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《中國煤化工》
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為煤化工產業(yè)減碳獻計
作者:唐宏青 | 來源:《石化產業(yè)觀察》雜志 | 時間:2021-05-17

如今,碳達峰、碳中和已成為一場波及中國上上下下廣泛而深刻的經(jīng)濟社會系統(tǒng)性變革。作為化石能源生產和消費的主要行業(yè),煤化工產業(yè)可能要首當其沖,成為靶心。一方面,煤化工是碳排放大戶,排放總量隨著產能的擴大還在同比大幅增升,未來一定是被重點關注的行業(yè)。數(shù)據(jù)顯示,去年,我國煤化工產業(yè)貢獻的碳排放量達到49億噸,較5年前增長了近50倍。另一方面,在碳中和的過程中,國家將會出臺一系列限制政策措施,而煤化工恐將是首先被限制的行業(yè)之一。

毫無疑問,煤化工產業(yè)要想繼續(xù)發(fā)展,就要及早從自身出發(fā)尋找減碳的辦法。在筆者看來,目前主要有兩條路可以走:一是要降低含碳原料的碳含量,二是設法消除已排放出的二氧化碳。具體而言,大概有以下幾種處理方式。

一是原料減碳。煤、石油都是高碳低氫原料,煤含氫量一般不會超過5%(重量百分比),石油含氫量在10%~15%。如果在原料中加入天然氣、頁巖氣或工業(yè)尾氣等,是可以減少碳排放的。因為天然氣的主要成份是甲烷,1個碳4個氫,含碳量很低,熱值較高。西方國家減少碳排放量主要靠的就是這條途徑,特別是在俄羅斯、中東以及美國等天然氣資源比較豐富的地區(qū)。

二是垃圾氣化,F(xiàn)在煤化工產業(yè)的大部分垃圾都是埋掉,部分用來發(fā)電。如果把垃圾進行純氧中壓氣化產生合成氣,不僅沒有焦油和二噁英,還能代替煤作為原料。用垃圾代替煤氣化是目前煤化工產業(yè)新的出路。此法成本低且產生的二氧化碳數(shù)量比煤要少,目前正在研究中。據(jù)悉,用固定床加二段爐氣化的話,每噸垃圾估計可轉化800立方米合成氣。不過用這個方法要另建氣化爐,必須考慮投資問題。建議新建煤化工項目可以采用煤氣化爐和垃圾氣化爐共建這個方法,實現(xiàn)減排、減污染、降低生產成本、節(jié)煤。

三是對現(xiàn)有裝置進行減排。這里需要注意的是,新近投產的煤化工裝置,基本上采用的是近幾年最新的節(jié)能技術,進行過計算機系統(tǒng)模擬和優(yōu)化,僅對某個單元或局部進行技術更新,難以使整體工藝產生明顯節(jié)能減排效果。建議對已運行二三十年的陳舊裝置進行系統(tǒng)改造,減排還是可期的。

四是重視二氧化碳回收,即在煤化工項目周邊植樹造林,利用植物進行綠地和生態(tài)回收二氧化碳,依靠自然界的陽光和水,在光化學的作用下將二氧化碳轉變?yōu)橛袡C物,同時提供氧氣。當然,這也是一筆可觀的投資。具體來說,年產180萬噸的甲醇項目,周邊需要128平方公里的闊葉林相伴,而年產400萬噸的合成油項目,周邊則需要789平方公里的闊葉林相伴。不過在煤化工項目旁邊建木材加工廠,可以生產木材,同時進行木材加工,而煤化工項目也有了解決二氧化碳排放的出路,算是一舉兩得的事。

五是將二氧化碳深埋地下。據(jù)美國《科學》雜志的報告,科學家把二氧化碳注入地下玄武巖層,借助自然化學反應將二氧化碳轉化為固態(tài)碳酸鹽。這個技術通常選擇的封存地點是廢棄油氣田等,但技術的安全性還有待驗證。

六是節(jié)電。對煤化工產業(yè)來說,節(jié)電就是減排。因為我國70%以上發(fā)電靠的是煤炭,而煤電單位電量排碳量是所有發(fā)電中最高的。

顯然,減排將是煤化工產業(yè)在“十四五”期間面對的最大難題。只有及早在實際環(huán)節(jié)上下功夫,煤化工產業(yè)在實現(xiàn)雙碳目標中,才能不至于成為被革命的對象。

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