中國氯堿行業碳排放現狀及碳減排實施路徑

張文雷

（中國氯堿工業協會理事長）

2020年9月，習近平總書記在第七十五屆聯合國大會上明確提出，中國二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和。目標的提出，既是中國履行大國責任、推動構建人類命運共同體的重大歷史擔當，也是中國進一步加快形成綠色發展方式和生活方式，大力建設生態文明和美麗中國的新征程的重要標志和最新舉措。目前，國家層面陸續出臺了多項重要文件，中央各部委和地方政府都在積極進行目標制定和政策部署。

為堅決貫徹國家關于實現碳達峰、碳中和的政策要求，氯堿行業已經開展了相關產業政策、碳排放現狀、行業發展趨勢和熱點等重大問題的研究，以碳達峰、碳中和目標為契機，通過加快調整產業結構、推動科技創新、不斷提升能效和增加清潔能源使用等切實有效的措施，加快行業綠色低碳轉型和高質量發展，力爭盡早實現碳達峰，為國家總體實現碳達峰目標和碳中和愿景做出積極貢獻。

1 中國氯堿行業碳排放現狀

目前中國工業碳排放量為基于能耗計算的方法，氯堿行業無明顯直接碳排放，間接碳排放主要集中在電和蒸汽等能源消耗。2020年，中國氯堿行業能源和資源消耗繼續降低，資源綜合利用和環保水平不斷提高，主要產品燒堿和聚氯乙烯間接碳排放總量約占石油和化工行業二氧化碳排放量的3%。

1.1 中國氯堿行業以間接碳排放為主

在不考慮原鹽、電石和乙烯等原料的情況下，中國以燒堿和聚氯乙烯為主要產品的傳統氯堿行業碳排放主要集中在電和蒸汽等能源方面消耗，電的使用貫穿氯堿行業整個生產工藝。其中，電解工序電消耗造成的間接碳排放占主導地位，聚氯乙烯聚合和氯乙烯合成單元耗電也較為明顯。除電外，蒸汽也是主要能耗之一，蒸汽主要消耗在化鹽水加熱、鹽水升溫、蒸發濃縮、鹽酸常規解吸、聚氯乙烯工序熱水升溫、漿料中氯乙烯汽提以及PVC干燥等環節。

1.2 燒堿產品節能減碳顯著

近年來，中國燒堿生產技術和裝備不斷取得新的進步，能源和資源消耗持續降低，資源綜合利用不斷提高。目前燒堿生產全部采用離子膜法電解工藝和裝備，最先進的、電耗較低的膜極距（零極距）離子膜電解槽在中國應用比例很高，處于世界一流水平。

“十一五”“十二五”“十三五”期間，氯堿行業按照國家的要求和部署，通過產業結構調整和深入實施節能減排升級改造，燒堿單位產品綜合能耗持續下降。2020年全國30%燒堿電解單元交流電耗為2 253 kW·h/t，比2015年下降36 kW·h/t，比2010年下降87 kW·h/t，比2005年下降164 kW·h/t。以2005年為基準年，2006—2020年，30%燒堿電解單元交流電耗降低累計減少用電114.7億kW·h；通過逐步淘汰隔膜法燒堿裝置，累計節約蒸汽718萬t，節能減碳效果顯著。

目前行業已經解決了“卡脖子”關鍵技術，實現了離子膜國產化。國產化離子膜研發持續推進，性能穩步提升，應用不斷擴大，已有六十余家生產企業應用，為行業產業安全和實現國內生產裝備升級改造奠定了基礎。行業綠色低碳工藝技術裝備的推廣應用，有利于穩定燒堿產業鏈健康運行，對提升產業鏈節能減碳水平提供重要支撐。

1.3 不同工藝路線聚氯乙烯產品加大節能減碳力度

國內聚氯乙烯根據生產過程中原料來源和生產工藝路線的不同，主要分為電石法聚氯乙烯和乙烯法聚氯乙烯兩種。西部地區以煤炭為初級原料的電石法聚氯乙烯生產工藝，依托煤炭資源豐富的優勢，在新疆、內蒙古、陜西、寧夏等地區逐漸形成了一批大型化、一體化“煤電鹽化”的產業集群，在中國氯堿行業整體布局中的地位十分重要。

