环境科学  2023, Vol. 44 Issue (2): 1120-1127   PDF    
引用本文
张鸿宇, 王媛, 郝成亮, 卢亚灵, 金玲, 连超, 蒋洪强, 吴立新, 曹东. 双碳约束下煤化工行业节煤降碳减污协同[J]. 环境科学, 2023, 44(2): 1120-1127.
ZHANG Hong-yu, WANG Yuan, HAO Cheng-liang, LU Ya-ling, JIN Ling, LIAN Chao, JIANG Hong-qiang, WU Li-xin, CAO Dong. Coal-carbon-pollutant Coordinated Control of Coal Chemical Industry Under Carbon Peak and Carbon Neutrality Constraints[J]. Environmental Science, 2023, 44(2): 1120-1127.
双碳约束下煤化工行业节煤降碳减污协同
张鸿宇1,2, 王媛1, 郝成亮3, 卢亚灵1,2, 金玲2, 连超2, 蒋洪强2, 吴立新3, 曹东2     
1. 天津大学环境科学与工程学院, 天津 300350;
2. 生态环境部环境规划院国家环境保护环境规划与政策模拟重点实验室, 北京 100012;
3. 煤炭工业规划设计研究院有限公司, 北京 100120
收稿日期: 2022-03-22; 修订日期: 2022-05-13
基金项目: 国家自然科学基金项目(41871211, 91846301, 72140008, 72140004)
作者简介: 张鸿宇(1988~), 男, 博士研究生, 主要研究方向为资源与环境管理, E-mail：zhanghongyu@caep.org.cn
通信作者: 曹东，E-mail: caodong@caep.org.cn
摘要: 在碳达峰碳中和背景下, 煤化工行业应采取更为积极的二氧化碳减排措施.基于煤化工行业原料结构调整、燃料结构调整、节能技术改造、末端捕集技术和产业结构调整五大节煤降碳措施力度不同, 采用下游部门需求法和项目法以及大气污染物减排模型, 核算预测3种情景(基准、政策和强化)煤化工行业煤炭消耗和二氧化碳排放变化, 以及大气污染物协同减排效应.结果表明, 煤化工行业基准和政策情景下煤炭消费量预计在“十四五”后期达峰, 峰值分别为9.6亿t和9.3亿t; 强化情景下有望在“十四五”前期达峰, 峰值约为9.1亿t.二氧化碳排放量在基准、政策和强化情景下分别于“十五五”末期、“十四五”末期和“十四五”前期达峰, 达峰量分别为6.4亿、5.7亿和5.5亿t.控制现代煤化工项目建设规模、挖掘原料替代的空间以及节能技术改造是减少煤化工行业煤耗和二氧化碳排放的重要措施手段.实施煤化工行业节煤降碳措施, 政策情景下预计到2035年每年可协同减少SO2、NOx、PM和VOCs等大气污染物排放3.7万、4.3万、1.1万和2.8万t.
关键词: 碳达峰      碳中和      煤化工      节煤      降碳减污      协同路径     
Coal-carbon-pollutant Coordinated Control of Coal Chemical Industry Under Carbon Peak and Carbon Neutrality Constraints
ZHANG Hong-yu1,2 , WANG Yuan1 , HAO Cheng-liang3 , LU Ya-ling1,2 , JIN Ling2 , LIAN Chao2 , JIANG Hong-qiang2 , WU Li-xin3 , CAO Dong2     
1. School of Environmental Science and Engineering, Tianjin University, Tianjin 300350, China;
2. State Environmental Protection Key Laboratory of Environmental Planning and Policy Simulation, Chinese Academy of Environmental Planning, Beijing 100012, China;
3. Coal Industry Planning Institute, China Coal Technology & Engineering Group, Beijing 100120, China
Abstract: Under carbon peak and carbon neutrality constraints, the coal chemical industry should take stricter measures to tackle carbon reduction. Based on the intensity differences of five major coal and carbon reduction measures applied by the coal chemical industry, which include raw material structure adjustment, fuel structure adjustment, energy-saving technology transformation, terminal capture technology, and industrial structure adjustment, this study adopted the downstream sector demand method and project method, combined with the air pollution reduction model, to predict three scenarios (benchmark, policy, and enhancement) of coal chemical industry peak year and peak amount of coal consumption and carbon dioxide emission, associated with air pollutant reduction row effects. The results showed that coal consumption under the benchmark and policy scenarios of the coal chemical industry is expected to reach a peak in the late period of China's "14th Five-Year Plan", with peak values of 0.96 billion and 0.93 billion tons, respectively. By contrast, under the enhanced scenario, it is expected to peak in the early period of the "14th Five-Year Plan" with a value of 0.91 billion tons. The carbon peak will arrive in the late period of the "15th Five-Year Plan" under the benchmark scenario but in the early and late period of the "14th Five-Year Plan" under the policy and enhanced scenarios, with peak values of approximately 0.64 billion, 0.57 billion, and 0.55 billion tons, respectively. Controlling the construction scale of new coal chemical projects, tapping the space for raw material substitution, and speeding up the energy-saving technological transformation are important measures for coal and carbon control in the coal chemical industry. The implementation of coal and carbon reduction measures of the coal chemical industry will coordinately reduce air pollutant emissions, such as SO2, NOx, PM, and VOCs by 37, 43, 11, and 28 thousand tons per year after 2035.
Key words: carbon peak      carbon neutrality      coal chemical industry      coal control      carbon and air pollutant control      coordinated road-maps     

