“碳達峰、碳中和”背景下化工行業(yè)面臨的機遇與挑戰(zhàn)

韓玉

（天津四十二站檢測技術有限公司，天津，300384）

2020年9月，中國國家主席習近平在第七十五屆聯(lián)合國大會上提出:“中國將提高國家自主貢獻力度，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(xiàn)碳中和。”不僅如此，2020年12月在北京召開的中央經(jīng)濟工作會議，也將“做好碳達峰、碳中和工作”確定為2021年八大重點任務之一。

“碳中和”是指企業(yè)、團體或個人測算在一定時間內(nèi)，直接或間接產(chǎn)生的溫室氣體排放總量，通過植樹造林、節(jié)能減排等形式，抵消自身產(chǎn)生的二氧化碳排放，實現(xiàn)二氧化碳的“零排放”。而“碳達峰”則指的是碳排放進入平臺期后，進入平穩(wěn)下降階段。

1997年問世以來，“碳中和”的概念在西方逐漸走紅，實現(xiàn)了從“前衛(wèi)”到“大眾”的轉(zhuǎn)變。2018年10月，聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會發(fā)布報告，呼吁各國采取行動，為把升溫控制在1.5攝氏度之內(nèi)而努力。為實現(xiàn)這一目標，需要在土地、能源、工業(yè)、建筑、運輸和城市領域展開快速和深遠的改革[1]。

全球變暖是人類的行為造成地球氣候變化的后果?！疤肌本褪鞘?、煤炭、木材等由碳元素構成的自然資源?！疤肌焙挠玫枚?，導致地球暖化的元兇“二氧化碳”也制造得多。隨著人類的活動，全球變暖也在改變著人們的生活方式，帶來越來越多的問題。

目前全世界已有120多個國家正在考慮或已經(jīng)提出“碳中和”排放目標。2021年1月美國總統(tǒng)拜登簽署《關于保護公眾健康和環(huán)境以及恢復科學應對氣候危機的行政命令》，提出了美國在2050年前實現(xiàn)100%清潔能源和凈零排放的目標。2020年3月，歐盟提出將到2050年溫室氣體凈零排放的目標納入法律。隨后，南非、日本、韓國和加拿大也相繼出臺政策宣布實現(xiàn)凈零碳排放。

從最近的新能源汽車頻繁投入市場，再到浩浩蕩蕩的可降解塑料投資大軍，以及新能源電池的研發(fā)和生產(chǎn)，不斷向市場傳遞著一種信號，那就是中國正在努力實現(xiàn)“碳中和”這個終極目標。

碳排放的來源主要包括煤炭、石油、天然氣與工業(yè)過程，根據(jù)Carbon Brief統(tǒng)計的結果顯示，2018年中國碳排放已經(jīng)達到100億噸的規(guī)模，位居全球第一位。其中煤炭消費排放為73億噸、石油消費排放15億噸、水泥生產(chǎn)排放7億噸、天然氣排放5億噸（見圖1）。2019年全球二氧化碳排放量最高的五個國家分別是中國、美國、印度、俄羅斯和日本，其中中國2019年二氧化碳排放量居全球首位，占全球總排放量的28%；美國居次席，占全球總排放量的15%。

目前中國對小型煤礦采取關停等一系列舉措，同時加大力度將一次性能源結構向清潔能源遷移，在一定程度上縮減了煤炭加工產(chǎn)業(yè)鏈中產(chǎn)生的碳排放，但在《氣候戰(zhàn)略研究簡報》統(tǒng)計的數(shù)據(jù)表明，煤炭仍占到最大的碳排放比重（見圖2）。另外，隨著煤化工產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，特別是傳統(tǒng)煤化工的規(guī)模化仍存在的前提下，新型煤化工的發(fā)展，又進一步加重了碳排放的規(guī)模。