同時，近年來美國以頁巖氣為原料制取乙烯的裝置和中東地區大量擴產以天然氣為原料的乙烯裝置逐步增多，傳統石腦油裂解制乙烯、西部煤制烯烴和沿海甲醇制烯烴、進口乙烷裂解制乙烯等形成了乙烯來源多元化和供給寬松的發展趨勢，近幾年在山東、浙江、江蘇等一批大型乙烯法聚氯乙烯生產裝置相繼投產，后續還有福建、廣西等地的乙烯法聚氯乙烯項目陸續投入運行。

在行業發展過程中，中國電石法聚氯乙烯生產企業在安全環保、節能減排等方面作出了很大努力，取得了顯著的成績。乙烯法聚氯乙烯工藝是世界各國普遍應用的清潔生產工藝，生產企業也一直努力加大節能減排力度。

1.4 氯堿行業不斷提高氫氣的利用效能

工業鹽電解生產燒堿和氯氣的同時聯產氫氣。氫氣既是清潔高效能源，又是有機精細化工合成的良好還原劑。2020年國內氯堿行業副產氫氣91萬t，氯堿企業除大部分合成氯化氫進行聚氯乙烯生產外，耗氫產品主要以雙氧水、環已胺、合成氨等為主，企業副產氫氣自用率達到83%。部分氫氣通過管道、鋼瓶或用魚雷車等方式進行銷售，外售量占比14%。剩余少量氫氣排空，排空量約占3%。

近兩年，隨著國家鼓勵推行清潔能源利用，中國氯堿企業對氫氣價值轉化關注度不斷提高，山東東岳、航錦科技、鴻達興業和濱化股份等氯堿企業開始嘗試氫能領域的發展。企業圍繞氫能產業鏈布局陸續展開，逐漸培育新的利潤增長點。作為無碳、清潔、高效的能源，氫能的高效利用是實現碳達峰、碳中和的重要途徑之一。

2 中國氯堿行業實現碳減排的基本原則

（1）堅持科學發展，產能有進有退。推動燒堿和聚氯乙烯產品嚴格實行產能等量置換，統籌好發展和減排、增量和存量的關系，準確把握并科學發揮電解工藝處置工業廢鹽和“堿、氯、氫”三種聯產品的基礎化工原材料重要作用，為促進產業間協同發展、資源綜合利用和綠色低碳做出積極貢獻。

（2）堅持對標先進，實現降耗減碳。堅持與國際先進對標和國內領跑對標，推動行業能效水平由基準水平向標桿水平不斷邁進，鼓勵企業采取先進技術，持續降低碳排放、污染物排放和能耗水平，不斷提升清潔低碳、可持續發展能力。

（3）堅持政策引導，合理把握節奏。進一步推動有關部門完善鼓勵企業改造的產業政策、市場機制和配套措施，合理保障氯堿企業存續發展條件。堅持分類施策和分企施策，指導企業科學編制改造方案，并結合行業供需情況合理把握節奏、穩妥有序實施。

（4）堅持市場導向，經濟技術可行。優先推廣使用成熟適用技術進行行業節能減排改造，進一步加強新裝備、新技術研發和試驗示范工作，推動行業整體節能降耗。充分尊重企業市場主體地位，協助有關部門制定切實可行的改造目標和任務，統籌兼顧技術和經濟目標。

3 中國氯堿行業節能減碳的實施路徑

中國氯堿行業碳減排貫穿整個生產周期。在生產過程中，通過利用技術進步和采用嚴格的管理手段不斷提高能源利用率的直接節能，以及通過調整產業結構、提高產品質量和附加值、降低單位產值能耗的間接節能，將共同推動氯堿行業實現碳減排。