煤化工行业是基于我国资源禀赋特点发展的重点行业, 是我国工业经济的重要组成部分.同时煤化工行业也是标准的“两高”(高污染和高耗能)行业[1].煤炭转化过程中伴有二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等大气污染物排放, 也产生大量温室气体[2, 3]. 2019年, 煤化工行业煤炭消耗量9.0亿t, 约占我国煤炭消费总量的22.5%; 二氧化碳排放量5.4亿t, 约占全国二氧化碳排放总量的5%, 且我国煤化工产业规模整体仍呈现稳步增长趋势[4~7].在我国提出“力争2030年前碳达峰、2060年前碳中和”目标背景下, 制定积极煤化工行业减排目标、提出实用的节煤降碳措施对于煤化工行业绿色低碳发展以及我国煤炭有序减量替代、消费转型升级具有重大意义[8, 9].

1 煤化工节煤降碳措施

原料替代是减少煤化工行业煤炭消耗和二氧化碳排放的重要手段.以合成氨为例, 目前, 我国以煤为原料(无烟煤、烟煤和褐煤)制合成氨产能占合成氨总产能的75%, 而从世界范围来看, 在2000~2018年阶段, 煤炭占合成氨原料比例仅为28%, 天然气份额稳定在70%左右; 预计到2025年, 以天然气为原料的合成氨产能占比将上升至74%, 全部新增产能中的近94%将以天然气为原料[10].我国受制于天然气资源局限和市场制约, 以天然气为原料的合成氨产能增长缓慢, 但可采用焦炉煤气作为合成氨原料(每吨合成氨产品可减少1 t二氧化碳排放), 在促进焦化副产物综合利用的同时, 减少合成氨煤耗及二氧化碳排放.且随着光伏、风电等新能源发展, 工业绿氢的生产成本将进一步下降[11], 未来可代替煤制合成气用于合成氨和甲醇等产品生产[12].近年来, 为减少二氧化碳排放, 有学者提出减少现代煤化工工艺中动力蒸汽、热源和自发电而配套建设的燃煤装置, 将生产设备由蒸汽驱动改为电驱动, 以及厂用电通过大电网取电满足, 即燃料替代, 尤其是绿电相对丰富的地区, 预计全部替换可减少30%现代煤化工二氧化碳排放[5].

