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对黄河流域现代煤化工产业绿色低碳发展的建议

来源:赛迪智库  作者:  投稿时间:2021-08-10

经过二十多年的发展,我国现代煤化工产业已初步形成体系齐全、集聚发展的整体格局,主要分布于黄河流域,具备了较为成熟的煤制油、煤制气、煤制化学品的现代煤化工技术路线。在产业稳步发展的同时,碳排放量大、水资源消耗过度、固体废物堆积等资源环境问题也日益突出,并成为限制产业发展的主要因素。加快推动现代煤化工产业绿色低碳转型,既是破解产业环境困局的内在要求,也是落实黄河流域生态保护和高质量发展国家战略、履行碳达峰碳中和的必然途径。

一、黄河流域现代煤化工绿色低碳转型形势紧迫

近年来,我国现代煤化工产业规模稳步发展,综合技术已达国际领先水平。从产能利用率看,除煤制乙二醇为72.5%外,其 他均实现 80%以上。

现代煤化工产业具有高碳属性,碳达峰碳中和倒逼其低碳转型。利用煤化工替代石油化工生产化工产品,需要对 H/C 原子比进行调整,煤炭的 H/C 原子比为 0.2-1.0,而石油的 H/C 原子比为 1.6-2.0,因此煤气化制甲醇和烯烃、煤液化以及煤间接液化过程中都会排出大量的二氧化碳。

现代煤化工产业用水量过度,黄河流域水资源无力承载。我国现代煤化工项目单位水耗和规模体量均较大,目前煤制油、煤制烯烃、煤制甲醇、煤制乙二醇、煤制天然气单位产品取水量分别约为 9.4 立方米/吨、20 立方米/吨、10 立方米/吨、20.8 立方米 /吨、8.6 立方米/千标方。

现代煤化工产业固废堆存量大,黄河流域生态保护和高质量发展战略倒逼其绿色转型。现代煤化工生产过程会产生大量一般固体废物和危险废物,数量种类较多,包括煤气化渣、煤焦油、 焦油渣、煤沥青、煤液化渣、废水处理污泥等,相对于废气的治理,固体废物的治理相对滞后。

二、现代煤化工绿色低碳措施及工作难点

部分企业已被纳入重点碳排放单位名单,但减碳技术远不能满足碳减排需求。2020 年,生态环境部印发《纳入2019-2020 年全国碳排放权交易配额管理的重点排放单位名单》,多家现代煤化工企业位列其中,配额管理仅针对煤化工企业自备电厂发电排放环节。

执行废水“零排放”方案,但实际运行过程难度极大。废水处理与再利用是煤化工节水的重要组成部分,环境政策倡导的废水“零排放”,能最大限度地处理和回用现代煤化工项目产生的各种废水,它也是部分煤化工项目所在地环境承载力差而必须采取的方案。

推进固废资源化利用,但大规模利用途径和市场亟需拓宽。 现代煤化工项目在建设初期基本都考虑了将一般固废通过制砖、水泥实现资源化利用,综合利用处臵途径较为单一。

三、几点建议

从绿色低碳角度优化存量、严控增量。

一是对已建重点项目进行跟踪评价,全面评估各种工艺的碳排放、水耗及废弃物产生情况、污染防治措施治理效果,梳理和总结现有项目的经验教训,并以此为基础加快研究行业气化工艺、节水、碳减排、 固体废物处置等领域的技术,加强不同技术间的耦合集成,提升现代煤化工技术水平和能源转化效率。

二是新建现代煤化工项目应优先在水资源相对丰富、环境容量较好的地区布局,新上项目必须综合考虑水耗、碳排放、三废排放等控制要求,并采用先进的绿色低碳技术。

大力开发碳减排与资源化利用技术和工艺,制定行业达峰行动方案。

一是研究二氧化碳捕集、利用与封存技术,利用煤基能源化工过程中副产二氧化碳高浓度优势,积极探索CCUS技术, 前瞻性部署高效CCS以及二氧化碳驱油等CCUS技术的前沿性研发。积极扩展二氧化碳资源化利用途径与领域,将二氧化碳作为资源加以产业化利用,推动资源化利用二氧化碳生产高附加值烯烃、甲醇等化工产品。

二是通过现代煤化工和石油化工、可再生能源生产工艺融合减少碳排放。重点研究煤转化、油煤气耦合制燃料和大宗化学品的新路线,推动煤化工和石油化工融合发展。利用现代煤化工基地的可再生能源优势,比如太阳能资源、高温核能等制取的低碳氢,耦合煤化工,部分替代煤制灰氢,大幅减少二氧化碳排放。

三是尽快制定煤化工行业达峰目标和行动方案,从政策层面倒逼和引导现代煤化工产业低碳转型;加强管控,针对行业出台更详细的碳盘查、碳核算指南,适时积极参与全国碳交易市场。

加大对废水处理技术和装备的扶持力度,推动节水试点建设。

一是利用财政手段鼓励企业研发、引进和使用先进适用的节水技术、工艺和设备,鼓励企业和工业园区阶梯式循环利用高盐废水或开展高盐水深度处理,降低企业和工业园区的高盐废水治理成本。

二是组织现代煤化工行业开展节水企业建设试点工作, 试点应涵盖节水技术普及、节水管理、节水意识树立等方面,创新节水管理模式,实现节水管理水平及效益提升,加强用水计量及信息化管理,提高节水智能化管理水平。

三是推动节水技术改造,推动采用高效节水工艺技术,因地制宜积极推广空冷、闭式循环水系统等节水技术的应用。四是加强非常规水资源的开发利用。比如推进再生水和苦咸水的利用,有效收集雨水等。

开展固体废物污染特性调查,开发固废大规模综合利用途径。

一是对煤气化、液化、煤制化学品等产生的各类固体废物开 展系统调查和分析,掌握各类煤化工固体废物的主要物质组成特性、污染物含量,以及不同煤种对污染物物质组成特性、污染物- 9 - 含量的影响,为进一步开展现代煤化工固体废物资源化和处置技术的可行性研究奠定基础。

二是现代煤化工行业一般工业固废的资源化利用应采用以“规模化消纳为主+高值化利用为辅”的处置思路,开发过程简单、适应性强、具有一定经济效益的煤气化渣综合利用技术路线,拓宽下游应用市场,探索气化炉渣等高附加值利用技术路径。(源自:计算机报微信)

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