煉化企業(yè)節(jié)能降碳路在何方

　　實現(xiàn)“雙碳”目標，是以習近平同志為核心的黨中央統(tǒng)籌國內國際兩個大局作出的重大戰(zhàn)略決策。作為高耗能行業(yè)的重點領域，煉化行業(yè)的碳減排工作怎么做，綠色發(fā)展之路怎么走——

　　5月8日，在大慶石化新建的年40萬噸二氧化碳回收項目工地現(xiàn)場，施工人員正在緊鑼密鼓地進行儀表、電器聯(lián)合調試，壓縮機單機試運轉和三查四定等工作，為項目建成投產做最后沖刺。

　　煉化企業(yè)碳排放具有總量較大、強度突出、捕集成本高等特點。如何讓生產過程中產生的大量二氧化碳“變廢為寶”？長期以來，煉化企業(yè)一直在尋找最優(yōu)的解決方案。

　　經過不斷探索，產業(yè)鏈協(xié)同發(fā)力，全面推進能效提升，應用先進綠色工藝技術，采用低碳原料，調整能源結構，攻關二氧化碳捕集、利用與封存（CCUS）等，逐步成為煉化企業(yè)實現(xiàn)“雙碳”目標的主要途徑。

　　加快能效提升 持續(xù)推進生產過程減碳

　　煉化企業(yè)的碳排放主要來自煉油和合成氣等的生產過程。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2022年我國原油加工環(huán)節(jié)的二氧化碳排放量約為2.2億噸。

　　由于能耗高、化石能源加工占比大，以及生產過程碳減排技術創(chuàng)新難、成本高昂，煉化企業(yè)的節(jié)能降碳之路面臨巨大挑戰(zhàn)。

　　“加大技術升級和新技術應用力度，實現(xiàn)煉化過程減碳、提質、增效，是企業(yè)綠色低碳轉型的關鍵。”慶陽石化副總經理、安全總監(jiān)張振泰表示，可以通過加熱爐提效、優(yōu)化催化反應和燒焦操作、深化裝置間熱供料熱聯(lián)合、換熱網絡集成優(yōu)化等措施，降低能耗、物耗，提高煉化生產效率和用能效率。

　　加熱爐是煉化企業(yè)進行加熱、提供反應條件的核心設備。2022年，慶陽石化率先采用“燃料氣復合阻蝕系統(tǒng)+高低溫空氣預熱器”新技術以及進行了常壓和連續(xù)重整裝置95+高效加熱爐節(jié)能技術改造。截至目前，兩套裝置已連續(xù)平穩(wěn)運行8個多月，熱效率分別提升至95.42％和95.21％，達到國內領先水平。據(jù)測算，兩套裝置全年滿負荷運行可節(jié)約燃料氣約5000噸，減少二氧化碳排放約1.5萬噸，降低煉油綜合能耗約1.5千克標油/噸，節(jié)能減碳成效顯著。

　　撫順石化公司熱電廠立足“雙碳”目標，從2022年6月起開展“節(jié)煤減電”行動，運行方式逐步由“四爐”轉為“三爐”。2023年一季度，這個電熱廠采用“三爐”運行方式運行39天，比計劃減少燃煤消耗1.32萬噸，減少二氧化碳排放3萬噸，按照碳配額交易價格60元/噸計算，累計為公司提效180萬元。

　　“要牢固樹立節(jié)能提效是‘第一能源’的理念。”長慶石化總經理助理兼規(guī)劃計劃處處長任立鵬認為，應加快淘汰和置換落后產能，持續(xù)提高終端電氣化率，同時，打破裝置壁壘，按照“高質高用、低質低用、梯級利用”的原則，持續(xù)推動企業(yè)通過節(jié)約用能、高效用能實現(xiàn)生產過程降碳。

　　2019年，長慶石化在對全廠裝置和系統(tǒng)的用能情況進行診斷和優(yōu)化的基礎上，實施了催化頂循與氣分脫丙烷塔熱聯(lián)合、汽油加氫裝置內熱量回收等11個節(jié)能改造項目。截至目前，項目累計節(jié)能10萬余噸標準煤，減少二氧化碳排放約25萬噸，創(chuàng)造經濟效益超過1.2億元。

　　下一步，煉化企業(yè)將加快研發(fā)和推廣新型綠色高效煉化工藝技術，包括原油直接裂解制烯烴、電氣化乙烯裂解爐、芳烴高效生產和分離工藝等，持續(xù)推進生產過程減碳。

　　加強循環(huán)利用 讓二氧化碳重回價值鏈

　　據(jù)預測，2030年以前，我國石化工業(yè)二氧化碳排放總量年均增幅要控制在4%左右，才能跟上國家實現(xiàn)“雙碳”目標的步伐。煉化企業(yè)工藝流程復雜，存在催化劑燒焦、工藝尾氣排碳等壓減難度大的過程碳排放源，因此，僅靠二氧化碳減排是遠遠不夠的。

　　近年來，實現(xiàn)凈零碳排放核心技術之一的CCUS，在抵消化石燃料與過程碳排放方面，發(fā)揮著越來越大的作用。許多煉化企業(yè)啟動了CCUS攻關，并形成了多條技術路徑。

