登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
双碳目标是我国对世界的庄严承诺。煤化工产业属于高碳排放类产业,产能逐渐增加,探寻低碳化发展迫在眉睫。分析了现代煤化工产业发展的现状,认为现代煤化工对保障国家能源安全具有重要作用,其碳排放主要来源是工艺排放和燃烧排放,其中工艺排放可以通过改善产品结构、与新能源制氢耦合等途径解决,而燃烧排放可以通过电驱替代汽驱等方式解决,总体碳排放可以降低90%以上,建议产业探索通过创新工艺流程降低排放强度。
中国国家主席习近平2020年9月22日在第七十五届联合国大会一般性辩论上发表重要讲话,提出了我国应对气候变化新的国家自主贡献目标和长期愿景:中国将提高国家自主贡献力度,采取更有力的政策和措施,CO2排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。这是中国首次向全球明确实现碳中和的时间点,也是迄今为止各国中做出的最大减少全球变暖预期的气候承诺。现代煤化工产业作为近年发展起来的新型化工产业,对保障国家能源安全具有重要作用,是煤炭清洁高效利用的途径之一,但其碳排放强度高,单个项目碳排放量大,探寻现代煤化工产业低碳化发展迫在眉睫。部分学者分析了现代煤化工碳排放的碳源流,但没有提出有针对性的减排方案;部分学者提出了源头减排的概念,但没有具体实施路径;部分学者提出了从政策角度约束产业碳排放,但缺乏实际路径支撑。为此,梳理了现代煤化工产业碳排放的源头,并根据源头提出针对性减排路径,为未来产业低碳化发展提供参考。
1 现代煤化工产业发展现状
我国资源禀赋是富煤、缺油、少气,油气供应受制于人。2020年原油对外依存度73.5%,天然气对外依存度42%,以油气为原料的下游乙烯、丙烯、乙二醇等化工产品也严重依赖进口原油和相关进口产品。现代煤化工是以煤为主要原料生产多种清洁燃料和基础化工原料的煤炭加工转化产业,经过近20年的发展,我国现代煤化工行业整体技术位于世界领先水平,行业的发展对保障国家能源安全、推动产业结构调整和地方经济发展具有重要的作用。现代煤化工目前主要发展了煤制油、煤制天然气、煤制烯烃、煤制乙二醇等四大类产业,此外,在煤制乙醇、低阶煤热解、煤制可降解塑料等方面的发展也突飞猛进。我国现代煤化工的发展,带动了煤炭气化、大型空分、油品合成、大型特种压缩机、专业泵阀等装备制造业的发展,多个领域的技术走在世界前列。截至2020年,煤制油、气、烯烃、乙二醇等四大类投产项目累计完成投资约6060亿元,生产主要产品2647万t,开工率分别达到63.4%、91.7%、96.37%、55.8%,年转化煤炭约9380万t(标煤),年营业收入1212亿元。煤(甲醇)路线乙烯和丙烯产能分别占比20.1%和21.5%,煤制乙二醇产能占全国乙二醇总产能的38.1%。我国现代煤化工产能情况如图1所示。
图1 我国现代煤化工产能情况
2 现代煤化工碳排放强度和总量
现代煤化工项目总体属于高碳排放项目,其单位产品的CO2排放强度如表1所示。
以此测算,2020年,现代煤化工产业总的CO2排放量约为2.09亿t,约占全国CO2排放量的1.45%。现代煤化工项目的碳排放来源主要有2个方面,一是工艺排放,以低温甲醇洗工段的高纯度CO2为主,该工段的CO2纯度在70%以上;二是煤炭燃烧的排放,主要是现代煤化工项目配套的热电中心锅炉燃煤排放。详见表2。
通过表2可以知道,现代煤化工项目的碳排放来源主要是低温甲醇洗工段的高浓度CO2和热电中心的锅炉排放,其中,低温甲醇洗的CO2主要是来自于变换单元,这是为了生产更多的氢,把CO变换成了H2和CO2,氢进入产品,而CO2外排,这是项目的主要碳排放来源。另一个主要来源是动力中心的锅炉排放,锅炉的作用有2个,一是为全厂提供蒸汽,包括驱动空分透平的高压蒸汽、气化用工艺蒸汽等,二是为全厂提供所需的电力。
3 现代煤化工低碳发展路径分析
3.1 工艺排放减排路径
