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《中国煤化工》
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碳减排,你家是怎么做的
作者:陈继军 | 来源:《中国石油和化工产业观察》杂志 | 时间:2022-06-14

    从碳排放强度上看,我国化工行业每万元增加值碳排放量为1.29吨,大于全国工业平均水平的1.14吨。这使化工行业面临巨大的碳减排压力。化工企业现在相互间最愿意谈论的话题就是:碳减排,你家是怎么做的?

    为此,记者对业内企业的碳减排做了一个归纳总结。

    首选技术升级

    今年以来,总投资5.4亿元的重庆湘渝盐化股份有限公司煤气化系统升级改造项目加快推进。该项目通过6.5兆帕压力等级的晋华炉第三代水煤浆加压气化技术替代现有常压固定床气化炉,等温耐硫变换-低温甲醇洗/液氮洗净化工艺替代能耗居高不下的变压吸附工艺和铜洗工艺,同时采用瑞士卡萨利氨合成专利技术、离心式蒸汽透平替代电驱动等先进技术。技改完成后,合成氨装置产能将由20万吨/年增至30万吨/年。当然最关键的是,项目能耗和碳排放也将下降25%以上。

    无疑,借助先进工艺技术对原装置升级改造或采用先进技术工艺和产品方案上马新项目、延长产业链、提升产品附加值、持续注入绿色低碳元素,已经成为化工企业碳减排的首选方案。

    3月下旬,中盐安徽红四方股份有限公司所属新型建材公司联合相关科研院所开发的国内煤化工行业首个万吨级二氧化碳矿化制备全固废负碳建材项目实现试运行。结果表明,在不借助外部热源、不使用水泥的前提下,制备的矿化建材产品强度完全满足现行国家及行业标准要求,平均固碳率超过15%。目前,这家新型建材公司正在优化工艺并改造放大项目规模,完成后,每年将消纳各类大宗固废近百万吨,固化利用10万余吨二氧化碳。

    4月8日,君正集团总投资207亿元的绿色环保循环产业一期项目在内蒙古乌海市乌达工业园区正式开工。该项目包括2×60万吨/年1,4-丁二醇联产2×100万吨/年己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯共聚物/聚丁二酸丁二醇酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯/四氢呋喃均聚醚等可降解材料和精细化学品项目。其中,焦化装置以6.78米捣固焦炉为龙头,配套干熄焦余热利用、焦炉尾气综合利用技术;乙炔原料的生产配套了君正集团拥有自主知识产权、国际先进的8.1万千伏安电石炉生产工艺;1,4-丁二醇装置引进全球单套规模最大的30万吨/年德国KTS公司技术;己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯共聚物装置采用国内自主开发的流程短、效率高、节能环保效果明显的低温短流程直接酯化法合成工艺。由于均采用了先进工艺技术,新项目不仅各单元能耗低、排碳少,整个项目也实现了补链延链和资源最大化综合利用。

    4月13日,山东华鲁恒升化工股份有限公司与湖北省江陵县人民政府签署《绿色新能源材料项目投资协议》,计划斥资50亿元,在荆州江陵新能源新材料产业基地建设10万吨/年N-甲基吡咯烷酮、20万吨/年1,4-丁二醇、3万吨/年己二酸对苯二甲酸丁二醇酯、10万吨/年醋酐等绿色新材料项目。项目建成后,华鲁恒升精细化工产品种类将超过20种,数个精细化工产品产能规模国内领先,尤其是10万吨/年电子级N-甲基吡咯烷酮装置投产后,不仅在国内产能最大,而且将打破国外三巨头的技术壁垒和市场垄断。同时,上述项目建成后,华鲁恒升将把公司原有的煤化工、乙炔化工、精细化工3块业务有机结合起来,在延长产业链、增加产品附加值的同时,实现上下游闭路循环、能源资源梯级高效利用,大幅减少万元产值能耗和二氧化碳排放。

    4月20日,采用山东省冶金设计院股份有限公司与意大利PW公司共同设计的SWJ76-1型7.6米大型顶装绿色智能焦炉2号焦炉主体封顶,标志着云南煤业能源股份有限公司200万吨/年焦化环保搬迁转型升级项目进入收尾阶段。由于新装置的焦炉炉体、工艺装备、自动化和环保水平均达到国际先进水平,所炼制的焦炭也完全能够满足国内顶尖大型高炉的生产要求。200万吨/年焦化环保搬迁转型升级项目改造完成后,云南煤业能源股份公司无论产品质量,还是能耗与碳排放指标,都将跻身世界一流焦化企业行列。

