双碳背景下我国煤化工和石油化工的发展趋势

　摘要

“双碳”目标是中国对全球气候变化做出的郑重承诺，也是对于传统的煤化工、石油化工行业进行产业结构重整，工艺技术创新的指路灯。总结讨论了传统煤、石油化工行业的一些不足之处，根据当前大形势阐述了行业的发展趋势，并对新时代能源科技革命背景下的煤、石油化工行业发展进行展望。

　关键词：二氧化碳；碳排放；低碳；能源利用

引言

在第七十五届联合国大会上，中国面向世界承诺，力争于在2030年前实现碳达峰，并努力争取2060年前实现碳中和目标。2020年中央经济工作会议中，将“做好碳达峰、碳中和工作”作为2021年必须抓好的八项重点任务之一。当前全球气候变暖，威胁人类生存，有机构测算实现碳中和目标后全球升温可能会减少0.2-0.3℃。中国作为一个“多煤、贫油、少气”的资源结构国家，在国产制造工艺日渐完善的情况下，仍是全球排名第一的碳排放国，且原油和天然气仍然高度依赖进口[1]。发展低碳经济，重塑能源体系具有重要的安全意义。在这样的背景之下，中国提出的“双碳”目标对煤化工与石油化工行业造成一定冲击，煤、油指标受到限制，且对排放要求日愈严格，无论是国家政策还是对于煤、石油化工企业的自身发展而言，探寻低碳化发展的新路径是必然的发展要求。

　一、煤化工行业的现状与发展趋势

煤化工的发展主要包括四大类产业：煤制油、煤制天然气、煤制烯烃、煤制乙二醇。其主要的二氧化碳排放主要在两个方面，一是煤炭燃烧的锅炉燃煤排放，二是工艺过程中的碳排放。

最早自工业革命开始，能源需求量急剧增加，随着技术的发展，能源利用率也不断提高，同时污染问题也随之而来。我国作为世界上煤炭能源储量最多的国家，约在世界占比40%左右[2]。但对于资源利用，不能做到效率高与污染量少的同步举措。在科技水平不断提高的作用下，煤化工行业装备制造技术也不断创新。现有煤化工技术主要包括煤的气化、干馏等。但煤炭的主要成分是以C为主，也包含其他的硫元素杂志等，在生产过程中会产生大量的有害污染物，如二氧化碳，苯化合物以及硫氧化物等[3]。企业为了追求产能，大量消耗煤炭资源，存在产能过剩的现象，大型企业的产量不够，但中小型企业高产，但由于小型企业规模小，资金短缺，耗能高的同时也造成了高的污染排放，最终造成环境破坏。人们由此提出绿色煤化工概念，争取做到低投入、低排放，高回收，通过一定的低碳技术，使高污染的能源转化为低碳能源，同时将其中的杂质剔除。除此之外，现阶段在行业里普遍使用的是碳捕获技术用来处理碳排放的问题。基本方法为燃烧后处理，将原料燃烧后，使用含胺物质处理，使CO2、清洁元素分离，可以更好的利用原料[4]。

中国石油和化学工业联合会的统计数据显示，截至“十三五”末，我国煤制油年产能823万吨、制烯烃1672万吨和煤制乙二醇597万吨。产能均实现大幅增长。并且在产业规模扩大的同时，多项关键技术取得突破。由于煤炭是含碳量最高的化石能源，对煤炭资源的有效利用，可以从以下几方面进行：首先是产业组织模式的转变，以生态可持续发展作为理论基础，强化产业链的生产，可以借助资源优势促进经济发展。其次是进行技术对接，可将煤化工产业与其他产业进行结合，例如将煤液化后的产品作为其他产业原料实现资源的整合优化[5]。在解决环境问题的同时，提升社会效益，进一步发挥化工行业优势。此外，煤化工企业同时要进行合理的规划和布局，确保区域内产业的优化配置，实现低碳发展。根据“十四五”的发展规划，煤炭行业在我国的经济和社会发展中，仍然是能源基石地位，且作为最经济安全的能源，即使对煤炭实行“双控”措施，其消费仍然稳步增长[6]。经历国家政策的不断规划，能源企业调整产业结构是必然选择。能源结构由“一煤独大”向“多能互补”。清洁低碳、安全高效的能源体系正加快构建。可以充分利用丰富的风电光等可再生能源替代燃煤发电。同时不断改进洁净煤气化技术，加强工艺的余热综合利用。并且煤化工由单一燃料向原料和燃料并重转变，将以往传统技术的单纯排碳向碳利用、碳封存技术转变，促进现代煤化工产业高质量发展。

