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中国日益扩张的化工行业包括四万种不同的化工产品,其中也包括石油、天然气、煤炭这样的原料。本案例研究主要关注三种化学品——氨、甲醇和烯烃。在中国,他们主要由煤炭制成,也是其他许多化工产品和化工过程的基本原料。记录它们的行业扩张过程能够显示煤化工行业的一些历史趋势。
发展:历史和现状
在上世纪90年代到2007年间,中国煤化工行业完成了一次巨大的扩张。甲醇生产的第一个试点工程是在1995年,当时福特汽车公司在中美科学合作研究项目中向中国捐赠了一个甲醇引擎。在1998到2008年间,中国政府鼓励甲醇的生产以用作汽车燃料。甲醇的使用量不断上升,尤其是它与汽油的混合物。
在2008年,由于对低碳燃料愈加推崇和对国有石油公司利润的考虑,中国政府不再热衷于甲醇的生产。补贴被取消,标准化生产的规划也被搁置。然而,甲醇行业在地方继续扩张。2009年,中国已成为世界上最大的甲醇生产国,占全世界甲醇产量的20%以上。到2011年,中国的甲醇产量已经高于世界的一半。2014年,中国生产了3740万吨甲醇,其中约80%来自于煤炭。甲醇可以被进一步加工为烯烃,而烯烃可被用于制作塑料、橡胶和洗涤剂。
煤制烯烃技术较为新颖,绝大部分生产仅限于中国。中国的煤制烯烃产量从2010年的近乎为零已经跃升至2015年的1200万吨/年。按照规划,到2019年中国会拥有超过45个煤制烯烃工厂,总产能超过2800万吨/年。目前中国较大的项目包括神华集团和大唐集团在内蒙古和宁夏都各自拥有的煤制烯烃项目,以及通辽金煤化工有限公司的一个已投产的煤制乙二醇项目。
图为2016年4月4日,大唐多伦煤化工蒸发塘坝体发生渗漏事故的卫星图片,点击文末阅读原文查看污染地图,了解事故详情。
氨的生产对于中国化工行业起着基础性的作用,被用作农业(制造化肥)、工业(如制造硝酸、用作染料、纤维、塑料和爆炸物)。在2000年到2012年间,氨总产量的年增长率约为4%,从3360万吨到5460万吨,大约占世界总产量的三分之一。
环境问题:巨大的能源消耗和温室气体的排放
中国煤化工行业消耗了大量能源。2010年,煤化工占所有行业总耗能的10%,约等于3150吨的煤炭。从1980年到2010年,煤化工能源消耗量的平均年增长率约为4.68%。
在1980到2010年之间,化工行业二氧化碳的排放也以平均每年约3.37%的速率增长。在2011年,化工行业排放了至少4.5亿吨二氧化碳。迫于不断上升的排放量和气候变化的压力,中国政府引进了减少碳排的方法,比如在制氨行业应用更高效的技术。对于碳捕捉和碳封存技术(CCS)及他们与化工行业的兼容性也有了越来越多的研究。然而,2015年中国煤化工行业唯一正在使用CCS的是两个小型的示范项目,他们的CCS技术只能捕获不到5%的二氧化碳排放量,而绝大多数其余煤化工项目并没有建立CCS设备。
FOE评论:中国是否会建立更多的煤化工工厂还有待观察,特别是在目前低油价的环境下,其生产成本是巨大的。在当前的环境下,中国政府的当务之急是不再批准新的煤转化项目,而将关注点放在发展可再生能源和低碳技术上。
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