    河南安阳化学工业集团有限责任公司正在推进原料路线改造,采用清洁高效煤气化技术对现有气化与净化装置进行升级改造,提高能源利用效率,探索煤化工产业链的节能降碳。

    以大化肥立厂的河南中原大化集团有限责任公司正在大力推进可降解新材料项目建设。同时,公司将二氧化碳回收及利用作为重要抓手,构建以源头和过程碳减排、终端产品固碳相结合的低碳发展模式。

    争取新能源替代

    可再生能源是公认的零碳能源。中央经济工作会议已经明确“新增可再生能源和原料用能不纳入能源消费总量控制”。因此,越来越多的化工企业加大了可再生能源的开发利用。

    3月28日,江苏远景科技集团与内蒙古赤峰市政府签署合作框架协议,拟斥资400亿元,分3期建设合计152万吨/年的风光制绿氢/绿氨示范项目。根据规划,该项目包括455万千瓦风电、102万千瓦光伏发电和152万吨/年零碳合成氨。其中,一期项目投资42亿元,将于2024年9月建成32万吨/年零碳合成氨装置;二期项目投资40亿元,将于2026年11月建成投产30万吨/年绿色合成氨、1万吨/年绿色液氢装置;三期项目计划投资90亿元,将于2029年6月建成投产90万吨/年零碳合成氨、1万吨/年绿色液氢。项目全部建成后,远景科技将成为全球最大规模的零碳合成氨厂和绿色液氢供应商。

    拥有年产110万吨聚氯乙烯、80万吨离子膜烧碱、4×125兆瓦+2×25兆瓦发电、220万吨电石渣制水泥、50万吨电石的陕西北元化工集团股份有限公司,不仅计划斥资15亿元新建300兆瓦集中式光伏电站项目,还将斥资3500万元,在其厂区空地、屋顶建设5.95兆瓦分布式光伏电站。这些项目建成后,年发绿电超过4.4亿千瓦时,将首先作为该企业生产用电,从而大幅减少公司煤电消耗和二氧化碳当量排放。

    3月30日,宁夏宝丰能源集团股份有限公司宣布,目前,该公司已经具备3万标方/小时绿氢生产能力,未来公司将以每年3万标方/小时的速度持续扩大绿氢规模,最终形成年产百亿标方、百万吨绿氢规模。事实上,作为集煤-焦-化一体化生产于一体的宝丰能源公司,早已把可再生能源制取绿氢作为抓手启动了一系列项目:2019年启动了200兆瓦光伏发电及2万标方/小时电解水制氢储能及综合应用示范项目;2020年4月17日,2×100兆瓦光伏发电、2万标方/小时电解水制氢、1000千克/天加氢站综合示范项目在宁东能源化工基地开工;2021年2月,太阳能电解水制氢储能研究与示范项目10×1000标方/小时电解水制氢工程一次投产成功。2021年4月,该公司宣布,将投资10亿元建设氢气加工制取、运输、储存及销售的全资氢能子公司;2022年3月,该公司对外宣布,将斥资200亿元,在宁夏建设光伏项目,所发绿电用于生产数十万吨工业硅、多晶硅和拉晶切片。

    “我们将继续扩大绿氢生产规模,向全球最大绿氢生产商迈进,用更多的绿氢替代化石能源制氢。”该公司总裁刘元管对记者说。

    河南龙宇煤化工有限公司正规划建设生物质气化与工艺尾气耦合利用节能降碳项目,围绕甲醇、二甲醚、醋酸和乙二醇下游产业链进行精深加工、延链补链、耦合升级。该企业的打算是由基础化工产品生产向绿色低碳的新能源、生物可降解材料和功能性新材料延伸发展,着力做强做大醋酸和乙二醇下游高附加值产业。

    2021年11月,总投资近30亿元的中石化首个万吨级光伏制氢项目开工建设。该项目包括300兆瓦光伏发电、2万吨/年电解水制氢、21万立方米储氢球罐、28万立方米/小时输氢管线。项目2023年6月投产后,所产氢气将替代天然气制氢,供给中石化塔河炼化公司。仅此一项,每年即可减排二氧化碳48.5万吨。算上2022年将要投产的鄂尔多斯1万吨/年绿电制氢项目,到2023年,中石化将拥有3万吨/年光伏发电-电解水制氢生产能力,年减排二氧化碳将超过72万吨。

