到該公司碳排放量的1%。該公司電力和蒸汽用量與碳排放量有密切的關系。該企業將產能由10萬 t/a增加到18萬 t/a，電解單元槽至864臺，電解槽全部改為膜極距電解槽，并在不同階段實施換膜，2013年4～5月換膜一次，2017年電解槽換膜一次。其各年的產量和碳排放量與燒堿產能、產量與碳排放量關系較大。該公司的碳排放總量與產量呈線性關系，產量越高，碳排放量越大。按全國電網平均排放因子0.6 101 t CO2/MW·h，舊膜增加300 kW·h/t 堿計算，碳排放量增加183 kg CO2/t 堿。通過對氫氣的合理利用，大大降低蒸汽購入，可減少碳排放量接近30，000 t CO2/a。

2 企業碳排放管理措施

2.1 建立相關的管理體系和制度

燒堿企業的耗能情況與其實際經營方式、特點息息相關，因此企業方便必要結合自身的生產管理實際情況制定符合企業實際的能源管理體系，通過相關的管理體系以及制度保障落實企業的碳排放管理工作，起到約束企業上下工作行為的作用，保障企業上下在實際生產中能夠最大程度上落實碳排放管理工作。

2.2 加強對本行業的新工藝、新技術、新設備的應用

在企業的碳排放管理中，其一般會采用技術節能以及科技創新的方式來減少碳排放，尤其是對燒堿行業來說，相關技術的應用至關重要，企業應該加強資金投入，加強對本行業的新工藝、新技術、新設備的應用，在工藝上應該結合新技術的特點優化其流程，技術應用則是包括先進技術膜極距離子膜電解技術、超聲波防垢除垢技術、燒堿蒸發的過程優化控制技術、使用氯氣壓縮機代替納氏泵技術、三效逆流降膜蒸發等技術的推廣應用來降低企業的碳排放。在設備上則需要及時進行更新換代，淘汰老舊設備，不僅可以提高生產質量，也能夠起到節能減碳的作用。

2.3 合理利用企業余熱余能資源，降低碳排放量

在燒堿企業的生產過程中，可以通過電解余熱、蒸發余熱、富余氫氣燃燒產生蒸汽、鹽酸合成爐副產蒸汽等資源來降低蒸汽購入成本，還能夠起到減碳的作用。再者，加強對清潔能源的使用，目前我國對清潔能源的研發力度不斷深入，比如氫氣的使用，因此企業方面可以結合自身生產的實際逐步減少鍋爐的用氣量，加強對氫氣等清潔能源的使用。

2.4 制定監測計劃，完善計量器具，不斷提高能源管理水平

通過制定合適的監測計劃，加大能源管理手段，完善計量器具，將公司的碳排放水平與行業對標對效，嚴格按照國家的標準要求進行節能減碳，從而不斷提高企業的能源管理水平。

3 結論

綜上所述，目前我國工業化程度水平不斷提高，燒堿行業作為國家主要的高耗能產業，其碳排放的嚴峻問題已經嚴重影響到社會經濟的良性發展，因此有必要加強對燒堿行業碳排放問題的分析，從中積累一些碳排放管理經驗，督促該行業在碳排放管理上可以有所作為，同時還需要加強企業的碳排放管理工作，結合企業的實際經營特點制定有效的碳排放管理方案，通過建立其新的循環經濟發展模式，不斷促進燒堿行業的節能減碳發展，提高該行業的經濟效益、社會效益與環境效益。