燒堿行業(yè)碳排放現(xiàn)狀分析及企業(yè)碳排放管理

徐家棟，洪 燕，魏曉琴

（1.臺州市污染防治工程技術(shù)中心，浙江 臺州 318000；2.臺州市生態(tài)環(huán)境局椒江分局，浙江 臺州 318000）

燒堿是化學(xué)實驗室其中一種必備的化學(xué)品，在當(dāng)前的化工行業(yè)中應(yīng)用也比較常見。燒堿學(xué)名為氫氧化鈉（NaOH），純品是無色透明的晶體，密度2.130 g/cm3，熔點318.4 ℃，沸點1 390 ℃，呈現(xiàn)塊狀，片狀，粒狀和棒狀等。燒堿行業(yè)普遍指的是在生產(chǎn)中需要使用到燒堿的行業(yè)，比如造紙工業(yè)、染料、石油精制、棉織品整理、食品加工、木材加工、人造絲、制鋁等等，其在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生較大的碳排放，對自然環(huán)境的污染較大，如今綠色發(fā)展理念深入人心，燒堿行業(yè)也需要加強對其碳排放的管理，實現(xiàn)現(xiàn)代社會的健康、穩(wěn)定以及可持續(xù)發(fā)展[1]。

1 燒堿行業(yè)碳排放現(xiàn)狀

1.1 碳排放的危害

據(jù)相關(guān)研究表明，近幾年全球氣候變暖、溫室效應(yīng)增強、極端惡劣天氣的出現(xiàn)等等都與碳排放有關(guān)，而且近些年我國社會發(fā)展速度加快，各行業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展活力較足，碳排放總量也在逐年增加當(dāng)中，其導(dǎo)致大氣環(huán)境受到影響，出現(xiàn)臺風(fēng)、暴雨、干旱等嚴(yán)重的自然災(zāi)害。如今全球經(jīng)濟的發(fā)展速度越來越快，全球氣溫變暖的趨勢加劇，南、北極冰雪融化趨勢越來越強，海平面上升速度逐年加快，兩極環(huán)境發(fā)展惡劣，全球生態(tài)也受到嚴(yán)峻影響，生物多樣性不斷下降，破壞了人與自然的和諧[2]。同時，碳排放對大氣污染較為嚴(yán)峻，空氣質(zhì)量不斷變差，霧霾天氣增多，人們的健康狀況堪憂。

1.2 碳排放節(jié)能潛力分析

隨著低碳發(fā)展理念的全球普及，我國工業(yè)部門也開始加強了對低碳發(fā)展的研究，并按照以下三個階段來分析中長期能耗和碳排放水平。一是基礎(chǔ)節(jié)能情景，簡稱其為低約束情境，工業(yè)部門節(jié)能減排和發(fā)展目標(biāo)需要按照已存在的國家規(guī)劃為參考，確保工業(yè)產(chǎn)業(yè)格局能夠相對穩(wěn)定；二是推薦發(fā)展情景，其簡稱為中約束情景，工業(yè)部門產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)參考國家相關(guān)規(guī)劃，節(jié)能減排目標(biāo)稍高于國家目標(biāo)，同時還應(yīng)該大力發(fā)展服務(wù)業(yè)等第三產(chǎn)業(yè)，適當(dāng)降低工業(yè)占比，從根源上降低碳排放；三是強化低碳情景，其簡稱為高約束情景，主要目標(biāo)就是轉(zhuǎn)變工業(yè)發(fā)展方式，通過對工業(yè)內(nèi)部產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化來有效控制高能耗行業(yè)的盲目發(fā)展，并推動低耗能、低排放的產(chǎn)業(yè)，在滿足國內(nèi)需求的基礎(chǔ)上大力降低高能耗產(chǎn)業(yè)。在此背景下，我國工業(yè)部從2010～2050年國內(nèi)燒堿行業(yè)不同情景單耗分析，預(yù)測燒堿行業(yè)2010～2050年不同情景單耗的主要控制目標(biāo)。由此可見，隨時間序列增加而下降，單耗目標(biāo)值在低約束、中約束和高約束情景下也會逐漸減小[3]。

在節(jié)能減碳中，重點技術(shù)的推廣應(yīng)用至關(guān)重要，在燒堿行業(yè)的發(fā)展中，其常見技術(shù)有膜極距膜電解技術(shù)、超聲波防垢除垢技術(shù)、燒堿蒸發(fā)過程、優(yōu)化控制技術(shù)、三效逆流降膜蒸發(fā)技術(shù)和使用氯氣壓縮機替代納氏泵，在中約束情境下，上述各項技術(shù)的普及程度也有較大差異。從中可以看出，相關(guān)重點基礎(chǔ)的節(jié)能效果極為突出，其中以超聲波防垢除垢技術(shù)的節(jié)能效果最好，其節(jié)能數(shù)值為70.4 kg標(biāo)準(zhǔn)煤/t 堿的節(jié)能技術(shù)指標(biāo)，除此以外使用透平氯氣壓縮機替代納氏泵在未來的發(fā)展中也逐漸普及，其他各項技術(shù)也將按照燒堿行業(yè)的是發(fā)展需求進一步提高其普及率，并在節(jié)能減碳中發(fā)揮著重要的作用。

