“双碳”目标下,现代煤化工产业减碳的思路

2021-7-12 09:13 来源: 中国能源报 |作者: 霍婧

面对“双碳”目标,产业高碳、集排特性是把“双刃剑”


现代煤化工产业具有高碳属性。利用煤化工生产替代石油化工生产的化工产品,需要对氢/碳原子比进行调整。煤炭的氢/碳原子比为0.2—1.0,而石油的氢/碳原子比为1.6—2.0,因此,在煤气化制甲醇和烯烃、煤液化以及煤间接液化过程中都会有大量的碳以二氧化碳的形式产生。根据碳元素转化率不同,吨产品产生的二氧化碳不尽相同,比如煤直接液化约5.8吨,煤间接液化约6.1吨,煤制天然气约4.8吨,煤制烯烃约9吨,煤制乙二醇约6.8吨。数据显示,截至2019年底,我国现代煤化工产业的原料煤转化量约1.55亿吨标煤,约占煤炭消费量的5.6%。出于自身结构及反应过程,消费1吨煤将排放2—3吨以上二氧化碳,从原理上来讲,这个排放不可避免,未来数亿吨的二氧化碳排放问题将成为产业持续发展最大的约束之一。

“双碳”目标对现代煤化工产业提出极大挑战。扎实做好碳达峰、碳中和各项工作,将成为未来一段时期的重要任务。在这一愿景的实现过程中,能源领域将迎来一次根本性调整,现代煤化工产业如何加快减碳、如何实现低碳转型已成当务之急。

现代煤化工产业碳排放具有浓度高、排放集中优势。形成这项优势的原因有两点。第一,煤化工生产中的二氧化碳排放主要有能源使用过程中的燃烧排放以及生产过程中的工艺排放两种。燃烧排放主要存在于加热炉、自备电厂等燃料气、煤燃烧排放过程,排放浓度较低,生产过程中的工艺排放主要来自气净化环节,排放浓度较高,二氧化碳的体积能够达到65%—95%。第二,二氧化碳的排放量分布比较集中,并且单个排放源的排放量比较大。大型煤化工装置的二氧化碳排放量达到百万吨以上,而生产过程排放的二氧化碳量所占比例在55%以上,排放源比较集中,这就使得工业生产过程中排放的二氧化碳能够得到富集。因此,对二氧化碳进行提纯投入会相对较少,操作会相对简单。

部分企业虽已纳入重点碳排放单位名单,但其生产过程碳排放并未纳入。2020年,生态环境部印发《纳入2019—2020年全国碳排放权交易配额管理的重点排放单位名单》,其中大唐克旗煤制气、神华宁煤、伊泰化工、宝丰能源等多家煤化工企业均被纳入,然而,文件规定的配额管理仅针对煤化工企业自备电厂发电排放环节,而相比之下,现代煤化工生产过程的碳排放更甚,但生产过程碳排放却暂未参与全国碳市场

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