技术改造是与时俱进的重要标识[13], 也是煤化工行业煤耗和二氧化碳排放降低的重要措施[14~16].我国工业余热60%可回收利用, 目前回收率仅约30%, 其余以废热形式排放到大气或水体中[17].煤化工工艺过程产生大量的热媒水、热驰放气、热尾气等多种余热资源, 可以用于发电.燕山石化应用低温余热发电技术实现每年节能168万t标准煤(tce), 装置能耗降低约5%[18].另外, 煤化工落后的气化技术需要更新换代[19].目前我国采用固定床间歇式煤气化占合成氨总产能的33.7%[10], 气化效率低且污染较大, 未来需要替换为先进煤气化技术.最后, 智能化/自动化是煤化工行业发展的必然趋势, 尤其是焦化行业, 因其工艺环节稳定、产品产量大, 若采用自动化技术能够有效地减少人力、物力和能耗.目前, 焦化行业自动捣固、装煤和出焦SCP一体化技术已较为成熟, 但仅在山东和山西等地有部分应用, 占比不足焦化企业总数的3%.

近年来关于二氧化碳捕集、利用与封存(CCUS)等技术的讨论逐渐增多[20~24], 为未来煤化工行业低碳乃至零碳发展提供了展望空间[25].目前, 煤化工行业已建成神华鄂尔多斯10万t·a-1的CO2捕集与封存(CCS)示范项目(2011年), 延长石油5万t·a-1的CO2捕集利用项目(2012年), 新疆敦化利10万t·a-1 CO2捕集项目(2016年), 共计25万t·a-1 CO2消纳能力, 但占比不足煤化工行业每年二氧化碳排放总量的0.1%; 煤化工行业由于尾气中二氧化碳含量占70%以上, 分离回收二氧化碳成本相对其他行业较低, 因此CCUS等末端捕集技术具有广阔的应用前景.

限制煤化工发展规模能够有效控制煤炭消耗和二氧化碳排放.目前国家已出台相关政策规范煤化工行业发展[26~28]; 到2021年5月, 新的规定明确提出现代煤化工等项目应纳入国家产业规划[29], 进一步约束了煤化工行业盲目扩张.

基于以上研究发现, 我国煤化工行业已储备原料替代、燃料替代、节能技术改造和CCUS等多项节煤降碳措施手段, 能够有效减少二氧化碳排放并节约煤炭资源.但对节煤降碳措施进行深入量化分析的研究鲜见报道, 尤其以煤化工行业为整体(有研究多以现代煤化工评估为主[30~34]), 测算不同措施对于煤化工行业带来的节煤和减碳贡献.本文将基于煤化工行业已有的五大类节煤降碳措施(原料替代、燃料替代、节能技术改造、末端捕集技术和产业结构调整), 分情景模拟预测3种情景(基准、政策和强化)煤化工行业煤炭消耗达峰年及达峰量、二氧化碳达峰年及达峰量、措施节煤降碳效果, 以及大气污染物协同减排效应, 以期为我国煤化工行业二氧化碳排放达峰和煤炭可持续利用提供量化参考.

2 材料与方法 2.1 研究范围

煤化工产品主要包括煤制合成氨、煤焦化、煤制半焦、煤制甲醇、煤直接液化制油、煤间接液化制油、煤制天然气、煤制烯烃和煤制乙二醇等.本研究将基于以上9种产品, 分析不同情景下煤化工行业煤炭消耗和二氧化碳排放量变化.煤炭消耗包括原料煤和燃料煤; 二氧化碳排放包括能源活动二氧化碳排放、工艺过程二氧化碳排放和电力、热力消耗产生的间接二氧化碳排放.以2019年为基准年, 研究时段为2020~2035年.

2.2 研究方法 2.2.1 行业发展预测方法

合成氨、焦化、半焦和甲醇行业与下游产品市场需求密切相关, 采用部门需求法预测未来产量.其中, 合成氨主要受下游农业和工业消费影响; 焦化和半焦受钢铁和冶金行业影响; 甲醇受传统消费领域、醇醚燃料领域和甲醇制烯烃领域影响.