通过上述分析,找到了煤化工碳排放的主要来源。其中,工艺碳排放强度高的主要原因是由于煤炭中的碳多、氢少,用煤炭制备的合成气中,碳多、氧多、氢少,而生产的产品中(如乙烯、丙烯等)的碳少氢多,所以必须用水来补充氢,而目前煤化工的方法是用CO与水反应生产氢,就必然副产大量CO2。所以,降低碳排放强度路径可以有2条:一是降低产品的氢碳比,也就是生产含碳多,或者碳和氧多、而氢少的产品;另一条则是通过别的途径来补充氢,而不用一氧化碳和水反应。具体路径分析如下:
3.1.1 改善产品结构,增加含氧化合物和碳纤维等产品
与石油化工相比,煤化工更适合生产含氧化合物。煤化工主要通过将煤转化成合成气从而进一步生产各类产品,合成气(CO和H2)有碳、氧和氢3种元素,更加适合生产甲醇、乙醇、乙二醇、可降解塑料等含氧化合物,流程短、成本低,且可以通过充分利用各元素,降低项目的碳排放强度。煤直接液化制油生产过程中,还副产大量沥青产品,煤液化沥青高温融变性好,硫含量低,是碳素行业理想的原料,可以向下游高端碳纤维材料发展,减少煤制燃料的量,降低碳排放。
3.1.2 与新能源制氢耦合,减少工艺过程产生的碳
作为氢能产业链中的关键技术,“电解水制氢”在政策扶持下取得较大进步,其中以“绿电”水解制氢作为一种近零碳排放的制氢方式,被行业寄予厚望。当前电解水制氢的成本中电费成本占比高达80%左右,如以0.3元/kWh电费计取,制氢成本约为22元/kg,约为以煤价300元/吨测算的煤制氢成本的3倍。但随着制氢技术及“绿电”成本的下降,未来“绿氢”成本仍有较大下降空间。当电费下降至0.1~0.13元/kWh,电解水制氢可以与当前煤制氢成本相当。通过打通电解水制“绿氢”“绿氧”成套技术、电解水制氢与煤制油化工产业耦合成套技术工艺流程,煤化工项目工艺碳排放可以降低95%,详见图2。
图2 煤化工与新能源制氢耦合工艺流程示意图
3.2 燃烧排放减排路径
现代煤化工项目的燃烧排放主要来自于自备电厂的锅炉排放。自备电厂的锅炉主要用于提供全厂的蒸汽和电力,为了降低碳排放强度,可以考虑采用电驱替代汽驱,也就是用电替代蒸汽,而电可以从新能源发电采购,这样间接减少碳排放量。通过分析某典型煤制烯烃项目的蒸汽平衡,其9.8MPa高压蒸汽主要供应发电机组和空分透平(如表3所示),其4.1MPa中压蒸汽主要供应甲醇循环机透平、MTO透平、烯烃分离透平、给水透平等(如表4所示),通过分析,部分工艺蒸汽(如气化用蒸汽)和防爆区的透平装置(如甲醇循环透平、烯烃分离透平)无法用电替代,其他大部分透平均可以采用电驱替代,蒸汽用量可以下降90%,而且煤化工项目的变换、甲醇合成等工艺装置本身副产大量蒸汽,基本可以满足以上无法用电驱替代的部分。这样基本上将燃烧排放的CO2降为零。
采用电驱之后项目的成本需要考量,经初步测算,采用电驱替代汽驱后,总投资会有所降低,而运营成本略有提高,对项目的影响不大。综上分析,现代煤化工项目可以从改善产品结构、与新能源制氢耦合、采用电驱替代汽驱等方式降低碳排放强度。此外,还要注重项目的节能减排,积极布局以CO2为原料的全新碳基化学工业,推动CO2驱油等CCUS技术的产业化应用,积极关注以CO2为原料的新工艺、新技术进展,重点关注CO2合成甲醇、生物降解塑料等。加强产业碳市场基础建设,跟踪国内外碳市场政策趋势和方向,积极参与融入全国碳市场建设进程。
4 结论和建议
4.1 现代煤化工可以通过创新工艺流程降低排放强度
现代煤化工项目可以从改善产品结构、与新能源制氢耦合、采用电驱替代汽驱等方式降低碳排放强度,其中,改善产品结构和与新能源制氢耦合,可以使煤化工项目工艺碳排放降低90%以上;采用电驱替代汽驱,可以让燃烧排放大幅下降。建议高度重视煤化工工艺过程的绿色低碳,探索大比例外购绿色电力和热力的可行性,降低动力中心规模,进一步提升用能效率,降低煤化工过程的间接碳排放。探索新能源制氢与现代煤化工的耦合发展,降低工艺直接排放。
4.2 建议提升转化水平优化产品结构
