“碳達峰·碳中和”背景下的煤化工產業(yè)發(fā)展

閔楠，黃昊英(陜西煤業(yè)化工集團有限責任公司，陜西 西安 710065)

0 引言

2020年9月22日，習主席在七十五屆聯合國大會上首次宣布中國將提高2015年簽訂的巴黎協定中承諾的國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，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。2020年12月，中央經濟工作會議將“做好碳達峰，碳中和工作”列為2021年的重點任務之一，并要求抓緊制定2030年前碳排放達峰行動方案[1]。在這樣的背景下，煤化工產業(yè)作為支撐國家經濟發(fā)展的重要行業(yè)，肩負著產業(yè)轉型的重要責任，也是當下需要解決的重要問題。

1 “碳達峰·碳中和”的基本概念

“碳達峰·碳中和”這一概念是習近平總書記為履行巴黎協定中國家自主貢獻力度而制定的適用于國內的有力政策和措施。所謂碳達峰，是指在碳排放量在某一年度達到最高峰，包含能源活動、工業(yè)生產、土地利用等多方面的二氧化碳排放，之后平穩(wěn)發(fā)展或者平穩(wěn)下降[2]。而碳中和則是在碳排放量穩(wěn)步下降的過程中，借助植樹造林或者各種現代化手段，如碳捕集封存、生物匯碳的方式消除碳或者控制碳的排放，最終實現工業(yè)生產中的碳零排放。就目前碳吸收情況來看，主要來源于森林綠化。

“碳達峰·碳中和”概念中的碳不只是二氧化碳，還包含其他的溫室氣體，常見的有甲烷、氧化亞氮、氫氟氮化物等，這些溫室氣體由自然或者人類產生，會加重全體變暖等問題，“碳達峰·碳中和”政策的制定能夠為企業(yè)發(fā)展乃至人類發(fā)展指明方向，也是推動全人類和諧進步的重要手段[3]。

2 煤化工產業(yè)發(fā)展中面臨的主要問題

2.1 生態(tài)資源壓力

煤化工產業(yè)屬于六大高耗能產業(yè)之一，發(fā)展受環(huán)境資源約束愈發(fā)加劇，煤化工產業(yè)的發(fā)展規(guī)劃項目受用水、環(huán)境、能耗、土地等要素條件約束持續(xù)增強[4]。資源高度富集與生態(tài)脆弱并存，資源開發(fā)與生態(tài)保護矛盾突出，并且煤化工產業(yè)“三廢”排放量巨大，如二氧化碳等溫室氣體及有毒有害物質，更甚事故性外泄，將對生態(tài)環(huán)境資源造成巨大壓力。因此，現有建成投運的煤化工項目“三廢”治理水平亟待提升，廢物資源綜合利用比例也仍需提高。

2.2 產能過剩壓力

煤化工產業(yè)快速發(fā)展的背景下，焦炭、電石類傳統(tǒng)煤化工已暴露出嚴重的產能過剩問題，并逐漸步入一個發(fā)展停滯階段。隨著社會經濟的快速發(fā)展，煤化工作為支撐國家經濟飛速發(fā)展的關鍵產業(yè)，投入了大量的人力物力進行煤化工產業(yè)的現代化建設和完善[5]。目前煤化工產業(yè)的產品仍較為單一，未能布局做好精細化分類，較為偏重產業(yè)鏈的上游，產品的附加值相對較低，且存在嚴重的同質化現象，其中最具代表性的產能過剩表現為蘭炭、甲醇、烯烴等基礎化工原料，由原料向材料、材料向應用等終端消費品轉化進展緩慢。據不完全統(tǒng)計數據顯示，目前國內煤化工油類產業(yè)的產能已經提升至4 500萬 t，其他煤化工產業(yè)項目，如天然氣、乙二醇等也呈現出嚴重的產能過剩問題，而且按照煤化工產業(yè)的發(fā)展規(guī)劃，還有超過75%的煤化工項目并未有效實施，未來煤化工產業(yè)同步推行，將會造成更為嚴重的產能過剩問題，需盡快培育下游精細化工和化工新材料引領企業(yè)。

3 “碳達峰·碳中和”下的煤化工產業(yè)發(fā)展對策建議

3.1 制定減排和抵消措施

3.1.1 煤炭資源清潔化

國家于2020年5月17日在《中共中央國務院關于新時代推進西部大開發(fā)形成新格局的指導意見》中明確提出“積極推進煤炭分級分質梯級利用，穩(wěn)步開展煤制油、煤制氣、煤制烯烴等升級示范。”就煤炭資源作為化工原料提出了明確的方向，以期實現資源的最大化利用。煤炭是煤化工的重要原料，而煤炭則是從煤礦中采集而來，就目前使用煤炭的情況來看，多表現為直接燃燒使用或者進行簡單的加工后使用，這種煤炭使用方法已不符合當前社會可持續(xù)發(fā)展的目標，產生大量的溫室氣體和有害氣體，造成嚴重的生態(tài)環(huán)境破壞問題，也不利于“碳達峰·碳中和”目標的實現[6]。煤炭中含有大量的雜質，其屬于有害物質，煤炭原材料還會因為不正確的加工處理，造成可用資源的浪費。因此合理地處理煤炭化工原材料，使其得到高度利用狀態(tài)尤為重要。

