煉化企業(yè)節(jié)能降碳路在何方

　　實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，是以習(xí)近平同志為核心的黨中央統(tǒng)籌國(guó)內(nèi)國(guó)際兩個(gè)大局作出的重大戰(zhàn)略決策。作為高耗能行業(yè)的重點(diǎn)領(lǐng)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(wàn)噸二氧化碳回收項(xiàng)目工地現(xiàn)場(chǎng)，施工人員正在緊鑼密鼓地進(jìn)行儀表、電器聯(lián)合調(diào)試，壓縮機(jī)單機(jī)試運(yùn)轉(zhuǎn)和三查四定等工作，為項(xiàng)目建成投產(chǎn)做最后沖刺。

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

　　經(jīng)過(guò)不斷探索，產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)力，全面推進(jìn)能效提升，應(yīng)用先進(jìn)綠色工藝技術(shù)，采用低碳原料，調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，攻關(guān)二氧化碳捕集、利用與封存（CCUS）等，逐步成為煉化企業(yè)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的主要途徑。

　　加快能效提升 持續(xù)推進(jìn)生產(chǎn)過(guò)程減碳

　　煉化企業(yè)的碳排放主要來(lái)自煉油和合成氣等的生產(chǎn)過(guò)程。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2022年我國(guó)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(chǎn)過(guò)程碳減排技術(shù)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(shù)升級(jí)和新技術(shù)應(yīng)用力度，實(shí)現(xiàn)煉化過(guò)程減碳、提質(zhì)、增效，是企業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。”慶陽(yáng)石化副總經(jīng)理、安全總監(jiān)張振泰表示，可以通過(guò)加熱爐提效、優(yōu)化催化反應(yīng)和燒焦操作、深化裝置間熱供料熱聯(lián)合、換熱網(wǎng)絡(luò)集成優(yōu)化等措施，降低能耗、物耗，提高煉化生產(chǎn)效率和用能效率。

　　加熱爐是煉化企業(yè)進(jìn)行加熱、提供反應(yīng)條件的核心設(shè)備。2022年，慶陽(yáng)石化率先采用“燃料氣復(fù)合阻蝕系統(tǒng)+高低溫空氣預(yù)熱器”新技術(shù)以及進(jìn)行了常壓和連續(xù)重整裝置95+高效加熱爐節(jié)能技術(shù)改造。截至目前，兩套裝置已連續(xù)平穩(wěn)運(yùn)行8個(gè)多月，熱效率分別提升至95.42％和95.21％，達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。據(jù)測(cè)算，兩套裝置全年滿負(fù)荷運(yùn)行可節(jié)約燃料氣約5000噸，減少二氧化碳排放約1.5萬(wàn)噸，降低煉油綜合能耗約1.5千克標(biāo)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(biāo)，從2022年6月起開展“節(jié)煤減電”行動(dòng)，運(yùn)行方式逐步由“四爐”轉(zhuǎn)為“三爐”。2023年一季度，這個(gè)電熱廠采用“三爐”運(yùn)行方式運(yùn)行39天，比計(jì)劃減少燃煤消耗1.32萬(wàn)噸，減少二氧化碳排放3萬(wàn)噸，按照碳配額交易價(jià)格60元/噸計(jì)算，累計(jì)為公司提效180萬(wàn)元。

　　“要牢固樹立節(jié)能提效是‘第一能源’的理念。”長(zhǎng)慶石化總經(jīng)理助理兼規(guī)劃計(jì)劃處處長(zhǎng)任立鵬認(rèn)為，應(yīng)加快淘汰和置換落后產(chǎn)能，持續(xù)提高終端電氣化率，同時(shí)，打破裝置壁壘，按照“高質(zhì)高用、低質(zhì)低用、梯級(jí)利用”的原則，持續(xù)推動(dòng)企業(yè)通過(guò)節(jié)約用能、高效用能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程降碳。