充分利用现有产能及产品特性向下游低碳高附加值方向发展,做精现代煤化工。加强技术改造升级,优化产品结构,推广煤基新型材料,尽快在可降解材料、碳素材料等领域取得突破。发挥直接液化油品“一大三高四低”特性,重点生产高清洁油品及航空煤油等特种油品;利用间接液化油品直链烷烃、α-烯烃含量高等特性,重点向下游PAO、SHC、润滑油等高价值方向发展;烯烃方向重点开发高端牌号;乙二醇向下游发展PGA等可降解塑料等,提高产品附加值,降低单位增加值的碳排放强度。
4.3 建议合理控制规模把握建设节奏
建议国家出台相关政策,引导现代煤化工有序发展,合理控制煤化工产业发展的总规模,优选煤化工发展方向,把握“十四五”“十五五”建设节奏。“十四五”期间,煤制油总规模建议控制在3000万t以内,煤制烯烃总规模建议控制在2000万t以内,煤制乙二醇总规模建议控制在1000万t以内,煤制天然气建议控制在100亿m3以内。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
北极星电力网获悉,2月27日至28日,鄂尔多斯现代煤化工产业高质量发展研讨会在准格尔经济开发区召开。中国科学院副院长张涛指出,中科院山西煤化所、大连化物所与地方政府签订的绿色低碳技术示范与推广项目,将助力我国现代煤化工产业高质量发展,希望将项目打造成煤化工产业升级的标志性工程。自治区
北极星氢能网获悉,近日,黑龙江省工信厅、省发改委、省生态环境厅三部门联合发布《黑龙江省工业领域碳达峰实施方案》,其中氢能方面指出:集中优势资源发展碳捕集关键技术、二氧化碳高值化利用技术、大规模储能技术、氢能技术等前瞻技术。到2030年,富氢碳循环高炉冶炼、氢基竖炉直接还原铁、碳捕集利
近日,贵州省工业和信息化厅印发了《贵州省煤化工产业发展规划(2019-2025年)(2022年修订)》(以下简称《规划》)。《规划》是在2019年印发的《贵州省煤化工产业发展规划(2019-2025年)基础上,结合实际进行修订。《规划》主要结合产业政策、发展环境、市场需求等因素变化,从适合贵州省发展实际
11月4日,贵州省工信厅印发贵州省煤化工产业发展规划(2019-2025年)(2022年修订),贵州省坚持绿色发展。紧盯“碳达峰、碳中和”目标任务,积极采用绿色环保先进技术,加强全过程管控,提升本质安全水平和安全保障能力,降低三废排放强度,提升三废资源化利用水平。开展二氧化碳减排等技术应用示范
北极星能源网获悉,贵州省工信厅日前发布关于印发贵州省煤化工产业发展规划(2019-2025年)(2022年修订)的通知,其中提到,到2025年,贵州省煤化工产业结构调整和转型升级取得重大进展,绿色发展水平显著提高,产业新型化取得阶段性成效,现代煤化工产业格局基本形成。按照“专业化、大型化、集约化
北极星能源网获悉,山西省人民政府日前发布关于促进煤化工产业绿色低碳发展的意见。意见中提到,到2025年,省煤化工产业产值力争突破1500亿元,40%的烧碱产能、30%的煤制甲醇产能、30%的煤制乙二醇产能、15%的合成氨产能达到能效标杆水平,基准水平以下产能基本清零,绿色低碳发展水平大幅提高。详情
为推动我省煤化工产业高质量发展,提升绿色低碳发展水平,如期实现碳达峰、碳中和目标,日前山西发布关于促进煤化工产业绿色低碳发展的意见。
北极星能源网获悉,近日,工业和信息化部、发展改革委、科技部、生态环境部、应急部、能源局联合发布《关于“十四五”推动石化化工行业高质量发展的指导意见》(以下简称《意见》)。为便于理解《意见》,做好贯彻实施工作,现就有关内容解读如下。一、《意见》编制背景石化化工行业是国民经济支柱产业
纺织是我国重要的民生产业,也是我国国际竞争优势明显的产业,在出口创汇、解决就业等方面发挥着重要作用。化学纤维是纺织工业最主要的原料,在我国纺织纤维加工总量中的占比高达85%,其中90%以上的产品基于石油生产。我国“富煤、贫油、少气”,原油对外依存度已经超过70%,这不利于纺织产业的稳定和
前期投入近25亿元,已完成环评、能评等专项手续,工艺包设计、基础设计等均通过审查,筹备10多年的60万吨/年烯烃及焦炉煤气制甲醇一体化项目,却在近期主动宣布暂停,原因何在?据了解,该项目由山西焦化控股子公司飞虹化工承建,于2012年底获得山西省发改委核准,拟生产烯烃等主产品。“在我国确立碳
