石油化工行業(yè)實現低碳經濟發(fā)展,需要從提高碳資源利用率、發(fā)展低能耗的精細化工和化工新材料產品、鼓勵對外高新技術和低碳資源的合作等七方面著手。
目前,全球二氧化碳排放約280億噸/年,二氧化碳資源回收大約為2.5億噸,不足排放量的1%。我國要完成發(fā)展經濟、改善民生的任務,同時到2020年實現單位GDP減排40%~45%的目標。實施國家低碳經濟宏觀戰(zhàn)略,石油和化學工業(yè)是重點行業(yè),在我國經濟發(fā)展方式進行低碳升級轉型過程中,具有舉足輕重的地位。
三大治理環(huán)節(jié)
我國石油化工行業(yè)有不同規(guī)模和所有制企業(yè)10萬余家,規(guī)模以上企業(yè)2萬多家,其中20余種主要石油化工產品的產量居世界前列。在國家公布的千家重點耗能企業(yè)中,石化企業(yè)有340家,占1/3。在環(huán)保部公布的廢氣、廢水污染源國家重點監(jiān)控企業(yè)中,石油和化工企業(yè)分別有482家和803家,占13.4%和25.8%。
目前,我國石油化工行業(yè)產業(yè)結構仍以基礎原材料的生產為主,高附加值、精細化的產品比重偏低,落后產能仍占有相當的比例,高耗能的基礎原材料產品的平均能耗比國際先進水平要高20%左右。因此,我國石油化工行業(yè)仍有一定的節(jié)能潛力。石油化工行業(yè)要實現低碳經濟的發(fā)展,就必須切實抓好生產過程中的治理環(huán)節(jié)工作。主要環(huán)節(jié)包括:源頭治理,即減少高碳化石能源的使用,開發(fā)可再生能源。過程治理,即生產與消費中實施節(jié)能措施。末端治理,即CO2捕集、儲存和加以利用。
七大戰(zhàn)略途徑
我國石油化工行業(yè)實現低碳經濟發(fā)展,建議采取如下戰(zhàn)略途徑:一是科學控制新增量,即嚴格禁止低能效項目上馬,積極鼓勵高能效項目建設。二是大力改造“存量”,即淘汰落后的高能耗工藝和裝置,積極推動低能效設備(系統(tǒng))的節(jié)能改造以及能量梯度利用優(yōu)化。具體應關注以下七點。
提高碳資源利用率
開發(fā)新的低碳資源利用途徑——頁巖氣、煤層氣提出合理利用方案,針對煤層氣應研究其富集手段,以便能夠規(guī)?;募右岳茫贿M口海外低碳資源和中間原料加以利用,減小我國高碳排放的機會;纖維素乙醇的技術開發(fā)和生產應用,綠藻制油等。
提高現有碳資源的利用率——提倡焦爐氣的綜合利用(生產甲醇、合成氨或制氫);進一步優(yōu)化現有煉化一體化流程,力爭做到宜烯則烯、宜芳則芳、宜油則油;脫碳和加氫工藝結合,進一步提高重油輕質化水平(催化裂化和加氫裂化);重油催化裂化和催化熱裂解制烯烴;乙烯原料的輕質化,如加大碳四和煉廠氣原料應用比例;煤炭分質利用,完善褐煤中低溫熱解工藝、采用劣質煤轉化天然氣、粉煤和低煤質化煤炭氣化等;鹽化工生產中鼓勵采用聯產多種類氯產品流程;推廣熱電化多聯產、連續(xù)加壓煤氣化(000968)技術和先進氨合成技術及預還原催化劑等。
對多種資源要素和生產要素進行深度優(yōu)化和配置——以瀝青、石油焦、煤為原料的IGCC和煉油生產集成的煉油流程;在一定區(qū)域內集中小股資源集約化建立具有循環(huán)經濟和節(jié)能減排特征的一體化產業(yè)集群,以實現資源的高效轉化和清潔生產,如煤炭和天然氣、煤制合成氣和焦爐氣的聯合利用(碳氫比例更加合理),以煤、油田氣、渣油等為原料建設低碳烯烴聯合裝置等。
推進節(jié)能減排技術
