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【专稿】碳中和导向下的煤化工
作者:化小北 来源:煤化工信息网 浏览次数:1896次 更新时间:2021-06-29

  导语

  为整个社会的低碳转型奠定坚实基础,以实现中国政府对国际社会作出的“力争2030年前碳达峰、2060年实现碳中和”的承诺,我国将建设碳交易体系以给全社会范围内形成碳排放定价信号。

  5月26日,中国生态环境部新闻发言人刘友宾在发布会上宣布,全国碳市场上线交易拟于6月底前启动

  我国因“富煤缺油少气”的能源结构,在碳中和的背景下,煤化工将迎来新一轮的“供给侧改革”,但具体的有何影响,本文力图通过简单地描述,给大家一个方向。

  煤化工碳排放特征

  煤化工是指以煤为原料,经化学加工使煤转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的过程,可分为传统煤化工和现代煤化工两种类型。具体而言,传统煤化工是指“煤-焦炭”、“煤-电石-PVC”、“煤-合成氨-尿素”这三类生产工艺路线;而现代煤化工是指煤制天然气、煤制甲醇、煤制二甲醚、煤制烯烃、煤制乙二醇等这类生产路线。相较于传统煤化工的久远发展来说,现代煤化工工艺技术更先进、产品类别更丰富,更得工业和商业的青睐。

  我国传统煤化工产量多年位居世界第一,就拿2016年来说,合成氨、甲醇、电石产量分别占全球产量的32%、28%和93%,但这些产能一直是处于供大于求的状态,其中以甲醇、电石、烧碱、聚氯乙烯等行业产能过剩尤其明显。例如2019年,电石产能4200万吨/年,但产量只有2588万吨,产能利用率仅为61.6%;甲醇产能8812万吨/年,产量仅为6216万吨,产能利用率仅为70.5%,由此可见传统煤化工产品结构性过剩较为严重。

  与之对应的现代煤化工跨越式的发展。鉴于我国“富煤缺油少气”的能源结构,在我国石油需求快速攀升和国际油价波动较大的背景下,我国近些年现代煤化工产业发展迅速,建成了大批大型现代煤化工生产装置。到2019年,煤制烯烃产能达到1582万吨/年,产量1276万吨,煤制乙二醇产能451万吨/年,产量295万吨。

  然而,不管是传统煤化工行业还是现代煤化工行业都面临严重的碳排放问题。2015年我国的碳排放中,煤化工碳排量占工业碳排量的13%,未来随着煤化工产能的扩大,煤化工行业的碳排量同比还将大幅上升,那么煤化工行业一定是“碳中和”政策关注的重点行业。

  从煤炭和石油的元素组成来看:煤的氢碳原子比在0.2-1.0之间,而石油的碳氢原子比则在1.6-2.0之间,因此如果想要用煤化工品代替石油化工品,那么这个过程必将伴随着大量二氧化碳排放。

  碳达峰、碳中和政策对煤化工的影响

  离2030年的“碳达峰”仅剩10年的时间,如果想要实现这个目标,国家必定会采取部分行业和部分地区率先达峰的策略来实行。因此,碳达峰和碳中和的政策势必会对煤化工行业产生深远影响。

  碳中和的背景下,未来的煤化工行业必将选择高端、清洁路线,相对来说高碳排放的产能扩张将会受到限制,未来新增项目通过审核的难度将大幅提高,而部分落后的行业产能将会通过产能置换的方式被淘汰。当然,严格的碳排放标准将一定程度上抬升行业成本,加速落后产能的淘汰,而高效低能耗的优质企业也会脱颖而出,使得煤化工行业进入恒者恒强的阶段。

  当然碳中和的趋势必将加速煤化工行业的技术升级,企业通过先进的技术工艺,提高煤炭资源的利用率、降低产品的碳耗,筑建企业的竞争壁垒。以煤制乙二醇的技术发展历程为例,传统的煤制乙二醇项目,单套项目的平均投资成本为1.6亿元,部分个别项目甚至超过了2亿元;而近期在建项目的项目,通过取消备用装置,采用联产、扩大规模,充分利用尾气,缩短建设周期等方式降低投资成本,使得万吨乙二醇投资成本降至1.07亿元左右。

  从煤化工的原子经济性来看,现代煤化工制品的原子利用率也不高,很大程度是因为生成了大量的二氧化碳。若通过建立煤化工和石油化工的综合园区,用煤炭提供热量,通过技术革新降低加氢脱硫过程中的耗氢量,利用节省下来的氢原子和排放的二氧化碳去发展甲醇经济,就能有效提供企业产能利用率;或者与天然气化工相结合,将煤化工装置生成的二氧化碳作为天然气转化的碳源,从而减少煤化工行业的碳排放量。

  相应的碳排放权交易而会孕育而生。这会使得高碳排放企业不得不从市场购买碳排配额,而节能减排的企业则会通过出售排放配额获得收益,从而强化企业使用清洁能源。

  虽然碳达峰和碳中和政策势必会增加企业成本,但是如果能有效的改进相应工艺技术,充分利用碳氢原子实现二氧化碳的减排,那么便可以达到经济效益和环境效益的双赢,这一发展方向势必是有前景的。

  结 论 

  在碳中和背景下,煤化工有望迎来新一轮“供给侧改革”。

  在全球努力实现碳中和的愿景中,未来煤炭和石油作为燃料的比例将会逐渐减少,企业要跟随这个脚步及时调整产业结构,以实现企业转型。