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現代煤化工產業減碳的思路

時間:2021-09-27    


       基于我國“富煤貧油少氣”的資源特點。煤炭為主要原料、以生產清潔能源和化工產品為主要目標的現代化煤炭加工轉化產業,依靠技術革新,實現石油和天然氣資源的補充和部分替代,是國家能源生產和消費革命的重要內容。

       產業高碳、集排特性是把“雙刃劍”,具有高碳屬性的現代煤化工產業。在煤氣化制過程中都會有大量的碳以二氧化碳的形式產生,產生的二氧化碳也不盡相同。而在未來數億噸的二氧化碳排放問題將成為產業持續發展的主要約束之一。現代煤化工產業如何加快減碳、如何實現低碳轉型已成當務之急。

       現代煤化工產業碳排放具有濃度高、排放集中優勢。優勢產生的原因有兩種,第一,是因為煤化工生產中的二氧化碳排放主要有能源使用過程中的燃燒排放以及生產過程中的工藝排放兩種。燃燒排放主要存在于加熱爐、自備電廠等燃料氣、煤燃燒排放過程,排放濃度較低;生產過程中的工藝排放主要來自氣凈化環節,排放濃度較高,二氧化碳的體積能夠達到65%—95%。第二,二氧化碳的排放量分布比較集中,單個排放源的排放量比較大。大型煤化工裝置的二氧化碳排放量達到百萬噸以上,而生產過程排放的二氧化碳量所占比例就在55%以上,排放源比較集中,使得工業生產過程中排放的二氧化碳能夠得到富集。因此,對二氧化碳進行提純投入會相對較少,操作會相對簡單。雖然部分企業已納入重點碳排放單位名單,但是現代煤化工生產過程的碳排放更甚,而生產過程碳排放卻暫未參與全國碳市場。

       我國的現代煤化工產業尚遠不能滿足日益增長的碳減排需求,在二氧化碳捕集、利用與封存(CCUS)方面,通過國內第一個CCS工業化示范項目2010年神華集團制油化工公司鄂爾多斯煤制油分公司10萬噸/年CCS示范項目的液化與凈化裝置打通全流程,積累了寶貴的經驗。該項目不僅首次實現煤制油高濃度CCS全流程集成工業化系統的示范,還首次實現了二氧化碳在深部巖層中的封存,減少了二氧化碳的排放。

       近年來,在資源化利用制化學品方面,現代煤化工產業也已著手布局,我國現代煤化工企業和科研機構在高價值化學品方面取得一系列研究進展,現代煤化工產業已開展了若干二氧化碳資源化利用項目來實現減碳。

       現代煤化工行業還初步嘗試工藝革命,這是減少二氧化碳排放的最根本手段,也是“雙碳”目標下最有效的碳減排途徑。2020年,寶豐能源率先依托現有循環經濟產業鏈,投資建設國際一流的“太陽能電解制氫示范項目”。項目將太陽能“綠氫”直供化工裝置生產高附加值的煤基新材料產品,降低現行通用工藝中原料煤的消耗。同時,還將項目所產的“綠氧”替代空分裝置產生氧氣,減少燃料煤消耗。以太陽能電解水制氫項目的綠色新能源替代原料煤和燃料煤,通過可再生能源的多維應用,破解能源應用需求和降碳減排之間的矛盾。

       煤化工產業減碳三種方法:

       1. 大力發展CCUS技術推動減排。利用煤基能源化工過程中副產二氧化碳高濃度優勢,積極探索,超前部署高效CCS以及二氧化碳驅油等CCUS技術的前沿性研發。擴展二氧化碳資源化利用途徑與領域,將二氧化碳作為資源加以產業化利用,推動資源化利用二氧化碳生產高附加值烯烴、甲醇等化工產品。

       2. 通過現代煤化工和石油化工、可再生能源生產工藝融合減少碳排放。重點研究煤轉化、油煤氣耦合制燃料和大宗化學品的新路線,推動煤化工和石油化工融合發展。利用現代煤化工基地優勢的可再生能源。

       3. 盡快制定煤化工行業達峰目標及達峰行動方案,從政策層面倒逼和引導現代煤化工產業低碳轉型。加嚴管控,出臺更詳細的碳盤查、碳核算指南,適時積極參與全國碳交易市場。


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