2020年，基于推進(jìn)人類命運(yùn)共同體建設(shè)、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的需要，中國(guó)做出了“力爭(zhēng)2030年前碳達(dá)峰、爭(zhēng)取2060年前碳中和”的重大戰(zhàn)略決策。從時(shí)間上看，中國(guó)從碳峰值到碳中和的過(guò)渡期(只有30年)比歐美發(fā)達(dá)國(guó)家(50-70年)要短得多。從一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)來(lái)看，中國(guó)是煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，其能源體系以化石能源尤其是高碳煤為支撐。2020年，煤炭將占中國(guó)一次能源消費(fèi)的56.8%。由此可見(jiàn)，“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)不僅時(shí)間短、任務(wù)重，也是加快以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的必由之路。
一、煤化工發(fā)展現(xiàn)狀
近幾十年來(lái)，隨著我國(guó)煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，其能耗不斷下降，清潔環(huán)保水平不斷提高，整體技術(shù)水平和規(guī)模處于世界領(lǐng)先地位。但是，由于合成煤基化學(xué)品的原料氣需要通過(guò)水煤氣轉(zhuǎn)換，以滿足合成甲醇或石油產(chǎn)品所需的氫碳比，因此中國(guó)煤化工行業(yè)具有高耗水的特點(diǎn)。此外，煤制液體、煤制烯烴和煤制乙二醇的盈虧平衡油價(jià)分別為70美元/桶、45美元/桶和55美元/桶。當(dāng)油價(jià)大于100美元/桶時(shí)，煤化工利潤(rùn)可觀。然而，近年來(lái)，低油價(jià)和高煤價(jià)導(dǎo)致煤制油、天然氣、乙二醇和乙酸的整體損失。
因此，煤化工產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)受到國(guó)際油價(jià)市場(chǎng)波動(dòng)的影響，面臨巨大挑戰(zhàn)。最后，在2021年的全國(guó)人大上，“碳達(dá)峰”和“碳中和”首次寫(xiě)入政府工作報(bào)告。“碳達(dá)峰、碳中和”已經(jīng)成為中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的長(zhǎng)期、頂層硬約束，并將繼續(xù)迫使經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)加快轉(zhuǎn)型。同時(shí)，鑒于我國(guó)原油對(duì)外依存度超過(guò)70%的現(xiàn)狀，發(fā)展和支持現(xiàn)代煤化工的產(chǎn)能/技術(shù)儲(chǔ)備，提高質(zhì)量和效率，是當(dāng)前煤化工的發(fā)展方向
二、煤化工的發(fā)展方向
大多數(shù)煤化工過(guò)程直接或間接排放一定量的二氧化碳，但有些技術(shù)具有固碳特性。例如，以煤為原料合成尿素，每噸尿素可消耗約735公斤二氧化碳。根據(jù)國(guó)際能源署發(fā)布的《將二氧化碳投入使用—從排放中創(chuàng)造價(jià)值》，化肥行業(yè)是全球二氧化碳消費(fèi)量最大的行業(yè)，每年有1.3億噸二氧化碳用于尿素生產(chǎn)，但其消費(fèi)量不到2020年全球二氧化碳排放量(340億噸)的1%。鑒于煤炭的高碳(60%-98%)特性，如何實(shí)現(xiàn)高碳資源和低碳的利用，是煤化工行業(yè)從業(yè)者的一大考驗(yàn)。
北京化工大學(xué)劉振宇教授指出：1)如果電石采用基于綠電的生產(chǎn)工藝，電石可能成為一種儲(chǔ)能載體，并且驅(qū)動(dòng)基于電石(采用可再生電力制備)的化學(xué)品合成技術(shù)發(fā)展；2)隨著未來(lái)對(duì)燃油需求的減少，煤基化學(xué)品/材料的制備技術(shù)在煤化工中所占的地位會(huì)更加重要；3)CCUS(碳捕獲、利用與封存)技術(shù)的研發(fā)及突破對(duì)于煤化工實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)更加重要；4)煤化工過(guò)程的低碳是重要發(fā)展方向(用可再生電和H2)。
