現(xiàn)代煤化工降碳需多點(diǎn)發(fā)力

綠色低碳發(fā)展既是現(xiàn)代煤化工面臨的戰(zhàn)略選擇，也是產(chǎn)業(yè)追求的發(fā)展目標(biāo)。在落實(shí)碳達(dá)峰、碳中和總體部署時(shí)，現(xiàn)代煤化工行業(yè)要認(rèn)真謀劃，在積極推進(jìn)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(shí)，積極采用節(jié)能提效、優(yōu)化工藝、與清潔能源耦合、推進(jìn)CO2捕集、利用與封存等多種措施，努力走出一條高碳產(chǎn)業(yè)低碳排放、CO2循環(huán)利用的新路子。筆者建議重點(diǎn)做好以下工作：

盡快淘汰落后產(chǎn)能，通過優(yōu)化生產(chǎn)工藝提高能效，大幅減少CO2排放。當(dāng)前，提高能效水平是實(shí)現(xiàn)碳減排的重點(diǎn)，2019年我國(guó)萬元GDP能耗是世界平均能耗的1.5倍，如果我國(guó)的能耗水平達(dá)到世界平均水平，在現(xiàn)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(shí)現(xiàn)碳減排的空間很大。首先，要盡快淘汰低端、落后產(chǎn)能，為高端、低碳項(xiàng)目騰出發(fā)展空間；其次，由于現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目大多屬于示范項(xiàng)目，系統(tǒng)優(yōu)化集成不夠，主體化工裝置與環(huán)保設(shè)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(jié)能增效空間很大，要通過流程優(yōu)化和關(guān)鍵部件提升，對(duì)主要耗能工序進(jìn)行流程再造，達(dá)到減排、降耗目的。最后，大力推廣實(shí)施能量梯級(jí)利用、余熱發(fā)電、余熱回收等節(jié)能技術(shù)，提高裝置的能源轉(zhuǎn)化效率。通過一系列措施，從而大幅降低煤化工項(xiàng)目單位增加值的能耗。

新建項(xiàng)目要采用先進(jìn)工藝技術(shù)，推動(dòng)行業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型。降碳目標(biāo)成為現(xiàn)代煤化工行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的重要推手，新建項(xiàng)目要選取具有國(guó)際領(lǐng)先或國(guó)際先進(jìn)水平的技術(shù)推動(dòng)行業(yè)低碳發(fā)展。比如，在煤氣化技術(shù)方面，由清華大學(xué)山西清潔能源研究院等單位合作開發(fā)的水煤漿水冷壁廢鍋氣化爐技術(shù)，蒸汽產(chǎn)量在半熱回收流程基礎(chǔ)上能夠再增加20%-30%，進(jìn)一步提高氣化系統(tǒng)的熱效率，能量利用高，節(jié)能減排效果明顯。在甲醇制烯烴技術(shù)方面，中科院大連化學(xué)物理研究所開發(fā)的“第三代甲醇制烯烴（DMTO-III）技術(shù)”在甲醇轉(zhuǎn)化率、乙烯丙烯選擇性、噸烯烴甲醇單耗等方面優(yōu)勢(shì)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(shù)方面，國(guó)家能源集團(tuán)與中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所合作開發(fā)的甲醇與石腦油耦合制低碳烯烴技術(shù)，已完成噸級(jí)產(chǎn)品小試，即將開展千噸級(jí)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(shù)方面，中科院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所在第一代煤制乙二醇技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化后，成功開發(fā)了新一代煤制乙二醇技術(shù)，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均優(yōu)于第一代。新建項(xiàng)目要積極采用以上先進(jìn)技術(shù)工藝，大幅降低單位產(chǎn)品能源消耗。

