2020年，基于推進人類命運共同體建設(shè)、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的需要，中國做出了“力爭2030年前碳達峰、爭取2060年前碳中和”的重大戰(zhàn)略決策。從時間上看，中國從碳峰值到碳中和的過渡期(只有30年)比歐美發(fā)達國家(50-70年)要短得多。從一次能源消費結(jié)構(gòu)來看，中國是煤炭生產(chǎn)和消費大國，其能源體系以化石能源尤其是高碳煤為支撐。2020年，煤炭將占中國一次能源消費的56.8%。由此可見，“雙碳”目標(biāo)的實現(xiàn)不僅時間短、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，隨著我國煤化工產(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，因此中國煤化工行業(yè)具有高耗水的特點。此外，煤制液體、煤制烯烴和煤制乙二醇的盈虧平衡油價分別為70美元/桶、45美元/桶和55美元/桶。當(dāng)油價大于100美元/桶時，煤化工利潤可觀。然而，近年來，低油價和高煤價導(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)濟受到國際油價市場波動的影響，面臨巨大挑戰(zhàn)。最后，在2021年的全國人大上，“碳達峰”和“碳中和”首次寫入政府工作報告。“碳達峰、碳中和”已經(jīng)成為中國經(jīng)濟社會發(fā)展的長期、頂層硬約束，并將繼續(xù)迫使經(jīng)濟結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)加快轉(zhuǎn)型。同時，鑒于我國原油對外依存度超過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)造價值》，化肥行業(yè)是全球二氧化碳消費量最大的行業(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。
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能載體，并且驅(qū)動基于電石(采用可再生電力制備)的化學(xué)品合成技術(shù)發(fā)展；2)隨著未來對燃油需求的減少，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)及突破對于煤化工實現(xiàn)碳中和的目標(biāo)更加重要；4)煤化工過程的低碳是重要發(fā)展方向(用可再生電和H2)。
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三、煤化工的未來發(fā)展
根據(jù)我國煤化工的發(fā)展現(xiàn)狀和“雙碳”目標(biāo)的提出，我們認(rèn)為煤化工未來的發(fā)展應(yīng)主要集中在以下幾個方面：
一是煤化工行業(yè)要盡快進行碳排放量化核算，摸清財力。煤化工全過程涉及環(huán)節(jié)多，對應(yīng)的碳排放核算也比較復(fù)雜，不同碳排放核算機構(gòu)給出的企業(yè)碳排放數(shù)據(jù)也不一樣。政府應(yīng)出臺相關(guān)政策，引導(dǎo)相關(guān)部門或第三方核查機構(gòu)建立嚴(yán)格、科學(xué)、公平的碳核算體系，實現(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)進入碳交易市場提供相應(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)碳排放源和對應(yīng)量，結(jié)合現(xiàn)有和未來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)路線圖和時間節(jié)點。企業(yè)要以制定碳減排行動計劃為契機，加快相關(guān)技術(shù)研發(fā)的進度和力度，加快相關(guān)技術(shù)的引進、消化和吸收，盡快實現(xiàn)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級和高質(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。對能夠保障我國能源安全的項目，要給予適當(dāng)?shù)恼邇A斜，堅決爭取高能耗、高污染的煤化工項目。對于具有明顯減碳和經(jīng)濟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、主動性和創(chuàng)造性。
四是穩(wěn)步推進煤化工與石油/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，實現(xiàn)優(yōu)勢互補，降低煤化工碳排放總量和強度。
第五，將煤化工的產(chǎn)業(yè)鏈條做長，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，開展聚烯烴彈性體技術(shù)攻關(guān)及工程應(yīng)用等。同時，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題的同時，要注重提高煤化工的環(huán)保水平，解決煤化工過程中低成本、高效率的三廢處理技術(shù)問題，實現(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)保投入成本過高的問題。