煤化工发展与减碳难题凸显

“节能降碳是煤化工产业目前最重要的任务。”

 

 

临近岁末，一批煤化工项目再获进展，即将在来年“大干一场”：宝丰内蒙古300万吨/年烯烃项目环评获批，这是目前全球单厂规模最大的煤制烯烃项目；新疆慧能1500万吨/年煤炭分级分质梯级利用项目，于12月1日起就社会稳定风险分析征求公众意见；国家能源宁煤集团规划新建一套年产360万吨的煤制烯烃装置，注资高达211亿元……

 

从多地最新发布的规划可窥见产业发展的热度。“十四五”期间，云南将继续强化煤炭清洁高效利用，逐步推广“分质分级、能化结合、集成联产”的新型煤炭利用方式；河南将现代煤化工产业链列为8个具有引领性的特色化工产业链之首；贵州煤化工产业工业总产值将达到600亿元，新型煤化工产品比重提升到50%以上。

 

记者注意到，相比之前几十、百万吨左右的规模，新项目越来越走向大型化，原煤转化量明显提升。然而，用煤多了，难免加剧二氧化碳排放。在降碳大势之下，这一矛盾如何处理？

 

规模化、集约化是大势所趋

 

作为宝丰能源的“明星产业”，上述煤制烯烃项目一经公布便备受关注。记者了解到，该项目将采取整体一次性建设，计划用时18个月。届时，宝丰能源烯烃总产能将达到520万吨/年。“另外还有140万吨/年煤制烯烃产能，已经取得《鄂尔多斯市人民政府关于同意内蒙古宝丰煤基新材料有限公司使用鄂尔多斯市建设国家煤化工产业示范区总体规划中烯烃指标的批复》。未来几年，公司宁东100万吨/年烯烃项目、苯乙烯项目、针状焦项目等也将陆续投产。”宝丰方面表示，更多产能将提上日程。

 

在现有两套50万吨/年烯烃装置的基础上，宁煤集团规划一次性再上360万吨产能，目前正在进行第二次环评公示。“公司生产成本大幅增加，导致经营亏损严重，抗风险能力较差。烯烃一分公司积极探索多种方案，但均不能从根本上解决问题，最终拟引进新工艺、新技术替代原有工艺。”相关人士称。

 

在中国石油和化学工业联合会副会长傅向升看来，装置大型化、产业集群化，是煤炭清洁高效利用的重要方向与发展趋势所在。“装置分散了，形不成规模化和集聚效应。如果做到了每一个基地、每一个园区，甚至每一套生产装置、每一条产品链，都能发挥出最充分的效果，不仅节省资源、降低成本，还会产出最大化、效益最大化。”

 

记者注意到，除了企业，此番思路在多地发布的产业规划中也有体现。例如，近日公布的《贵州省煤化工产业发展规划（2022年修订）》就提出，当地煤化工产业存在整体效能不高、产业集中度不高等问题。对此，将按照“专业化、大型化、集约化、一体化、现代化”方向，主要任务之一就是推动产业集聚融合发展。

 

节能降碳是当前最重要任务

 

规模上来了，意味着煤炭消费量大幅提升。随之又有新问题——煤化工本就属于典型的高碳产业，接下来多地扎堆推进、大项目增加用煤，会不会持续加剧碳排放？进而带来高碳锁定效应怎么办？

 

傅向升坦言，煤化工原料是煤炭，在制取化学品过程中，碳排放量远高于以天然气和石油为原料的项目，减碳挑战更为艰巨。“以合成氨和甲醇为例，以煤为原料的吨氨、吨甲醇，二氧化碳排放分别是4.5吨、2.9吨，以天然气为原料生产分别是3吨和1.1吨，煤头合成氨多排50%、甲醇多排1.6倍。可以说，节能降碳是煤化工产业目前最重要的任务。”

 

石油和化学工业规划院院长李君发也称，基于自身复杂性，行业门类复杂、生产企业多、产品数量多，不同细分领域的碳排放多寡悬殊。对此，企业节能降碳改造必须与绿色转型升级结合起来。

 

 

事实上，部分企业已开始着手应对减排压力。以宝丰内蒙古300万吨/年烯烃项目为例，其也是全球目前唯一的规模化用绿氢替代化石能源生产烯烃的项目。“我们打造了集制、补、储、运、加、用于一体的绿氢全产业链，未来将形成年产百亿立方的绿氢产业规模。利用风光互补发出的绿电，电解水制取绿氧、绿氢，以此分别替代煤作为原料和燃料，直供化工系统。”宝丰能源总裁刘元管解释。

 

国家能源集团化工公司相关负责人告诉记者，充分利用煤化工项目碳排放浓度高、集中度高、易于低成本捕集的优势，正在推进百万吨级碳捕集、利用与封存不同地址条件选址及关键技术研究，为碳中和阶段启动大规模减碳提供支撑。此外，公司还在探索二氧化碳资源化利用新途径，包括制合成气、绿色甲醇、可降解塑料等，建立技术储备。

 

破解发展与减碳的双重压力

 

“发展现代煤化工，不仅可以缓解我国油气对外依存度过高的局面，为国家能源安全提供必要支持，还能实现我国能源化学品生产的多元化，推进煤炭消耗由燃料向原料转变，提升国际油气价格波动的抵御能力，并弥补石油化工不足，推进化工行业形成更加合理的结构。”上述化工公司负责人进一步称，稳步推进“双碳”目标，离不开煤炭清洁高效利用。尽管面临着发展与减碳的双重压力，产业方向不可动摇。

 

如何寻求破解之道？该人士提出，规模化布局的思路，不仅限于煤化工项目本身，还可建设煤、油、化、新能源一体化的综合能源基地，由此提升集约化水平，推动煤炭清洁高效转化，在发挥规模效应、降低总体投资的同时，打造能效高、排放少、效益好的转型升级样板工程。“与传统煤化工相比，现代煤化工项目的碳排放已有所减少，但在原理上仍不可避免。与清洁能源深度耦合，则可以大幅降低排放。以60万吨/年煤制烯烃项目估算，当补入足够绿氢和绿氧后，吨烯烃产品的碳排放下降约70%。”

 

傅向升认为，煤化工产业与绿氢的耦合，应成为当前重点探索的路径。“《工业领域碳达峰实施方案》已提出，鼓励有条件的地区利用可再生能源制氢，优化煤化工、合成氨、甲醇等原料结构。若绿氢价格和所需量都适宜，采用补充绿氢的方法来调整碳氢比，煤化工面临的减碳压力能够降低不少。”

 

“但也要注重节能降碳措施的可行性。”李君发提醒，若是片面追求减碳效果，大量采用不成熟的技术或设备，反倒会影响项目“安稳长满优”运行。“推荐采用相关领域内的共性节能降碳技术，提高技术的推广价值，同时也要结合项目实际，摸清家底，分类施策，分步实施。”