　二、石油化工行业的现状与发展趋势

中国一直以来积极应对气候变化，根据WDI数据，中国CO2排放总量与能量消耗位居世界第一，温室气体排放量全球第一。我国粗放型工业贡献了超过80%的能源相关的碳排放。石油化工行业作为能源行业重要一员。其发展对实现“碳达峰”和“碳中和”的承诺具有重要的作用。石油化工行业具有能耗大、污染严重等特点，是较大的二氧化碳排放源，在生产中排放的CO2占全国排放总量13%左右。碳减排发展面临着重要的战略机遇与挑战。当前我国石油化工产品产能基数持续扩大，但盈利水平有所下降，并且在企业生产过程中，其实际的能源利用率只有30%-40%，能源利用率低，缺乏竞争力。

在我国的石油化工行业中现有的加工工艺包括石油裂解、分馏、精炼等，在伴随易燃易爆的危险同时，在加工过程中均会产生大量的污染性气体、液体等，包含多种杂环化合物、芳香烃类等有毒及重金属物质以及SO2、NOx和粉尘。石化装置燃烧的烟气排放量约占化工行业排放总量的60%左右，并且多采用高空排放的方式，排放量大，且扩散范围广。在我国的石油化工技术的发展过程中，技术更新缓慢并且缺乏创新，存在与实际需求不符的现状，并且相应的处理手段和监管措施缺乏，导致石油化工技术的发展不合理，造成相关资源的浪费，对环境造成污染。

在环境及能源消费总量的双重约束下，不断引进和推动发展生物燃料并同步通过调整结构、技术升级，节能减排效果显著，绿色智能化的得到推行应用，但石化工业整个行业的总能耗约6.3亿吨标煤，碳排放量约占全国排放总量的10%，其碳减排任务依然艰巨。碳中和与碳达峰目标是一次能源革命，对于石油化工行业的生产影响巨大，不仅要增加清洁能源利用的比重，同时也要兼顾生产比重。

根据现有的发展现状，要结合低碳的理念，加强绿色化生产，提高行业发展有效性，充分弥补传统的石油化工技术存在的短板。此外，要将绿色生产与传统工艺有机结合，减少废物排放，对材料灵活运用，并积极进行国际交流，引进新技术，减少石化技术生产过程中的不足。

　　三、总结展望

随着我国的经济发展，基本化工原料的需求量逐年增加。目前石油化工企业生产的烯烃类产品依然大量依靠进口。随着煤制烯烃的成熟，将现代煤化工与石油化工相结合也是一条多元发展的途径。截止到2020年，我国煤制烯烃产能可以达到1200万吨/年，可以有效减轻石油进口的压力。将二者融合、协调发展，可实现能源多能互补，以在一定程度上实现我国能源稳定及产业多元。针对这两项化工过程中“富碳缺氢”特点，将绿氢与工艺过程结合，通过可再生能源制氢，耦合煤气化工艺生产，实现煤化工过程的碳氢平衡。有专家认为，从长远的发展角度来看，绿氢的应用具有一定的潜在价值，通过绿氢与煤、石油化工产业相结合的创新技术，可以提高能效和碳效，有效的降低碳排放，与此同时也打破了能源行业独立分割的局面。

新能源科技革命加速兴起，在我国确立的“碳达峰”、“碳中和”的能源战略目标的大背景下，煤化工、石油化工这些能源行业尽快实施创新驱动发展战略，加大投入，实现产业转型。面对“十四五”，应努力开发煤炭石油化工智能开发，把握国际能源变化的新发展趋势，共同推进世界能源绿色低碳转型。重点注意煤、石油化工领域技术发展中的能源损耗，摒弃传统能源行业的高能耗高污染发展，更好适应绿色消费革命。专注于从技术的节能减排入手，做好排放物的治理回收措施，实现从碳一化学与多碳化学的转变，并加强对新技术、绿色化工等重点领域的发展研究，开发出多形式的工艺技术路线，促进绿色创新发展。

　参考文献

[1]王强,徐向阳.“双碳”背景下现代煤化工发展路径研究[J].现代化工,2021,41(11):1-3.

[2]张良.基于低碳理念指导的煤化工产业的发展研究[J].化工设计通讯,2019,45(08):22-49.

[3]任晓慧,付锦东.煤化工企业节能降耗现状及优化对策[J].化工管理,2021(22):37-38.

[4]郭鹏程.低碳时代下的绿色煤化工[J].化工管理,2017(32):224-226.

[5]卓唯佳.基于低碳理念的煤化工产业发展研究[J].决策探索(中),2018(07):35.

[6]李伟.“双碳”目标下传统能源企业转型路径探究[J].中国煤炭工业,2021(12):24-27.

[7]王栋.碳达峰背景下我国石油化工企业参与碳排放权交易市场建设路径分析[J].现代管理科学,2021(05):3-9.

[8]贺宗昌,王洪春,高小强,等.论石油化工中新环保技术的应用[J].当代化工研究,2021(05):102-103.

[9]朱天白,王忠禹.“双碳”形势下石油石化行业发展的思考[J].当代化工,2021,50(11):2644-2647.

[10]刘雨虹,龚雅妮.2020石油化工技术进展与趋势[J].世界石油工业,2020,27(06):75-80.

[11]贺慧君.新环保技术在石油化工中的应用[J].化工管理,2021(35):25-26.