　　“我國煉化企業(yè)低濃度碳源約占90%，在煉化過程性排碳的捕碳技術中，低濃度二氧化碳的低成本捕集是行業(yè)共性難題和首要目標。”張振泰表示，CCUS是煉化企業(yè)實現(xiàn)“雙碳”目標的重要途徑。

　　2023年3月，青海油田格爾木煉油廠首輪甲醇裝置的二氧化碳回收單元運行試驗取得成功。該項目采用CCUS技術，將甲醇裝置排放出來的二氧化碳進行捕捉，經溶劑吸收解吸分離后，與氫氣結合生成“綠色”甲醇。

　　據(jù)項目負責人介紹，這套10萬噸/年甲醇裝置二氧化碳回收單元，每小時設計回收二氧化碳3000標準立方米，全年預計可回收二氧化碳5.16萬噸。按照目前全國碳排放權交易行情，每噸二氧化碳排放價格為58元，回收單元可產生直接效益近300萬元。同時，每年還可增產甲醇9000噸，產生效益近2000萬元。另外，按照每畝森林每年可固碳24.55噸的標準計算，回收5.16萬噸二氧化碳相當于133.3公頃森林的固碳作用，生態(tài)效益非常突出。

　　作為國家級綠色工廠，長慶石化十分注重發(fā)展綠色低碳循環(huán)經濟。由于自身4萬標準立方米/小時天然氣制氫裝置變壓吸附單元尾氣“富碳少氫”，而一路之隔的咸陽石油化工公司甲醇裝置馳放氣“富氫少碳”。長慶石化利用CCUS技術，對制氫過程中產生的二氧化碳進行捕集利用，與咸陽石油化工公司進行物料互供優(yōu)化，每年減少二氧化碳排放約2.9萬噸，節(jié)約天然氣1.3萬噸。

　　即將投產的大慶石化年40萬噸二氧化碳回收項目，選用生產成本低、工藝流程簡單、設備投資低的壓縮-干燥工藝技術，捕集回收合成氨裝置副產品二氧化碳（純度94%），經過壓縮、干燥后，產出純度在99%以上的二氧化碳，通過管道輸送至大慶油田榆樹林油田樹2區(qū)塊和頁巖油開發(fā)區(qū)塊，用作驅油劑，既大幅降低了碳排放量，又提高了油藏采收率，預計每年可創(chuàng)效2300多萬元。

　　聚焦重點環(huán)節(jié) 積極推進用能結構轉型

　　目前，我國煉化企業(yè)能源消耗仍以化石能源為主，碳排放總量較高。北京大學能源研究院氣候變化與能源轉型項目發(fā)布的一項報告顯示，2021年，我國石化行業(yè)二氧化碳排放總量約為4.45億噸，占當年二氧化碳排放總量的4%左右。

　　由此可見，以低碳電力替代高碳電力和化石燃料，以“藍氫”和“綠氫”替代“灰氫”，將是煉化企業(yè)源頭減碳的重要手段。

　　“當前，煉化裝置用能電氣化率僅有10%左右，還有提升空間。”張振泰表示，應在統(tǒng)籌安全運行和經濟可行的基礎上，加大技術改造力度，增加“綠電”“綠熱”的使用，推進煉化企業(yè)從源頭減碳。

　　“十四五”以來，慶陽石化積極與慶陽供電公司溝通協(xié)調，爭取綠電消納比例。2022年，綠電消納量達到1.2億千瓦時，占全廠用電總量的36%，創(chuàng)歷史新高。

　　煉化企業(yè)是氫氣的主要生產方和使用方，存在著大量氫氣被低效利用的情況。對此，任立鵬認為，需要通過優(yōu)化用能結構，實現(xiàn)加氫裝置的節(jié)能降耗，同時，推進企業(yè)用氫綠色化，減少碳排放，建設“綠氫”煉化產業(yè)。

　　作為咸陽市清潔低碳能化和氫能產業(yè)鏈雙“鏈主”企業(yè)，近年來，長慶石化加大清潔低碳能源發(fā)展布局，已建成的4萬標準立方米/小時制氫裝置，以天然氣為原料，可年產純度99.9%以上的工業(yè)氫氣3萬噸，滿足每天1萬輛氫燃料電池汽車的需求。

　　長慶石化2022年實施的氫氣品質提升項目，通過變壓吸附技術，生產出純度高達99.999%的氫氣，產品質量同時滿足燃料電池用氫和高純氫兩個認證標準。該項目今年5月底建成投產后，長慶石化將具備1500噸/年燃料電池用氫生產能力和裝車能力，除服務氫燃料電池汽車加氫站外，還能滿足光纖、半導體和集成電路等產業(yè)對6N級乃至更高純度要求的氫氣供應需求，并且每年可減少周邊二氧化碳排放約2.2萬噸。

　　為加快用能結構轉型，長慶石化持續(xù)推進電氣化改造，目前，全廠83臺高排放、高耗能電機全部改造完成，累計降低能耗9%。

　　對于煉化企業(yè)而言，推進碳達峰碳中和意味著進入一個全新的發(fā)展階段，需要科學合理規(guī)劃發(fā)展規(guī)模，積極引進新的低碳煉化技術和設備，推動企業(yè)轉變發(fā)展方式，建成綠色、高效、環(huán)保的煉化產業(yè)。（記者 陳青，謝文艷 王得剛 張運泓 朱虹 劉珊參與采訪）