今年以来,开滦集团积极破解环保限产政策影响,全力抢抓市场有利时机,深入推进环保提级、生产组织和项目建设,煤化工产业转型升级步伐进一步加快。
北极星碳管家网获悉,5月19日,中共青岛市委、青岛市人民政府印发《青岛市碳达峰工作方案》的通知,提出,“十四五”期间,全市产业结构和能源结构优化调整取得明显进展,绿色低碳循环发展的经济体系初步形成。到2025年,非化石能源消费比重提升到15%左右,单位地区生产总值能源消耗比2020年下降12%左
北极星环保网获悉,5月19日,中共青岛市委、青岛市人民政府印发《青岛市碳达峰工作方案》的通知,提出,“十四五”期间,全市产业结构和能源结构优化调整取得明显进展,绿色低碳循环发展的经济体系初步形成。到2025年,非化石能源消费比重提升到15%左右,单位地区生产总值能源消耗比2020年下降12%左右
北极星环保网获悉,5月26日,山东省住房和城乡建设厅等部门印发《山东省城乡建设领域碳达峰实施方案》的通知,提出,到2025年,城乡建设绿色低碳发展法规政策和体制机制初步建立,技术标准体系进一步健全,城乡建设方式加快从粗放式向集约化转变;绿色建筑发展质量不断提高,建筑能效水平稳步提升,绿
5月25日上午,长城汽车发布声明,举报比亚迪秦PLUSDM-i、宋PLUSDM-i采用常压油箱,涉嫌整车蒸发污染物排放不达标。对于长城汽车的举报,比亚迪发布声明回应称,坚决反对任何形式的不正当竞争行为,并保留法务诉讼的权利。事件发生后,迅速成为舆论热点。这起事件,再次凸显了环保对于汽车行业的重要性
北极星电力软件网获悉,5月19日,兴化市市场监督管理局发布关于印发《2023年兴化市计量工作要点》(以下简称《要点》)的通知。《要点》指出,加强特种设备领域计量管理。对锅炉、压力容器、压力管道、电梯、起重机械、叉车、大型游乐设施等特种设备使用的压力表、电压表、电流表及其它计量器具计量检
北京市检验检测认证中心所属北京市计量检测科学研究院(以下简称“市计量院”)针对火电、新能源发电混合的新型电力系统成功研发基于北斗和5G技术的新能源微电网智能协同测量技术,研制出高实时、高准确、误差联动修正的高、低压碳排因子计量校准装置,为电力系统碳排因子测量难题提供了全链条系统解决
广东省河源市人民政府发布碳普惠制建设工作方案,力推60个行政村集体申报林业碳汇、森林经营、分布式光伏发电等碳普惠核证减排量,核证减排量不少于50万吨二氧化碳当量。河源市碳普惠制建设工作方案为贯彻落实习近平生态文明思想,践行新发展理念,深入推进碳普惠制,探索打通绿水青山向金山银山的“转
长沙市雨花区人民政府印发《长沙市雨花区碳达峰实施方案》,这是湖南首个县级碳达峰实施方案。《雨花区碳达峰实施方案》提出,到2025年,全区单位GDP能耗较2020年下降14.5%,单位GDP二氧化碳排放下降率完成市下达目标任务,森林覆盖率维持在25.92%的水平,森林蓄积量达42.68万立方米以上;到2030年,二
北极星碳管家网获悉,5月16日,福建省发展和改革委员会发布关于福建省完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见,提出,“十四五”时期,基本建立推进能源绿色低碳发展的制度框架,能源绿色低碳循环发展的体系初步形成,重点行业能源利用效率大幅提升,能源绿色低碳发展政策、标准、市场和监管综
河南省生态环境厅对省政协十三届一次会议第1311021号《支持CO2捕集利用封存加快碳达峰碳中和》提案租出答复如下:孙喜新委员:非常感谢您长期以来对生态环境保护和绿色低碳发展工作的关心与支持。您提出的关于《支持CO2捕集利用封存加快碳达峰碳中和》的提案收悉,经与国家税务总局河南省税务局、省财
北极星电力软件网获悉,工业和信息化部公开征求对《工业领域碳达峰碳中和标准体系建设指南(2023版)》(征求意见稿)的意见,公示时间:2023年5月22日-2023年6月22日。文件提出,到2025年,工业领域碳达峰碳中和标准体系基本建立。针对低碳技术发展现状、未来发展趋势以及工业领域行业发展需求,制定