煤直接液化制油、煤间接液化制油、煤制天然气、煤制烯烃和煤制乙二醇行业主要为大型项目, 尚处于工业示范阶段, 项目建设、达产的周期较长, 通常为5 a以上, 因此采用项目法核算.分类统计试运行、在建和核准项目, 在此基础上综合考虑节能效果、国内外产品市场竞争、能源安全和资源环境约束等因素, 预测其发展趋势(图 1).

图 1 煤化工行业发展预测方法 Fig. 1 Methods for development forecast of coal chemical industry

2.2.2 煤耗和碳排放计算方法

煤化工行业煤炭消耗和二氧化碳排放采用系数法.煤化工行业煤炭消耗量计算公式如下：

(1)

式中, Qcoal为煤化工行业煤炭消耗总量; Ci为煤化工9种子产品(煤制合成氨、煤焦化、煤制半焦、煤制甲醇、煤直接液化制油、煤间接液化制油、煤制天然气、煤制烯烃和煤制乙二醇)生产量; Fi_coal为煤化工单位子产品煤耗系数; n为煤化工子产品个数, 取值为9.

煤化工行业二氧化碳排放量计算公式如下：

(2)

式中, Qcarbon为煤化工行业二氧化碳排放总量; Ci为煤化工9种子产品生产量; Fi_carbon为煤化工单位子产品二氧化碳排放系数.

2.2.3 措施节煤降碳计算方法

本研究针对煤化工行业实施原料替代、燃料替代、节能技术改造、末端捕集技术和产业结构调整共计五大类节煤降碳措施.各项措施的节煤量计算公式如下：

(3)
(4)

式中, Rcoal为煤化工行业煤炭消减总量; Ri_coal为煤化工子产品煤炭消减量; Qi_coal为煤化工子产品耗煤量; Ej_coal为各项措施的节煤效果; Pj_coal为各项节煤措施在煤化工行业的应用比例; k为措施数量, 取值为5.

各项措施的减碳量计算公式如下：

(5)
(6)

式中, Rcarbon为煤化工行业二氧化碳消减总量; Ri_carbon为煤化工子产品二氧化碳消减量; Qi_carbon为煤化工子产品二氧化碳排放量; Ej_carbon为各项措施的减碳效果; Pj_carbon为各项减碳措施在煤化工行业的应用比例.

2.2.4 大气污染物协同减排计算方法

煤化工行业各项措施的大气污染物协同减排效应采用排放因子法计算.计算公式如下：

(7)

式中, Rtotal为煤化工行业大气污染物协同减排总量; Craw为煤化工产品实施原料替代的产量; fraw为生产煤化工产品单位产量大气污染物排放系数; Rcoal_other为除去原料替代其他措施的节煤量; fair为煤作为燃料的单位煤炭大气污染物排放系数.

2.3 数据来源

煤化工各子行业的活动水平来自中国统计年鉴、中国能源统计年鉴、中国氮肥工业协会、中国炼焦行业协会和中国煤炭加工利用协会等官方数据测算得出.煤化工各子行业的煤耗、碳排放和大气污染物排放数据参考煤化工单位产品能源消耗限额、工业行业产排污系数手册、煤控项目可研报告、文献[5, 35~37]和研究团队现场调查研究成果.

3 结果与讨论 3.1 行业发展预测 3.1.1 情景设定

基于措施的应用力度, 本研究设置基准、政策和强化这3种情景.基准情景下, 煤化工行业按照当前产业发展规划发展, 在节能技术改造方面有相应的推进.政策情景下, 考虑碳达峰碳中和政策的影响, 煤化工行业采取一定程度的节煤降碳措施, 进一步减少煤炭消耗和二氧化碳排放.强化情景下, 煤化工行业采取更为激进的节煤降碳措施, 以达到较好的煤炭控制和降低二氧化碳排放.不同情景下的措施应用力度如表 1所示.

表 1 不同情景下措施应用占比/% Table 1 Application percentage of measures under different scenarios/%

3.1.2 产品产量预测

基于部门需求法、项目法、措施应用力度和未来行业发展预测, 未来煤化工子产品产量如表 2所示.