中國是富煤缺油少氣的能源結構，不平衡的能源結構帶來了不平衡的碳排放結構?；ば袠I(yè)是承接自然界原料和下游終端消費品的重要紐帶，其對于國家經(jīng)濟體的重要性不言而喻，這也是眾多發(fā)達國家至今仍致力發(fā)展化工行業(yè)的原因之一，而中國是制造大國，化工行業(yè)自然成為整體中的重要一環(huán)。在我國朝“雙碳”目標前進的過程中，化工行業(yè)的能源消費結構也將面臨調(diào)整。在“雙碳”能耗雙控的政策背景下，單噸生產(chǎn)能耗更高的化工產(chǎn)品將率先面臨產(chǎn)能重新調(diào)整的挑戰(zhàn)，行業(yè)內(nèi)的眾多落后產(chǎn)能或?qū)⒂捎谏a(chǎn)設備和單位能耗指標限制受到發(fā)展制約。但從長期角度看，“雙碳”政策或?qū)⑼苿有乱惠喕ば袠I(yè)“自上而下”的供給側(cè)改革，落后產(chǎn)能的出清將促進行業(yè)集中度進一步提升[2]。

（一）現(xiàn)代煤化工

化工三大原料中，煤炭是我國最為豐富的資源。煤炭的富足也催生了中國化工行業(yè)的不平衡能源處理方式，煤燃料、煤焦化、煤制烯烴、煤制芳烴、煤制油、煤制氫、煤制甲醇等行業(yè)，目前都處于供應相對過剩的現(xiàn)狀，快速的發(fā)展讓煤化工行業(yè)十分壯大，但也出現(xiàn)了巨大的碳排放。據(jù)中國煤炭工業(yè)協(xié)會發(fā)布的《煤炭工業(yè)“十四五”高質(zhì)量發(fā)展指導意見（征求意見稿）》中的數(shù)據(jù)顯示，截至2019年，我國已建成煤制油產(chǎn)能921萬噸、煤制氣產(chǎn)能51億立方米、煤制烯烴產(chǎn)能1,362萬噸、煤制甲醇6,000萬噸左右、煤制乙二醇產(chǎn)能478萬噸。

為了降低對原油的依賴程度，以煤為原料的煤化工近十年發(fā)展較為迅速，但是高端產(chǎn)品技術卻難以突破。未來“雙碳”政策壓力將推動現(xiàn)代煤化工走高端化、清潔化、市場化路線。通過帶有約束條件的發(fā)展優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結構，一方面將不斷提升工藝技術水平，提高煤炭中碳的使用效率，降能減排，減少碳排放相關成本。另一方面，向下延伸產(chǎn)業(yè)鏈，提升產(chǎn)品的附加值，降低單位產(chǎn)值的能耗成本[3]。

華魯恒升作為中國典型的煤化工企業(yè)，他們在對技術不斷創(chuàng)新、吸收的過程中，掌握了清潔煤氣化技術，已經(jīng)形成了以煤炭為原料，多點化工品下游的創(chuàng)新模式。因此利好具有技術優(yōu)勢及擁有全產(chǎn)業(yè)鏈、可以獲得產(chǎn)品高附加值的企業(yè)，充分發(fā)揮現(xiàn)有項目的創(chuàng)造潛力，同時引進國際國內(nèi)的新工藝、新技術，聚焦核心技術攻關，把產(chǎn)品創(chuàng)新作為產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整的龍頭，提升產(chǎn)品價值鏈。

（二）石油化工

目前國內(nèi)隨著新能源車市場占有率的提升，國內(nèi)成品油需求或?qū)⒊袎?，原油消費量的增速也在不斷提升。隨著國內(nèi)以油品為主的落后老舊煉油產(chǎn)能逐步出清，占比出現(xiàn)下滑，且英國石油公司、荷蘭殼牌公司、?？松梨诘葒馐途揞^已宣布關停全球范圍內(nèi)多家落后煉廠，預示著傳統(tǒng)的油品型煉廠或?qū)⒅鸩酵顺鰵v史舞臺，而以生產(chǎn)化工品為主的“小油頭大化工”民營大煉化企業(yè)或?qū)⒂纱擞瓉砹己玫陌l(fā)展機遇。