為順應“碳達峰·碳中和”的發(fā)展趨勢，需要做好就煤化工原料的低碳處理，借助各類現代化技術將能源利用率提升至最高，將溫室氣體的排放降至最低。煤炭資源的低碳處理，多是將煤炭中的雜質剔除，以獲取清潔的能源。目前煤炭資源處理的方式主要有以下三種[7]。一是借助物理或者化學等手段對煤炭進行處理，使其轉變?yōu)榍鍧嵞茉矗顬槌Ｒ姷奶幚矸绞绞敲禾康母绅s，以獲取甲醇、甲烷等原料。國內相關企業(yè)通過有效結合煤炭干餾技術和煤焦油加氫基礎，最大程度地發(fā)揮原料的利用率，實現了煤炭的綠色化處理。二是煤炭資源處理方式是提純，將煤炭中的各項物質進行有效分離、分類，給予“碳達峰·碳中和”的原則，碳排量較高的物質要加以重點處理，如分離出來的原料容易被氧化，則需要使用固定劑進行有效固定，需要使用的時候立即取出并使用，避免因為不合適的保存引起原料污染。三是對處理完成的原料進行有效預測，思考經過低碳處理的原材料使用后可能對環(huán)境造成的影響，提前做好相應的防護工作，將煤化工行業(yè)的污染降至最低[8]。

3.1.2 積極推廣碳捕集

煤化工的生產過程中會釋放大量的溫室氣體，二氧化碳作為其中最為重要的一種，做好碳捕集和處理工作能夠有效減少二氧化碳排放量，順利實現“碳達峰·碳中和”的目標。目前使用較多的二氧化碳捕集方法有燃燒后分離捕集、富氫燃氣路線捕集、富氧燃燒捕集和化學循環(huán)燃燒捕集四種，其中燃燒后分離捕集最為常見，也是處理方法最簡單、最有效的手段[9]。燃燒后分離捕集中首先對煤炭原材料進行燃燒處理，之后使用含有胺的物質進行有效處理，以得到更為合適的原材料。燃燒后分離捕集中針對經過低碳處理且熔點低、易燃燒的原材料，可經過處理產生全新的能源如一氧化碳；對于生產后產生的二氧化碳原材料，需要進行聚集、凈化、封存，封存方法以地質封存為主，其核心是將二氧化碳加壓灌注，放置在可以長期封存的位置，常用的封存地點有含鹽地層、不可開采的油田等。CCUS技術是在CCS技術上新的發(fā)展趨勢，其捕獲二氧化碳并充分提純，再次投入生產過程使用，而非簡單的封存。這種做法與傳統(tǒng)碳捕獲技術進行比較，其更容易產生經濟效益，且現實操作性較強，目前關于二氧化碳資源的再次利用方法有合成高純度一氧化碳、用于化肥生產、制作飲料添加劑與滅火器、培養(yǎng)海藻等，應用前景廣袤。

3.1.3 煤化工技術創(chuàng)新發(fā)展

煤化工的技術進步，既可實現節(jié)能降耗減排的目的，又能騰挪環(huán)境容量空間，發(fā)展新技術新產業(yè)。技術的有效革新必然會帶來生產力的提升，必然要在低碳技術上做好創(chuàng)新，以最先進的技術來帶動產業(yè)的轉型升級發(fā)展[10]。在現有煤化工生產中，乙烯、乙炔等基礎原料應用廣泛，當前的生產工藝及獲取方法已較為成熟，但能源消耗總量依然較高，對資源環(huán)境造成的壓力依然較為嚴重。如對于催化劑的選擇和對于不飽和烯烴、炔烴的來源進行改良，尋找更高效的催化劑，即可實現改變反應條件，降低能耗和減少排放[11]。要充分結合現代科學技術，針對煤化工產業(yè)全過程進行整體性優(yōu)化完善，力爭生產工藝技術突破性創(chuàng)新。

3.2 定期核算溫室氣體排放量和減排量

煤化工產業(yè)的溫室氣體排放量和減排量的定期核算有利于發(fā)揮督導作用，推行“碳達峰·碳中和”這一目標的實現，在具體測定過程中可以根據國際標準化組織制定的相關標準《組織層級溫室氣體排放和移除的量化報告規(guī)范指南》[12]。這項標準的制作單位有聯合國氣候變化框架條約UNFCCC下屬技術委員會IPCC和ISO組織，也是目前國際上公認的溫室氣體測量和監(jiān)控工具。

該項標準中將溫室氣體的排放源分為六大類：企業(yè)直接排放、輸入能源后間接排放、運輸過程中間接排放、使用產品期間的排放、使用產品相關內容的間接排放以及其他來源的間接排放等，煤化工企業(yè)可以根據以上內容進行處理分類和測定，以充分發(fā)揮溫室氣體排放量和減排量測定的作用。

除此之外還可以依據ISO14067:2018《產品碳足跡－溫室氣體量化的要求和指南》中的相關標準進行溫室氣體排放量和減排量測定，其以企業(yè)產品的整個供應鏈作為基線，對產品生命周期各個階段的溫室氣體排放量進行測定，主要環(huán)節(jié)有采礦、原料加工、運輸、產品制作、交付使用以及廢氣處理等，系統(tǒng)且全面地反映了煤化工企業(yè)減排情況，有利于相關人員細化“碳達峰·碳中和”目標至各個環(huán)節(jié)，確定企業(yè)內部的管理制度。

4 結語

綜上所述，“碳達峰·碳中和”政策立足于社會經濟的穩(wěn)步發(fā)展，更是全人類進步的關鍵，煤化工產業(yè)作為支撐國家經濟發(fā)展的重要產業(yè)之一，相關龍頭企業(yè)應當積極響應、引領發(fā)展，立足實際做好“碳達峰·碳中和”規(guī)劃工作；順應時代發(fā)展的趨勢，為“碳達峰·碳中和”目標的實現貢獻力量。