表 2 不同情景下煤化工产品产量预测1) Table 2 Production estimate of coal chemical industry products under different scenarios

3.2 煤耗与碳排放量预测 3.2.1 煤耗与碳排放系数

煤化工各子行业由于原料和生产工艺不同, 单位产品的煤耗和二氧化碳排放强度差别较大.煤制合成氨、煤焦化和半焦工艺过程相对简单, 单位产品煤炭消耗和二氧化碳排放较低; 现代煤化工(煤制油、煤制天然气、煤制烯烃、煤制乙二醇)由于工艺过程长, 能耗高, 单位产品煤耗和二氧化碳排放强度大.本研究采用的煤耗和碳排放系数如表 3所示.

表 3 单位产品煤炭消耗和二氧化碳排放1) Table 3 Coal consumption and carbon emission per product of coal chemical industry

3.2.2 煤耗与碳排放量

基于未来煤化工产品的产量预测, 以及不同产品的单位煤耗和碳排放系数, 计算得出不同情景下煤化工行业煤炭消耗量及二氧化碳排放量.

从煤耗趋势来看(图 2), 未来煤化工行业煤炭消耗量仍将保持一定程度增长后转为下降.基准情景下, 煤炭消耗量最晚达峰(2025年), 达峰量为9.6亿t; 到2035年, 煤炭消耗量降至7.0亿t.政策情景下, 煤炭消耗量将于2024年达峰, 达峰量为9.3亿t; 到2035年, 煤炭消耗量降至6.1亿t.强化情景下, 煤炭消耗量于2021年达峰, 达峰量为9.1亿t; 到2035年, 煤炭消耗量降至5.4亿t.从结果来看, 煤化工行业煤炭消耗总量到“十四五”末期基本实现达峰, 且随着措施力度的增大, 煤耗达峰年及达峰量逐渐减小.

图 2 煤化工行业不同情景煤炭消耗量 Fig. 2 Coal consumption of coal chemical industry under different scenarios

从碳排放趋势来看(图 3), 不同情景下煤化工行业二氧化碳排放变化较大.基准情景下, 二氧化碳排放量持续增长到2030年(达峰年), 达峰量为6.4亿t; 而后缓慢下降, 到2035年, 二氧化碳排放量下降至6.3亿t.政策情景下, 二氧化碳排放先增后降, 到2024年达峰, 达峰量为5.7亿t; 而后保持稳定下降, 到2035年二氧化碳排放量降至4.7亿t.强化情景下, 煤化工行业二氧化碳排放达峰年为2021年, 达峰量为5.5亿t; 后持续下降至2035年3.7亿t.由此可见, 节煤降碳措施在不同情景下, 对于煤化工行业二氧化碳排放影响较大, 导致二氧化碳排放达峰年跨度明显.

图 3 煤化工行业不同情景二氧化碳排放量 Fig. 3 Carbon dioxide emission of coal chemical industry under different scenarios

3.3 措施节煤降碳分析 3.3.1 节煤降碳影响因子

原料替代的节煤降碳量主要是基于煤化工行业煤耗和碳排放总量乘以原料替代的应用比例计算得出.燃料替代的降碳量是基于电气化在现代煤化工的推广比例, 若全部替换, 则减少二氧化碳排放总量为当前现代煤化工二氧化碳排放量的30%; 节煤量是基于二氧化碳减排量与燃烧单位煤炭排放二氧化碳系数计算.节能技术改造包括三部分节煤降碳手段, 分别按照低温余热发电技术全部应用将提高能效10%、先进煤气化技术全部改造提高能效5%、自动化改造技术全部应用提高能效10%计算.CCUS技术基于应用的比例计算二氧化碳的减排量.产业结构调整节煤降碳量按照产品的煤耗和碳排放总量乘以停限产比例计算.