以生產(chǎn)化工品為主的民營煉化企業(yè)，受成品油需求減緩的影響較小，因此少油多化的民營大煉化龍頭企業(yè)有望進一步增強化工品的研發(fā)實力，穩(wěn)固行業(yè)龍頭地位，向平臺型化工巨頭邁進。

（三）氯堿化工

近年來，我國的氯堿化工主要以純堿、燒堿和電石-PVC等為主，它們均是單位生產(chǎn)能耗高的化工品，也是能耗雙控政策重點關注的對象。根據(jù)國家統(tǒng)計局披露的數(shù)據(jù)顯示，2020年中國化工行業(yè)的電能消耗，占到了全國總消耗量的30%，是消耗量最大的行業(yè)（見圖3）?；ば袠I(yè)中的電能消耗，主要來自化工原料生產(chǎn)，以及終端制品的加工生產(chǎn)環(huán)節(jié)。

2021年3月，內(nèi)蒙古實施“十四五”能耗雙控新政，提出了較為嚴厲的“十四五”能耗控制目標，打響了全國“碳中和”政策落地第一槍。在《2021年政府工作報告》和《關于確保完成“十四五”能耗雙控目標任務若干保證措施（征求意見稿）》中明確規(guī)定，從2021年起不再審批焦炭、電石、PVC、合成氨、乙二醇、燒堿、純堿、磷銨等新增產(chǎn)能項目，確有建設的需要在區(qū)內(nèi)實施產(chǎn)能和能耗減量置換。

在“雙碳”能耗管控下，眾多零散產(chǎn)能由于生產(chǎn)設備和單位能耗指標的限制而受到發(fā)展制約。由于氯堿化工行業(yè)產(chǎn)能十分分散、集中度低，預計在“碳中和”催生的供給側(cè)改革中將會出清大批落后產(chǎn)能，龍頭企業(yè)將憑借成本和規(guī)模優(yōu)勢脫穎而出[4]。

（四）可降解塑料

我國是一次性塑料制品消耗大國，且隨著快遞和外賣行業(yè)的發(fā)展，每年一次性塑料制品的消耗量更是快速增長，為生態(tài)環(huán)境造成了巨大壓力。2020年7月10日，國家發(fā)改委、生態(tài)環(huán)境部、商務部等9部委聯(lián)合下發(fā)了《關于扎實推進塑料污染治理工作的通知》，要求地方嚴格落實《關于進一步加強塑料污染治理的意見》。從2021年1月1日起，“限塑令”正式升級為“禁塑令”。

可降解塑料可以在相對較短的時間內(nèi)自主降解成無污染的小分子，性能與不可降解塑料相近，無論從環(huán)境保護、開發(fā)利用可再生資源，還是合成特殊性能的高分子材料出發(fā)，均符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求。其中以PLA（聚乳酸）和PBAT（聚對苯二甲酸-己二酸丁二醇酯）為主的生物降解塑料是目前可降解塑料中的主流應用[5]。據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院統(tǒng)計測算，2019年我國塑料制品累計產(chǎn)量8184萬噸，塑料薄膜產(chǎn)量達1594.62萬噸。相比之下，2019年生物降解塑料消費量僅為52萬噸。受高成本以及技術壁壘較高的影響，可降解塑料仍處于推廣階段。目前多家上市公司已加快入局步伐，擴大相關替代品產(chǎn)能、布局包含原材料生產(chǎn)的完整產(chǎn)業(yè)鏈。未來隨著人們環(huán)保意識的逐漸加強，以及相關政策引導，預計可降解塑料發(fā)展前景廣闊。

（五）新能源、新材料

我國能源消耗目前主要以高排放的煤為主，在“雙碳”戰(zhàn)略下，我國需在能源的供給端和消費端均進行結構轉(zhuǎn)型。能源供給方面，新能源領域?qū)@巨大發(fā)展良機，這也將帶動相關上游材料的增長。尤其是高價值的生物基新材料，具有“節(jié)流”作用的化學保溫材料等降耗減排材料，風、電、光、電、氫能等清潔能源相關化工材料將迎來長期發(fā)展機會[5]。從近期中國規(guī)?；钠髽I(yè)投資方向來看，很多有實力的化工企業(yè)，在紛紛向新能源行業(yè)靠攏。