    今年1月下旬,新疆伊吾疆纳新能源有限公司正式启动其风光多能互补制绿色低碳高值煤基化学品新材料项目。该项目以煤气化制合成气为龙头,以煤焦油加氢项目尾气提取二氧化碳为辅助,与风光电水电解制取绿氢和绿氧耦合,先生产绿色甲醇,继而生产70万吨/年聚烯烃和10亿立方米/年液化天然气。充分利用哈密地区丰富的煤炭资源和新能源资源,探索煤化工与可再生能源耦合低碳发展新模式。

    4月7日,内蒙古明拓集团有限公司与国际氢能中心(由北京市政府、联合国工业发展组织和清华工研院联合发起、联合国工业发展组织正式授牌的国际化氢能创新平台)签署协议:共同建设全球首个碳中和氢能冶金化工综合示范项目。该项目包括500万千瓦风电、150万千瓦光伏发电、30万吨/年电解水制氢,以及2×55万吨/年氢还原铁、80万吨/年铁素体不锈钢、氢电催化合成120万吨/年绿氨等装置。建成后,它将成为全球首个煤化工-绿氢-冶金耦合示范项目。

    淘汰鸡肋产能

    在引进先进工艺技术和开发利用可再生能源促进节能减碳的同时,化工企业不忘“刀口向内”,主动淘汰高碳排放的鸡肋项目。

    2021年以来,山西美锦能源股份有限公司在果断关停180万吨/年落后焦化产能,置换出产能和用能空间后,斥资87.37亿元引进7.65米顶装焦炉——世界最先进的焦炉技术,在新增385万吨/年先进焦化产能的同时,配套建成年产30万吨焦炉煤气制乙二醇、15.5万吨液化天然气、6万吨硫酸以及1.2万标方/小时工业高纯氢等高附加值、精细化工和化工新材料等产品,不仅巩固了其焦化产业龙头地位,还有效缓解了碳减排压力。

    2021年7月,经综合考虑,浙江桐昆股份有限公司决定不再实施子公司的120万吨煤制乙二醇项目。

    今年伊始,内蒙古远兴能源股份有限公司发布公告称,因受能耗双控和双碳目标影响,拟终止已经完成3.54亿元投资且项目备案、能评、环评、安评、水资源论证等手续均已完成的锡林郭勒苏尼特碱业有限公司乙二醇项目。

    2月下旬,山西焦化股份有限公司在回答投资者问询时表示,将停建已经筹备了10多年、累计投资24.95亿元、完成了各类专项手续,且工艺包设计、基础设计等均通过审查的60万吨/年烯烃及焦炉煤气制甲醇一体化项目。理由是:综合考虑我国生态文明政策和地方区域环保政策,继续推进烯烃项目将会面临较大的政策风险和市场风险。

    4月25日,本钢集团北营焦化公司数个4.3米焦炉被悉数拆除,取而代之的是4座7米顶装现代化节能环保焦炉。新旧装置置换后,在产能得到扩张的同时,场地占用面积减少近20%,单位产品能耗和排碳量下降10%以上。

    陕西延长石油集团战略规划部高级工程师刘建宏向记者透露,延长石油集团规划关停旗下永坪炼油厂450万吨/年落后炼油产能,所置换的指标与延安炼油厂现有装置耦合,打造1000万吨/年油化比为4∶6的炼化一体化项目;淘汰榆林部分落后产能,在靖边建设500万吨/年煤制新型液体燃料项目;规划建设两个绿色能源岛,通过规模化开发利用光伏/风电-电解水制氢+光热+地热等可再生能源,为新建的石油化工和煤化工项目提供绿氢、绿电、绿氧、绿色动力(热/蒸汽)。

    对于全国各地化工企业各种各样的碳减排行动,北京化工大学副校长雷涯邻有一个总结:“化工行业拥有碳排放总量有限但强度突出的特点,受到的能耗双控和双碳目标约束大。但同时也意味着该行业减碳空间较大。只要坚定信心,在主动淘汰落后、无效、鸡肋产能,置换出更多能耗和排碳指标的同时,坚持技术、工艺、装备、理念、管理创新,并在规模化开发利用可再生能源、耦合相关行业先进技术方面多下功夫,就一定能走出困境、摆脱束缚,在实现行业自身高效低碳发展的同时,使二氧化碳变废为宝,反过来带动其他行业的碳减排。”

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