3.3.2 措施节煤量及减碳量

从节煤量来看(图 4), 在基准情景下, 到2025、2030和2035年节煤量分别达到169万、339万和489万t; 全部由节能技术改造实现.在政策情景下, 到2025、2030和2035年节煤量分别达到2 740万、8 351万和12 316万t; 其中, 原料结构调整和产业结构调整节煤贡献较大, 分别占2035年总节煤量51%和25%.在强化情景下, 到2025、2030和2035年累计节煤量分别达到5 426万、12 975万和20 137万t; 同样原料结构调整和产业结构调整贡献较大, 分别占2035年总节煤量47%和31%.由此看来, 如按照当前政策执行(基准情景), 煤化工行业节煤主要是依靠提高能效、更新技术等工艺过程控制, 节煤量收效有限.政策和强化情景下, 严控煤化工新增项目或淘汰落后煤化工产能(产业结构调整)以及原料煤替代(原料结构调整), 即从源头上控制煤炭使用节煤效果明显; 同时继续执行工艺过程的节能技术改造, 能够进一步降低煤炭消耗.

图 4 煤化工行业不同情景措施节煤量 Fig. 4 Coal reduction of different measures under different scenarios

从减碳量来看(图 5), 在基准情景下, 到2025、2030和2035年二氧化碳减排量分别达到449万、901万和1 301万t; 主要由节能技术改造实现.在政策情景下, 到2025、2030和2035年二氧化碳减排量分别达到4 407万、13 239万和18 992万t; 以2035年为例, 其中, 原料结构调整、燃料结构调整、节能技术改造、末端捕集技术和产业结构调整减排量分别占总减排量31%、14%、26%、10%和19%.在强化情景下, 到2025、2030和2035年二氧化碳减排量分别达到7 926万、19 538万和30 699万t; 到2035年, 原料结构调整、燃料结构调整、节能技术改造、末端捕集技术和产业结构调整减排量分别占总减排量25%、18%、22%、12%和23%.从减碳效果来看, 仅仅依靠现有节能技术改造力度(基准情景), 减碳效果甚微.政策和强化情景下, 通过原料结构调整提高碳氢比能够显著减少二氧化碳排放, 具有突出作用; 大力度的节能技术改造能够进一步提高能效, 通过工艺过程控制降低二氧化碳排放, 同样效果明显; 严控审批和建设煤化工项目(产业结构调整)能够有效控制煤化工行业二氧化碳排放增量; 随着绿电的部署与推广, 电驱动设备的应用(燃料结构调整)起到进一步降低二氧化碳排放作用; 未来随着新兴技术的发展, 末端捕集技术的作用将更加突出, 尤其是针对煤化工等“两高”行业, CCUS等末端控制手段将是实现碳中和的重要技术储备.

图 5 煤化工行业不同情景措施降碳量 Fig. 5 Carbon reduction of different measures under different scenarios

3.4 大气污染物协同减排分析 3.4.1 大气污染物协同减排系数

煤化工行业不同措施大气污染物协同减排量采用排放系数法计算, 数据来自2021年生态环境部对外发布的第二次全国污染源普查工业行业产排污系数手册.原料替代产生的大气污染物减排效益由煤制合成氨/甲醇替代的产品产量乘以单位产品排放系数; 燃料替代、节能技术改造和产业结构调整产生的大气污染物减排效益由措施的节煤量乘以单位煤炭燃烧大气污染物排放系数.本研究用到的大气污染物减排系数如表 4所示.

表 4 不同措施的大气污染物协同减排系数 Table 4 Air pollutant reduction coefficients of different measures

3.4.2 大气污染物协同减排量

如图 6所示, 随着时间的推移, 大气污染物协同减排量越大; 随着节煤降碳措施应用力度的加强, 大气污染物协同减排效果越明显.基准情景下, 到2035年可分别减少SO2、NOx和PM排放0.3万、0.3万和0.1万t; 政策情景下, 到2035年可分别减少SO2、NOx、PM和VOCs排放3.7万、4.3万、1.1万和2.8万t; 强化情景下, 到2035年可分别减少SO2、NOx、PM和VOCs排放6.1万、7.0万、1.8万和4.2万t.从时间序列来看, “十五五”期间减排效果最明显; 从污染物减排量来看, 除PM外, SO2、NOx和VOCs均有大幅度消减(政策和强化情景).