為適應進口原油質量復雜的變化趨勢,要對現有煉油流程做優(yōu)化,建設加氫型煉油廠,發(fā)展高品質柴油以促進柴油轎車(柴油車比汽油車效率高30%,排碳減少)。乙烯行業(yè)積極推廣高效燃燒器、低NOx燒嘴和新型高效熱管空氣預熱器等,不斷提高鍋爐和裂解爐效率。有機原料生產中的馳放氣回收有效資源以及余熱回收工藝。聚烯烴生產中,采用冷凝態(tài)和超冷凝態(tài)技術,推廣應用先進的APC控制技術,以減少過渡料產生。煤制合成氣深度凈化技術和氮肥生產污水零排放技術、合成氨原料氣中微量CO和CO2脫除新工藝、循環(huán)冷卻水超低排放技術、氨法鍋爐煙氣脫硫技術、LH型等蒸發(fā)式冷卻(冷凝)器技術、尿素CO2脫氫技術、磷石膏綜合利用技術、無水氫氟酸、碘回收利用技術、磷石膏渣場防滲、筑壩治理技術、濕法磷酸凈化技術、磷銨料漿濃縮技術改進、WFS廢水選礦技術。干法乙炔技術、大型密閉式電石爐、中空電極和爐氣綜合利用、等離子體煤裂解制乙炔技術。農藥無溶劑和非光氣工藝。采用溶劑溶解螢石和低溫法生產氟化氫工藝。橡膠助劑采用清潔工藝。膜分離技術應用于生物化工產品的提純;皮革化學品無鉻鞣劑等。
發(fā)展低能耗的精細化工和化工新材料產品
突出化學工業(yè)產業(yè)鏈關聯需求的特點,在現有傳統(tǒng)產業(yè)的基礎上,積極發(fā)展高端精細化工和化工新材料產品,鼓勵企業(yè)或園區(qū)建設成為具有專業(yè)產業(yè)鏈特色的基地,尤其應關注下游高端專用化學品和化工新材料產品,不單獨追求最大,而是追求最強的發(fā)展模式。
化工園區(qū)建立有效的循環(huán)經濟產業(yè)鏈
化學工業(yè)具有產業(yè)鏈長、能量利用等級多等特點,采取園區(qū)化發(fā)展可以實現原料隔墻供應、資源得到優(yōu)化利用的目標,將成為我國發(fā)展化工產業(yè)的必選之路。
積極發(fā)展化工園區(qū)專業(yè)物流是實現低碳經濟的重要途徑之一?;の锪骶哂刑厥鈱I(yè)化的特點,是第三產業(yè)的重要組成部分,具有顯著的低能耗特點?;@區(qū)配套發(fā)展化工物流具有良好的市場優(yōu)勢和管理優(yōu)勢,可以顯著降低園區(qū)單位能耗。
化工園區(qū)的能源體系利用比較復雜,表現為不同等級的電力、蒸汽需求量大,應高度重視園區(qū)的能量系統(tǒng)集成利用問題。由于企業(yè)副產不同等級的蒸汽及高熱值尾氣,園區(qū)內能量系統(tǒng)集成優(yōu)化的潛力很大,采取熱電聯產的方式供應園區(qū)基本能源是有效的方式之一。
鼓勵對外高新技術和低碳資源的合作
探索進口高耗能的原料發(fā)展下游產業(yè)。目前國際貿易量比較大的化工原料產品有甲醇、合成氨、磷酸、硫黃、醋酸等,近幾年增長較快的產品還有丙烷、丙烯、苯、混合碳四和其他有機原料等。這些產品的生產均具有高耗能和高碳排放的特點。進口部分上述產品相當于進口了低碳資源和能源,可適度減少碳排放壓力。但是這一模式比較適合于沿海港口地區(qū),雖然有效解決了部分基礎原料供應問題,但是要客觀判斷進口渠道可靠性和價格風險。
加快低碳產業(yè)末端處理的技術研發(fā)
CO2捕集封存CCS( Carbon capture & Sequestration)是當今國際關注的課題,具體措施有注入衰竭油田、煤層和氣田(可以頂出甲烷氣)或深海封存等。
隨著碳減排的研究深入,更多的研究方向將集中如何由CCS向CCRS (Carbon capture & Reuse equestration)發(fā)展,目前二氧化碳已經被廣泛用于工業(yè)化生產的有尿素、純堿和干冰等裝置。應用前景較好的有將二氧化碳作為氧化劑與焦炭反應生產合成氣,此工藝可用于遠離煤炭資源地區(qū)的合成氣的生產,但是規(guī)模不宜太大。近幾年開發(fā)成功的二氧化碳利用新工藝還有用于可降解塑料的生產,發(fā)展前景較好。目前二氧化碳利用的難度之一是規(guī)?;母患侄?。
建立行業(yè)考評體系
各行業(yè)在發(fā)展過程中,不論是評估新增產能或是淘汰落后產能,都需要建立以能耗及碳排放為指標的考評體系,以此作為行業(yè)管理的依據。園區(qū)建設更需要依據行業(yè)的考評體系,不能僅以招商引資的數量來作為工作的主要目標,避免項目選擇帶來的盲目性。建立行業(yè)考評體系是行業(yè)管理科學化的重要標志,也將成為現代化工園區(qū)的重要標志之一。