1.3 A企業(yè)碳排放情況分析

A企業(yè)燒堿邊界內(nèi)碳排源有天然氣燃燒直接產(chǎn)生的碳和外購電力、蒸汽產(chǎn)生的間接排放。其中天然氣主要為該公司兩臺氫氣鍋爐點火或氫氣不足時補充用，占比不到該公司碳排放量的1%。該公司電力和蒸汽用量與碳排放量有密切的關(guān)系。該企業(yè)將產(chǎn)能由10萬 t/a增加到18萬 t/a，電解單元槽至864臺，電解槽全部改為膜極距電解槽，并在不同階段實施換膜，2013年4～5月?lián)Q膜一次，2017年電解槽換膜一次。其各年的產(chǎn)量和碳排放量與燒堿產(chǎn)能、產(chǎn)量與碳排放量關(guān)系較大。該公司的碳排放總量與產(chǎn)量呈線性關(guān)系，產(chǎn)量越高，碳排放量越大。按全國電網(wǎng)平均排放因子0.6 101 t CO2/MW·h，舊膜增加300 kW·h/t 堿計算，碳排放量增加183 kg CO2/t 堿。通過對氫氣的合理利用，大大降低蒸汽購入，可減少碳排放量接近30，000 t CO2/a。

2 企業(yè)碳排放管理措施

2.1 建立相關(guān)的管理體系和制度

燒堿企業(yè)的耗能情況與其實際經(jīng)營方式、特點息息相關(guān)，因此企業(yè)方便必要結(jié)合自身的生產(chǎn)管理實際情況制定符合企業(yè)實際的能源管理體系，通過相關(guān)的管理體系以及制度保障落實企業(yè)的碳排放管理工作，起到約束企業(yè)上下工作行為的作用，保障企業(yè)上下在實際生產(chǎn)中能夠最大程度上落實碳排放管理工作。

2.2 加強對本行業(yè)的新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備的應(yīng)用

在企業(yè)的碳排放管理中，其一般會采用技術(shù)節(jié)能以及科技創(chuàng)新的方式來減少碳排放，尤其是對燒堿行業(yè)來說，相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用至關(guān)重要，企業(yè)應(yīng)該加強資金投入，加強對本行業(yè)的新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備的應(yīng)用，在工藝上應(yīng)該結(jié)合新技術(shù)的特點優(yōu)化其流程，技術(shù)應(yīng)用則是包括先進技術(shù)膜極距離子膜電解技術(shù)、超聲波防垢除垢技術(shù)、燒堿蒸發(fā)的過程優(yōu)化控制技術(shù)、使用氯氣壓縮機代替納氏泵技術(shù)、三效逆流降膜蒸發(fā)等技術(shù)的推廣應(yīng)用來降低企業(yè)的碳排放。在設(shè)備上則需要及時進行更新?lián)Q代，淘汰老舊設(shè)備，不僅可以提高生產(chǎn)質(zhì)量，也能夠起到節(jié)能減碳的作用。

2.3 合理利用企業(yè)余熱余能資源，降低碳排放量

在燒堿企業(yè)的生產(chǎn)過程中，可以通過電解余熱、蒸發(fā)余熱、富余氫氣燃燒產(chǎn)生蒸汽、鹽酸合成爐副產(chǎn)蒸汽等資源來降低蒸汽購入成本，還能夠起到減碳的作用。再者，加強對清潔能源的使用，目前我國對清潔能源的研發(fā)力度不斷深入，比如氫氣的使用，因此企業(yè)方面可以結(jié)合自身生產(chǎn)的實際逐步減少鍋爐的用氣量，加強對氫氣等清潔能源的使用。

2.4 制定監(jiān)測計劃，完善計量器具，不斷提高能源管理水平

通過制定合適的監(jiān)測計劃，加大能源管理手段，完善計量器具，將公司的碳排放水平與行業(yè)對標(biāo)對效，嚴(yán)格按照國家的標(biāo)準(zhǔn)要求進行節(jié)能減碳，從而不斷提高企業(yè)的能源管理水平。

3 結(jié)論

綜上所述，目前我國工業(yè)化程度水平不斷提高，燒堿行業(yè)作為國家主要的高耗能產(chǎn)業(yè)，其碳排放的嚴(yán)峻問題已經(jīng)嚴(yán)重影響到社會經(jīng)濟的良性發(fā)展，因此有必要加強對燒堿行業(yè)碳排放問題的分析，從中積累一些碳排放管理經(jīng)驗，督促該行業(yè)在碳排放管理上可以有所作為，同時還需要加強企業(yè)的碳排放管理工作，結(jié)合企業(yè)的實際經(jīng)營特點制定有效的碳排放管理方案，通過建立其新的循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展模式，不斷促進燒堿行業(yè)的節(jié)能減碳發(fā)展，提高該行業(yè)的經(jīng)濟效益、社會效益與環(huán)境效益。