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現代煤化工降碳需多點發力
發布時間: 2021-09-29

本文作者系中國石油和化學工業聯合會黨委常委、副秘書長,煤化工專委會秘書長胡遷林

綠色低碳發展既是現代煤化工面臨的戰略選擇,也是產業追求的發展目標。在落實碳達峰、碳中和總體部署時,現代煤化工行業要認真謀劃,在積極推進煤炭消耗由能源型向能源型和原料型并舉,不斷降低能源型煤炭比例的同時,積極采用節能提效、優化工藝、與清潔能源耦合、推進CO2捕集、利用與封存等多種措施,努力走出一條高碳產業低碳排放、CO2循環利用的新路子。筆者建議重點做好以下工作:

盡快淘汰落后產能,通過優化生產工藝提高能效,大幅減少CO2排放。當前,提高能效水平是實現碳減排的重點,2019年我國萬元GDP能耗是世界平均能耗的1.5倍,如果我國的能耗水平達到世界平均水平,在現有GDP不增加的情況下,每年可減排30億噸CO2,因此通過提高能效實現碳減排的空間很大。首先,要盡快淘汰低端、落后產能,為高端、低碳項目騰出發展空間;其次,由于現代煤化工項目大多屬于示范項目,系統優化集成不夠,主體化工裝置與環保設施之間、各單元化工裝置之間匹配度不夠,低位熱能、灰渣等資源綜合利用水平有待提高,其節能增效空間很大,要通過流程優化和關鍵部件提升,對主要耗能工序進行流程再造,達到減排、降耗目的。最后,大力推廣實施能量梯級利用、余熱發電、余熱回收等節能技術,提高裝置的能源轉化效率。通過一系列措施,從而大幅降低煤化工項目單位增加值的能耗。

新建項目要采用先進工藝技術,推動行業綠色低碳轉型。降碳目標成為現代煤化工行業產業升級的重要推手,新建項目要選取具有國際領先或國際先進水平的技術推動行業低碳發展。比如,在煤氣化技術方面,由清華大學山西清潔能源研究院等單位合作開發的水煤漿水冷壁廢鍋氣化爐技術,蒸汽產量在半熱回收流程基礎上能夠再增加20%-30%,進一步提高氣化系統的熱效率,能量利用高,節能減排效果明顯。在甲醇制烯烴技術方面,中科院大連化學物理研究所開發的“第三代甲醇制烯烴(DMTO-III)技術”在甲醇轉化率、乙烯丙烯選擇性、噸烯烴甲醇單耗等方面優勢明顯,噸烯烴(乙烯+丙烯)甲醇單耗顯著降低。在煤間接液化技術方面,國家能源王者彩票與中國科學院大連化學物理研究所合作開發的甲醇與石腦油耦合制低碳烯烴技術,已完成噸級王者彩票小試,即將開展千噸級中試,其單位GDP能耗低,綜合能耗大幅降低、CO2減排顯著。在煤制乙二醇技術方面,中科院福建物質結構研究所在第一代煤制乙二醇技術實現產業化后,成功開發了新一代煤制乙二醇技術,各項技術指標均優于第一代。新建項目要積極采用以上先進技術工藝,大幅降低單位王者彩票能源消耗。

積極發展高端化、高附加值王者彩票,增強競爭力。現代煤化工行業在降碳目標下,要走高端化發展道路。一方面,現有現代煤化工項目要不斷向下游延伸產業鏈、提高王者彩票附加值。煤制油要重點開發煤直接液化制超清潔油品和特種油品技術,為航天航空等軍事領域提供特種燃料,同時加快向下游化工王者彩票延伸,多元化發展;煤間接液化應重點開發α-烯烴、高品質潤滑油基礎油、煤基高端蠟等高端王者彩票,不斷拓寬延伸應用領域。煤制烯烴在生產大宗烯烴王者彩票的同時,適當開發差異化、高端化聚烯烴牌號。煤制乙二醇要不斷提升乙二醇王者彩票質量,降低資源消耗,在開發長纖聚酯用、高檔聚酯用王者彩票的同時,積極利用中間王者彩票發展聚乙醇酸、生物可降解材料等高附加值王者彩票。低階煤分級分質利用,要將下游王者彩票延伸到降解塑料、特色碳材料、高密度航空煤油、聚碳酸酯多元醇等領域,提升經濟效益。另一方面,要開發短流程和顛覆性技術,提高原料利用率。如煤炭中C原子利用率進一步提高,能量效率更高的超大型廢鍋流程加壓氣化技術將成為主流。未來還可以通過設計更有效的氧原子走向,調控王者彩票碳鏈結構,實現C-O活化與定向轉化的合成氣催化轉化新過程。

推進現代煤化工與傳統產業及清潔能源耦合,實現多元、綠色發展。現代煤化工要積極與石油化工、冶金、化纖、電力等傳統產業耦合,走多元化發展之路。同時要積極與清潔能源耦合,實現綠色發展。煤制合成氣存在氫氣不足的現狀,需要經合成氣變換來調變氫碳比,以滿足下游甲醇制烯烴和費托合成工藝需求,過程中不僅造成碳資源的浪費,而且會造成大量的CO2排放。以風電、光伏發電和水電等不能上網的電量電解水制氫,并與傳統的煤制氫技術耦合,將成為未來發展趨勢。寧夏寶豐能源“國家級太陽能電解水制氫綜合示范項目”就是現代煤化工與綠氫及清潔能源多能互補應用的一個成功案例。與此同時,以風能、水能、光伏、核能、太陽光能等新能源生產清潔電源,建分布式電網,替代燃煤等為煤化工提供電能和熱源,可以更大限度地減少CO2排放。

積極開展二氧化碳捕集、利用與封存技術(CCUS)研究,為碳達峰提供技術儲備。煤化工裝置排放的尾氣中CO2具有排放集中、量大、成分相對單一及CO2濃度高等特點,可將其捕集、封存、驅油或與綠氫合成制取化學品,實現資源化利用。CCUS是我國未來減少CO2排放、保障能源安全和實現可持續發展的重要手段,也是行業實現碳中和的終極手段。我國有多家單位開展了CO2捕集、封存與利用技術研究并取得積極進展。在二氧化碳資源化利用研究方面,我國也一直走在世界前列,在CO2制芳烴、甲醇、甲酸、乙醇、乙二醇、汽油、烯烴、碳酸酯、橡膠、DMF、生物基化學品以及CO2加氫甲烷化技術等各種前瞻技術方面均開展了研究,并取得積極進展,展現了很好的發展前景。

 

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