3.1 節能技術改造

（1）離子膜電解槽節能技術改造是指普通離子膜電解槽通過減小陰陽極間距，降低槽電壓，達到節能降耗目的。主要以膜極距（零極距）離子膜電解技術為主，該技術成熟，節能效果明顯，已在行業推廣運行多年，該電解槽與普通極距離子膜電解槽相比，生產每噸燒堿可節電70~100 kW·h。據不完全統計，目前行業還有近百萬噸離子膜電解槽未實施膜極距技術改造，改造后每年還可節約電量1億kW·h，具有較大改造升級潛力。

（2）隨著蒸發技術的發展，三效逆流蒸發技術具有一定節能優勢，已成為燒堿蒸發的主流技術。四效逆流蒸發技術剛剛起步但還可進一步降低蒸汽消耗，節能優勢更加明顯。以高濃度燒堿和固片堿產品結構為主的氯堿生產企業，可通過實施蒸發節能技術改造或裝備升級換代，進一步降低蒸汽消耗量，提升企業能效水平。

（3）氯化氫合成是每個氯堿企業都配套建設的生產裝置。氯氣與氫氣反應生成氯化氫時釋放出大量反應熱，可以用來副產蒸汽。通過對現有普通氯化氫合成爐升級換代到副產中壓蒸汽的氯化氫合成爐，可實現氯化氫合成余熱利用，減少企業外購或自產蒸汽，起到節能減碳效果。

3.2 優化生產運行管理

（1）優化鹽水精制工藝，提升運行管控水平

相比歐美等發達國家，中國工業鹽雜質含量高，鹽水精制工藝流程稍復雜，隨著過濾技術的不斷發展，可進一步優化縮短工藝流程，降低能耗。還可進一步優化精制鹽水鈣鎂控制指標，有利于減緩電解槽槽電壓上升趨勢，對節能有促進作用。

（2）選用高電流密度和低槽電壓離子膜

在離子膜選用方面，可選用適用高電流密度和低槽電壓離子膜，使燒堿運行電耗有所下降。隨著離子膜國產化的研發成功和應用比例的不斷提升，對氯堿產業安全起到了保障作用，氯堿企業可以不再追求離子膜使用壽命的延長，而是通過經濟與節能的比較，優化和縮短更換離子膜周期，對節能具有一定促進作用。

（3）開展公輔設施改造

開展針對蒸汽系統、循環水系統、制冷制暖系統、空壓系統、電機系統、輸配電系統等公用工程系統能效提升改造，對標先進，采用符合企業實際的先進技術和設備，開展公用工程能效提升改造，提升用能效率。優化照明系統、智能控制系統、節能辦公系統。

3.3 尋找和使用清潔能源

在國家“雙碳”政策背景下，氯堿企業除優化自備火電廠降低碳排放外，順應能源結構變化需求，依據當地實際情況尋找和使用清潔能源，主動調整用能結構，充分利用中國水電、風電、光伏、核電資源，由自備電向網點轉化，從源頭減少二氧化碳排放量，全面提升“綠電”的使用比例，從根本上減少碳排放。

此外，氫能具備明顯優勢，是優化能源結構、保障國家能源安全的戰略選擇，氯堿行業氫能未來發展潛力巨大，前景廣闊。氯堿企業參與區域氫能基礎設施建設，逐步形成集氫能科研、制取、儲運、交易、應用一體化的氫能產業體系；立足氫能產業發展各主要環節，建設區域產業聯盟，實現“氣-車-站-用”同步發展；關注電解制氫技術，在氫能裝備、加氫網絡、氫能儲運等領域完成關鍵企業布局，使氯堿氫能產業成為新的具成長性戰略新興產業，實現氯堿由“耗能”向“造能”方向轉變。

3.4 建立和完善行業能耗和碳排放監測預警平臺

為深入推進《重點用能單位節能管理辦法》和《重點用能單位能耗在線監測系統推廣建設工作方案》，行業企業需有目標、有步驟開展針對能源碳排放數據監測，完成碳評估和碳預測工作并實現動態預警和重點數據上報；通過制定減少能源碳排放的具體舉措，降低企業能耗、減少能源碳排放，提高企業綜合運行效率。