图 6 煤化工行业不同情景大气污染物协同减排量 Fig. 6 Air pollutants reductions of different measures under different scenarios

4 建议

(1) 完善煤化工行业低碳发展机制  建立健全促进煤化工行业控煤降碳的市场经济政策, 加快出台和实施有利于煤化工行业控煤降碳的财政、税收、补贴、金融等激励政策, 加大对利用天然气等非煤原料生产合成化工产品、加热炉煤改电技术改造以及低温余热发电、先进煤气化工艺、智能化控制技术等支持力度.鼓励地方政府通过专项债、信贷等支持社会资本参与煤化工企业控煤降碳技术升级改造.

(2) 加快推进煤化工行业纳入碳排放交易  健全碳交易市场化发展的政策措施和运行机制, 明确煤化工行业碳排放配额和交易规则, 推进碳交易市场建设.研究建立稳定积极的煤化工行业碳排放权交易政策和灵活的价格调控机制.

(3) 充分发挥产业结构调整指导目录等名录政策引导作用  按照《现代煤化工创新发展布局方案》和《煤炭深加工产业“十三五”规划》等产业规划路线图, 研究修订产业结构调整指导目录, 加大传统煤化工落后产能淘汰力度、控制现代煤化工发展规模, 制定煤化工行业高碳/低碳产业或产品名录, 并将高碳产业或产品纳入限制类和淘汰类予以约束.将碳排放水平纳入环境保护综合名录等相关名录制定实施工作中.发布国家重点推广的低碳技术目录, 积极推广先进煤气化工艺等适用技术.

(4) 强化煤化工行业碳排放环境管理制度  将碳排放全面纳入环境管理制度, 依托全国排污许可证管理信息平台实现碳排放数据报送、管理、监管等业务功能, 逐步实现与能源、统计、电网等外部数据库的对接.将碳排放监测、报告与核查及配额分配和履约管理等碳排放交易的基础工作充分纳入排污许可管理, 引导企业统筹考虑实现“减污”与“降碳”协同治理.有序开展煤化工行业大气污染物和温室气体协同控制试点示范.

(5) 大力推动煤化工企业低碳技术创新和工程试点示范  积极开展技术研究, 有序推动煤化工行业规模化、全链条二氧化碳捕集、利用和封存示范工程建设.鼓励现代煤化工企业与石油企业及相关行业合作, 开展驱油、微藻吸收、地质封存等示范.示范利用绿氢和火电捕集的二氧化碳反应合成甲醇燃料.加强碳转化利用理论与关键技术、高效催化剂的研究攻关, 推进二氧化碳综合利用.加大对煤化工企业开展节煤降碳技术的研发和推广使用的政策支持力度.

5 结论

(1) 煤化工行业煤炭消耗将于2025年前达峰, 峰值在9.6亿t以下.采取的节煤降碳措施越严, 则达峰时间越早、峰值越低.

(2) 煤化工行业二氧化碳排放达峰时间跨度较大.若按现有政策执行(基准情景), 煤化工行业预计于2030年达峰; 若采取更为严格的节煤降碳措施(政策情景和强化情景), 煤化工行业二氧化碳排放有望在“十四五”期间达峰.

(3) 控制现代煤化工项目建设规模、挖掘原料替代的空间以及节能技术改造是减少煤化工行业煤炭消耗和二氧化碳排放的重要措施手段.从节煤效果来看, 原料替代作用最大, 控制现代煤化工项目建设规模次之; 从减碳效果来看, 原料替代作用最大, 节能技术改造次之.

(4) 实施煤化工行业节煤降碳措施将带来一定的环境效益, 政策情景下预计到2035年每年可分别减少SO2、NOx、PM和VOCs等大气污染排放3.7万、4.3万、1.1万和2.8万t.

(5) 本研究的局限在于仅从节煤、降碳和减污角度考虑煤化工行业未来的发展路径, 在今后的研究中, 还需要对措施的安全性、经济可行性、社会经济影响等方面做深入探讨, 以实现煤化工行业的低碳、可持续发展.

参考文献
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