積極發(fā)展高端化、高附加值產(chǎn)品，增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。現(xiàn)代煤化工行業(yè)在降碳目標(biāo)下，要走高端化發(fā)展道路。一方面，現(xiàn)有現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目要不斷向下游延伸產(chǎn)業(yè)鏈、提高產(chǎn)品附加值。煤制油要重點(diǎn)開發(fā)煤直接液化制超清潔油品和特種油品技術(shù)，為航天航空等軍事領(lǐng)域提供特種燃料，同時(shí)加快向下游化工產(chǎn)品延伸，多元化發(fā)展；煤間接液化應(yīng)重點(diǎn)開發(fā)α-烯烴、高品質(zhì)潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油、煤基高端蠟等高端產(chǎn)品，不斷拓寬延伸應(yīng)用領(lǐng)域。煤制烯烴在生產(chǎn)大宗烯烴產(chǎn)品的同時(shí)，適當(dāng)開發(fā)差異化、高端化聚烯烴牌號(hào)。煤制乙二醇要不斷提升乙二醇產(chǎn)品質(zhì)量，降低資源消耗，在開發(fā)長(zhǎng)纖聚酯用、高檔聚酯用產(chǎn)品的同時(shí)，積極利用中間產(chǎn)品發(fā)展聚乙醇酸、生物可降解材料等高附加值產(chǎn)品。低階煤分級(jí)分質(zhì)利用，要將下游產(chǎn)品延伸到降解塑料、特色碳材料、高密度航空煤油、聚碳酸酯多元醇等領(lǐng)域，提升經(jīng)濟(jì)效益。另一方面，要開發(fā)短流程和顛覆性技術(shù)，提高原料利用率。如煤炭中C原子利用率進(jìn)一步提高，能量效率更高的超大型廢鍋流程加壓氣化技術(shù)將成為主流。未來還可以通過設(shè)計(jì)更有效的氧原子走向，調(diào)控產(chǎn)品碳鏈結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)C-O活化與定向轉(zhuǎn)化的合成氣催化轉(zhuǎn)化新過程。

推進(jìn)現(xiàn)代煤化工與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)及清潔能源耦合，實(shí)現(xiàn)多元、綠色發(fā)展?，F(xiàn)代煤化工要積極與石油化工、冶金、化纖、電力等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)耦合，走多元化發(fā)展之路。同時(shí)要積極與清潔能源耦合，實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展。煤制合成氣存在氫氣不足的現(xiàn)狀，需要經(jīng)合成氣變換來調(diào)變氫碳比，以滿足下游甲醇制烯烴和費(fèi)托合成工藝需求，過程中不僅造成碳資源的浪費(fèi)，而且會(huì)造成大量的CO2排放。以風(fēng)電、光伏發(fā)電和水電等不能上網(wǎng)的電量電解水制氫，并與傳統(tǒng)的煤制氫技術(shù)耦合，將成為未來發(fā)展趨勢(shì)。寧夏寶豐能源“國(guó)家級(jí)太陽能電解水制氫綜合示范項(xiàng)目”就是現(xiàn)代煤化工與綠氫及清潔能源多能互補(bǔ)應(yīng)用的一個(gè)成功案例。與此同時(shí)，以風(fēng)能、水能、光伏、核能、太陽光能等新能源生產(chǎn)清潔電源，建分布式電網(wǎng)，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(shù)（CCUS）研究，為碳達(dá)峰提供技術(shù)儲(chǔ)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(duì)單一及CO2濃度高等特點(diǎn)，可將其捕集、封存、驅(qū)油或與綠氫合成制取化學(xué)品，實(shí)現(xiàn)資源化利用。CCUS是我國(guó)未來減少CO2排放、保障能源安全和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要手段，也是行業(yè)實(shí)現(xiàn)碳中和的終極手段。我國(guó)有多家單位開展了CO2捕集、封存與利用技術(shù)研究并取得積極進(jìn)展。在二氧化碳資源化利用研究方面，我國(guó)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(xué)品以及CO2加氫甲烷化技術(shù)等各種前瞻技術(shù)方面均開展了研究，并取得積極進(jìn)展，展現(xiàn)了很好的發(fā)展前景。

 (本文作者系中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)黨委常委、副秘書長(zhǎng)，煤化工專委會(huì)秘書長(zhǎng)胡遷林)