鼓勵各省、市、園區、重點企業建設符合監管要求的氯堿工業互聯網平臺，通過實時收集和分析行業能耗工業大數據信息，優化制造能耗算法，提升制造優化模型，科學設定完成“雙碳”目標的具體路徑和措施，促進行業產業結構和能源結構優化，實現行業向綠色低碳方向轉型升級發展。

4 目前氯堿行業“雙碳”工作任務

2021年10月18日，國家發展改革委等五部門發布《關于嚴格能效約束推動重點領域節能降碳的若干意見》，明確了通過能效約束，推動鋼鐵、電解鋁、水泥、平板玻璃、煉油、乙烯、合成氨、電石等重點行業節能降碳和綠色低碳轉型的總體要求、主要目標、重點任務和保障措施。2021年11月15日，國家發展改革委等五部門發布了《高耗能行業重點領域能效標桿水平和基準水平（2021年版）》，指導各地科學有序做好高耗能行業節能降碳技術改造，有效遏制“兩高”項目盲目發展。對煤制甲醇、煤制烯烴（乙烯和丙烯）、燒堿、純堿、電石、乙烯（石腦烴類）、合成氨等14個化工重點領域能效標桿水平和基準水平進行了明確的規定。在國家相關政策指導下，目前中國氯堿行業“雙碳”工作的主要任務有以下幾方面。

（1）制定統一規范的氯堿行業碳排放核算體系，完善行業碳排放核算方法和標準，包括劃分統計核算邊界，識別排放源，厘清涉及的主要設備清單等；研究氯堿行業碳資產存量和碳減排潛力；組織協調企業進行碳資產管理和碳資產盤查，對接全國碳交易市場。

（2）梳理氯堿行業技術目錄，組織研發、示范和推廣氯堿行業綠色、低碳工藝和設備，開展節能減排技術交流，加強行業重點生產環節的節能增效和低碳減排，為行業進一步改造升級提供支撐。同時，將行業內切實有效的節能低碳的工藝和設備，及氫能的高效利用示范項目向相關主管部門及時反饋，爭取財政專項資金的支持和高質量金融服務的支持，爭取落實節能專用設備、技術改造、資源綜合利用等的稅收優惠政策支持。

（3）重點引導企業開展能效對標工作，查找能效差距，挖掘節能潛力，提高生產運行能效，推動能效低于基準水平的企業開展節能降碳技術改造，爭取盡快達到基準水平，能效處于基準水平的企業追趕標桿水平，促進行業有序節能減碳發展。梳理和總結行業節能降碳改造升級的先進典型，通過發布會、行業會議研討、案例匯編等形式進行觀摩和學習，宣傳典型經驗，利用龍頭企業和骨干企業引領行業發展，帶動整個行業整體能效水平的提升。

（4）進一步完善行業能耗診斷體系，利用技術優勢和專家優勢，配合相關部委進行氯堿行業的能耗督察和節能監察，在對企業的實際調研、監察和過程評估的過程中，提出專業和客觀公正的意見。

（5）加強行業“雙碳”工作支撐體系的建設，成立專門的工作委員會，研究和貫徹落實國家有關的方針政策，溝通對接相關部門雙碳工作機構，及時反映行業問題與建議，同時系統開展修訂和完善相關產品的國家標準和行業標準，并加大力度制定行業重點產品系列的節能降碳相關團體標準，引導和推動行業節能減碳和綠色發展。

“十四五”中國氯堿行業的主題是實現低碳綠色發展和高質量發展，行業堅決貫徹國家關于碳達峰、碳中和的相關政策要求，努力實現行業結構的轉型升級，實現產品能效的不斷提升，持續降低碳排放、污染物排放和能耗水平，持續提升企業的核心競爭力，為把中國由氯堿大國建成氯堿強國而不懈努力。