　　2019年，長(zhǎng)慶石化在對(duì)全廠裝置和系統(tǒng)的用能情況進(jìn)行診斷和優(yōu)化的基礎(chǔ)上，實(shí)施了催化頂循與氣分脫丙烷塔熱聯(lián)合、汽油加氫裝置內(nèi)熱量回收等11個(gè)節(jié)能改造項(xiàng)目。截至目前，項(xiàng)目累計(jì)節(jié)能10萬(wàn)余噸標(biāo)準(zhǔn)煤，減少二氧化碳排放約25萬(wàn)噸，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益超過(guò)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(shù)，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(chǎn)和分離工藝等，持續(xù)推進(jìn)生產(chǎn)過(guò)程減碳。

　　加強(qiáng)循環(huán)利用 讓二氧化碳重回價(jià)值鏈

　　據(jù)預(yù)測(cè)，2030年以前，我國(guó)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(guó)家實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的步伐。煉化企業(yè)工藝流程復(fù)雜，存在催化劑燒焦、工藝尾氣排碳等壓減難度大的過(guò)程碳排放源，因此，僅靠二氧化碳減排是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。

　　近年來(lái)，實(shí)現(xiàn)凈零碳排放核心技術(shù)之一的CCUS，在抵消化石燃料與過(guò)程碳排放方面，發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。許多煉化企業(yè)啟動(dòng)了CCUS攻關(guān)，并形成了多條技術(shù)路徑。

　　“我國(guó)煉化企業(yè)低濃度碳源約占90%，在煉化過(guò)程性排碳的捕碳技術(shù)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(biāo)。”張振泰表示，CCUS是煉化企業(yè)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)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(yùn)行試驗(yàn)取得成功。該項(xiàng)目采用CCUS技術(shù)，將甲醇裝置排放出來(lái)的二氧化碳進(jìn)行捕捉，經(jīng)溶劑吸收解吸分離后，與氫氣結(jié)合生成“綠色”甲醇。

　　據(jù)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人介紹，這套10萬(wàn)噸/年甲醇裝置二氧化碳回收單元，每小時(shí)設(shè)計(jì)回收二氧化碳3000標(biāo)準(zhǔn)立方米，全年預(yù)計(jì)可回收二氧化碳5.16萬(wàn)噸。按照目前全國(guó)碳排放權(quán)交易行情，每噸二氧化碳排放價(jià)格為58元，回收單元可產(chǎn)生直接效益近300萬(wàn)元。同時(shí)，每年還可增產(chǎn)甲醇9000噸，產(chǎn)生效益近2000萬(wàn)元。另外，按照每畝森林每年可固碳24.55噸的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，回收5.16萬(wàn)噸二氧化碳相當(dāng)于133.3公頃森林的固碳作用，生態(tài)效益非常突出。

　　作為國(guó)家級(jí)綠色工廠，長(zhǎng)慶石化十分注重發(fā)展綠色低碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)。由于自身4萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)立方米/小時(shí)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(yáng)石油化工公司甲醇裝置馳放氣“富氫少碳”。長(zhǎng)慶石化利用CCUS技術(shù)，對(duì)制氫過(guò)程中產(chǎn)生的二氧化碳進(jìn)行捕集利用，與咸陽(yáng)石油化工公司進(jìn)行物料互供優(yōu)化，每年減少二氧化碳排放約2.9萬(wàn)噸，節(jié)約天然氣1.3萬(wàn)噸。

　　即將投產(chǎn)的大慶石化年40萬(wàn)噸二氧化碳回收項(xiàng)目，選用生產(chǎn)成本低、工藝流程簡(jiǎn)單、設(shè)備投資低的壓縮-干燥工藝技術(shù)，捕集回收合成氨裝置副產(chǎn)品二氧化碳（純度94%），經(jīng)過(guò)壓縮、干燥后，產(chǎn)出純度在99%以上的二氧化碳，通過(guò)管道輸送至大慶油田榆樹林油田樹2區(qū)塊和頁(yè)巖油開發(fā)區(qū)塊，用作驅(qū)油劑，既大幅降低了碳排放量，又提高了油藏采收率，預(yù)計(jì)每年可創(chuàng)效2300多萬(wàn)元。