作为国内最早从事N型技术研发的企业,英利能源此次携独家研发的熊猫3.0系列新品及“3+2+N”全景全链绿色智慧能源解决方案重磅亮相SNEC,为构建新型电力系统,实现碳达峰碳中和,贡献英利智慧和英利方案。2009年,英利能源在国内率先开展N型技术研发,并命名为“熊猫”技术;2010年,熊猫组件实现量产出
作为全球领先的绿色智慧能源科技公司,成立25年来,英利能源发展有限公司(英利能源)一直致力于协同上下游合作伙伴,不断扩大合作范围和领域,共同推动光伏技术革新与新能源产业可持续发展。在年度光伏盛会SNEC期间,英利能源首倡“绿链共同体”概念,将产业链、供应链、创新链上下游的国内外合作伙伴
河南省生态环境厅对省政协十三届一次会议第1311021号《支持CO2捕集利用封存加快碳达峰碳中和》提案租出答复如下:孙喜新委员:非常感谢您长期以来对生态环境保护和绿色低碳发展工作的关心与支持。您提出的关于《支持CO2捕集利用封存加快碳达峰碳中和》的提案收悉,经与国家税务总局河南省税务局、省财
北极星电力软件网获悉,工业和信息化部公开征求对《工业领域碳达峰碳中和标准体系建设指南(2023版)》(征求意见稿)的意见,公示时间:2023年5月22日-2023年6月22日。文件提出,到2025年,工业领域碳达峰碳中和标准体系基本建立。针对低碳技术发展现状、未来发展趋势以及工业领域行业发展需求,制定
为应对气候变化、服务碳中和,一大批专家学者齐聚珠海!5月23日,海洋负排放粤港澳创新研究中心揭牌仪式暨学术研讨会在中山大学珠海校区举行。海洋是自然界最大的碳库,促进海洋碳汇发展、开发海洋负排放潜力,是实现碳中和目标的重要路径。作为珠三角城市中海洋面积最大的城市,珠海素有“百岛之市”
5月22日,工信部公开征求对《工业领域碳达峰碳中和标准体系建设指南(2023版)》(征求意见稿)的意见。原文如下:为充分发挥标准在推进工业领域碳达峰碳中和工作中的支撑和引领作用,我们组织编制完成了《工业领域碳达峰碳中和标准体系建设指南(2023版)》(征求意见稿)(见附件1)。现公开征求社会
到2025年,工业领域碳达峰碳中和标准体系基本建立。针对低碳技术发展现状、未来发展趋势以及工业领域行业发展需求,制定200项以上碳达峰急需标准。重点制定基础通用、核算与核查、低碳技术与装备等领域标准,为工业领域开展碳评估、降低碳排放等提供技术支撑。加快研制碳排放管理与评价类标准,推动工
瓦伦西亚是西班牙的第三大城市,号称“欧洲的阳光之城”,是著名的旅游胜地之一。它拥有丰富的历史遗迹、美丽的海滩和独特的美食文化,每年有超过数百万世界各地的游客来到这里旅游。然而,作为一个受欢迎的旅游目的地,瓦伦西亚也面临着旅游业带来的压力。比如,大量游客的到来导致自然资源的消耗和环
为深入贯彻落实党中央、国务院关于碳达峰碳中和决策部署,充分发挥标准在推进工业领域碳达峰碳中和工作的引领和规范作用,2023年5月22日,工业和信息化部科技司公开征求对《工业领域碳达峰碳中和标准体系建设指南(2023版)》(征求意见稿)的意见,提出工业领域碳达峰碳中和标准体系框架,规划了相关
为深入贯彻落实党中央、国务院关于碳达峰碳中和决策部署,充分发挥标准在推进工业领域碳达峰碳中和工作的引领和规范作用,2023年5月22日,工业和信息化部科技司公开征求对《工业领域碳达峰碳中和标准体系建设指南(2023版)》(征求意见稿)的意见,提出工业领域碳达峰碳中和标准体系框架,规划了相关
5月18日,天津碳达峰碳中和运营服务中心启用。近百名中外嘉宾围绕“数智驱动低碳转型”主题,在第七届世界智能大会城市能源革命高峰论坛上共探能源智慧发展新路径。在论坛现场,国网天津电力与天津市金融局、天津市生态环境局、华为公司等签署“数智赋能天津高质量发展”合作协议,携手推动双碳服务产
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!