（六）回收二氧化碳

全球工業(yè)化進程的加快使二氧化碳排放量越來越大，并給環(huán)境帶來危害，而石油、煤炭資源的日漸枯竭也需要有新的碳源及時補充，因此世界各國十分重視開發(fā)相應的二氧化碳回收以及凈化和再利用技術。美國Brookhaven國家實驗室的研究人員正在開發(fā)催化劑，有望將過多的溫室氣體轉(zhuǎn)化成有用的化學品。研究人員指出，不能只依賴于化學工業(yè)利用二氧化碳以削減化石燃料燃燒排放的二氧化碳。幾種其他對策同時應用是必需的，包括提高現(xiàn)有化學燃料利用的效率，捕集和利用封存化石燃料燃燒產(chǎn)生的二氧化碳，并轉(zhuǎn)向使用可再生燃料和可再生能源[6]。

實際上，二氧化碳是一種可利用的寶貴資源，已被世界有關組織列為對人類最親和的氣體之一，并已在化學工業(yè)、食品工業(yè)、機械加工、石油開采等領域大量應用，但目前全球二氧化碳年利用量不足1億噸。如今，大力開發(fā)利用二氧化碳這一資源的熱潮正在中國掀起，工業(yè)級液體二氧化碳的使用領域正在大力拓寬。2021年11月18日在華亭市開工建設的低甲尾氣回收制取工業(yè)級液體二氧化碳項目，每年可減少50萬噸中國華能煤制甲醇公司二氧化碳尾氣的排放，經(jīng)濟、環(huán)保且社會效益顯著。

在“雙碳”浪潮下，化工行業(yè)以其巨大的產(chǎn)值、在國民經(jīng)濟中的重要性和生產(chǎn)環(huán)節(jié)的高耗能，站上了風口浪尖。放眼更長遠的時期將會發(fā)現(xiàn)，當前把化工行業(yè)作為高排放行業(yè)，一定程度上是由于現(xiàn)行技術下難以進行全生命周期的精準碳核算的“權宜之策”。以生產(chǎn)環(huán)節(jié)的碳排放來替代全生命環(huán)節(jié)的碳排放，對化工行業(yè)形成不利因素，但若考慮到整個生產(chǎn)-消費流程的碳成本，化工行業(yè)競爭力會有明顯上升。經(jīng)過多年的技術發(fā)展，化工產(chǎn)業(yè)鏈末端的合成材料、新材料，已經(jīng)在特性和成本上擁有了難以比擬的優(yōu)勢，“以塑代鋼”、“以塑代木”、化學纖維替代天然纖維的趨勢逐漸清晰。作為終端消費品原料，不單單化工行業(yè)有碳成本，鋼鐵行業(yè)的高碳排放、木材行業(yè)損失的固碳機會成本，未來在碳足跡測算與分析技術發(fā)展成熟的情況下，都會直接計入終端消費品碳足跡，而化工品將以其性能好、價格低廉、可量產(chǎn)的優(yōu)勢確立自身競爭力[7]。

“碳達峰、碳中和”作為科學、健康、綠色的發(fā)展方式，必然引導著化工行業(yè)發(fā)展的最終方向。當前我國正處在能源結構調(diào)整的重要階段。隨著各省市開始布局氫能、生物質(zhì)能等清潔能源發(fā)展戰(zhàn)略，未來化工行業(yè)的生產(chǎn)過程用能有望從高耗煤高耗電的能源消費結構向消耗氫能、電能、天然氣和生物質(zhì)能轉(zhuǎn)型。發(fā)展才是硬道理，只有能效高、轉(zhuǎn)化率高、掌握了先進碳捕集技術的化工企業(yè)，才能成為化工行業(yè)“低碳化”、“綠色化”浪潮中的佼佼者。