　　聚焦重點(diǎn)環(huán)節(jié) 積極推進(jìn)用能結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型

　　目前，我國(guó)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(xué)能源研究院氣候變化與能源轉(zhuǎn)型項(xiàng)目發(fā)布的一項(xiàng)報(bào)告顯示，2021年，我國(guó)石化行業(yè)二氧化碳排放總量約為4.45億噸，占當(dāng)年二氧化碳排放總量的4%左右。

　　由此可見(jiàn)，以低碳電力替代高碳電力和化石燃料，以“藍(lán)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(dāng)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(yīng)在統(tǒng)籌安全運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)可行的基礎(chǔ)上，加大技術(shù)改造力度，增加“綠電”“綠熱”的使用，推進(jìn)煉化企業(yè)從源頭減碳。

　　“十四五”以來(lái)，慶陽(yáng)石化積極與慶陽(yáng)供電公司溝通協(xié)調(diào)，爭(zhēng)取綠電消納比例。2022年，綠電消納量達(dá)到1.2億千瓦時(shí)，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(chǎn)方和使用方，存在著大量氫氣被低效利用的情況。對(duì)此，任立鵬認(rèn)為，需要通過(guò)優(yōu)化用能結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)加氫裝置的節(jié)能降耗，同時(shí)，推進(jìn)企業(yè)用氫綠色化，減少碳排放，建設(shè)“綠氫”煉化產(chǎn)業(yè)。

　　作為咸陽(yáng)市清潔低碳能化和氫能產(chǎn)業(yè)鏈雙“鏈主”企業(yè)，近年來(lái)，長(zhǎng)慶石化加大清潔低碳能源發(fā)展布局，已建成的4萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)立方米/小時(shí)制氫裝置，以天然氣為原料，可年產(chǎn)純度99.9%以上的工業(yè)氫氣3萬(wàn)噸，滿足每天1萬(wàn)輛氫燃料電池汽車的需求。

　　長(zhǎng)慶石化2022年實(shí)施的氫氣品質(zhì)提升項(xiàng)目，通過(guò)變壓吸附技術(shù)，生產(chǎn)出純度高達(dá)99.999%的氫氣，產(chǎn)品質(zhì)量同時(shí)滿足燃料電池用氫和高純氫兩個(gè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。該項(xiàng)目今年5月底建成投產(chǎn)后，長(zhǎng)慶石化將具備1500噸/年燃料電池用氫生產(chǎn)能力和裝車能力，除服務(wù)氫燃料電池汽車加氫站外，還能滿足光纖、半導(dǎo)體和集成電路等產(chǎn)業(yè)對(duì)6N級(jí)乃至更高純度要求的氫氣供應(yīng)需求，并且每年可減少周邊二氧化碳排放約2.2萬(wàn)噸。

　　為加快用能結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，長(zhǎng)慶石化持續(xù)推進(jìn)電氣化改造，目前，全廠83臺(tái)高排放、高耗能電機(jī)全部改造完成，累計(jì)降低能耗9%。

　　對(duì)于煉化企業(yè)而言，推進(jìn)碳達(dá)峰碳中和意味著進(jìn)入一個(gè)全新的發(fā)展階段，需要科學(xué)合理規(guī)劃發(fā)展規(guī)模，積極引進(jìn)新的低碳煉化技術(shù)和設(shè)備，推動(dòng)企業(yè)轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，建成綠色、高效、環(huán)保的煉化產(chǎn)業(yè)。（記者 陳青，謝文艷 王得剛 張運(yùn)泓 朱虹 劉珊參與采訪）