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三、煤化工的未來(lái)發(fā)展
根據(jù)我國(guó)煤化工的發(fā)展現(xiàn)狀和“雙碳”目標(biāo)的提出，我們認(rèn)為煤化工未來(lái)的發(fā)展應(yīng)主要集中在以下幾個(gè)方面：
一是煤化工行業(yè)要盡快進(jìn)行碳排放量化核算，摸清財(cái)力。煤化工全過(guò)程涉及環(huán)節(jié)多，對(duì)應(yīng)的碳排放核算也比較復(fù)雜，不同碳排放核算機(jī)構(gòu)給出的企業(yè)碳排放數(shù)據(jù)也不一樣。政府應(yīng)出臺(tái)相關(guān)政策，引導(dǎo)相關(guān)部門或第三方核查機(jī)構(gòu)建立嚴(yán)格、科學(xué)、公平的碳核算體系，實(shí)現(xiàn)企業(yè)碳排放和碳減排核算的標(biāo)準(zhǔn)化，提高核算的可信度，為企業(yè)后續(xù)進(jìn)入碳交易市場(chǎng)提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)支持和決策依據(jù)。政府和企業(yè)應(yīng)設(shè)立碳核查和碳交易相關(guān)機(jī)構(gòu)，加快培養(yǎng)精通碳核算體系和碳交易體系程序的相關(guān)人才。
其次，煤化工企業(yè)應(yīng)根據(jù)碳排放源和對(duì)應(yīng)量，結(jié)合現(xiàn)有和未來(lái)的碳減排和碳中和技術(shù)，盡快制定相應(yīng)的碳峰化和碳中和技術(shù)路線圖和時(shí)間節(jié)點(diǎn)。企業(yè)要以制定碳減排行動(dòng)計(jì)劃為契機(jī)，加快相關(guān)技術(shù)研發(fā)的進(jìn)度和力度，加快相關(guān)技術(shù)的引進(jìn)、消化和吸收，盡快實(shí)現(xiàn)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展。
再次，建議政府根據(jù)不同煤化工項(xiàng)目的規(guī)模、產(chǎn)品類別和環(huán)境影響，從不同角度分析并科學(xué)制定相應(yīng)的差異化政策。對(duì)能夠保障我國(guó)能源安全的項(xiàng)目，要給予適當(dāng)?shù)恼邇A斜，堅(jiān)決爭(zhēng)取高能耗、高污染的煤化工項(xiàng)目。對(duì)于具有明顯減碳和經(jīng)濟(jì)可行性的煤化工技術(shù)，有必要加快其在全行業(yè)的推廣應(yīng)用。政府和企業(yè)也應(yīng)制定相應(yīng)的政策，激發(fā)煤化工行業(yè)從業(yè)人員從事碳減排技術(shù)研發(fā)的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性。
四是穩(wěn)步推進(jìn)煤化工與石油/天然氣/生化產(chǎn)業(yè)的耦合，逐步提高可再生能源在煤化工中的比重，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，降低煤化工碳排放總量和強(qiáng)度。
第五，將煤化工的產(chǎn)業(yè)鏈條做長(zhǎng)，注重特種專用化學(xué)品的研發(fā)與生產(chǎn)，提升煤化工產(chǎn)品的高附加值，盡可能將更多的碳保留在終端產(chǎn)品中。比如可通過(guò)煤化路線生產(chǎn)PGA、PBAT、PBS等可降解塑料；依托煤制α-烯烴原料優(yōu)勢(shì)，開(kāi)展聚烯烴彈性體技術(shù)攻關(guān)及工程應(yīng)用等。同時(shí)，突破煤化工所產(chǎn)生二氧化碳的規(guī)模化利用技術(shù)(如二氧化碳加氫制甲醇等)，并盡可能降低其成本。
第六，在解決煤化工碳排放問(wèn)題的同時(shí)，要注重提高煤化工的環(huán)保水平，解決煤化工過(guò)程中低成本、高效率的三廢處理技術(shù)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)多種污染物的協(xié)調(diào)處置和能源資源的再利用，有效解決現(xiàn)有企業(yè)環(huán)保投入成本過(guò)高的問(wèn)題。