煤化工企業(yè)應(yīng)對(duì)碳排放的思考

O 高艷 李志光（神華包頭煤化工有限責(zé)任公司 內(nèi)蒙古 014010）

煤化工企業(yè)應(yīng)對(duì)碳排放的思考

O 高艷 李志光
（神華包頭煤化工有限責(zé)任公司 內(nèi)蒙古 014010）

本文主要針對(duì)煤化工企業(yè)如何應(yīng)對(duì)碳排放權(quán)問(wèn)題進(jìn)行了探索和思考，從碳排放的現(xiàn)狀、碳排放的組織及管理、技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)以及應(yīng)對(duì)措施等方面進(jìn)行了詳細(xì)闡述，以便煤化工等企業(yè)能夠及早應(yīng)對(duì)碳排放權(quán)問(wèn)題，降低碳排放問(wèn)題對(duì)企業(yè)造成的影響。

煤化工；碳排放；技術(shù)分析

1.引言

溫室氣體效應(yīng)問(wèn)題從80年代開始引起世界上各國(guó)的關(guān)注，在1990年，政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)發(fā)布了第一次評(píng)估報(bào)告，對(duì)大氣中的溫室氣體問(wèn)題進(jìn)行了評(píng)估，受此影響，1997年相關(guān)國(guó)家締結(jié)了于2005年生效的《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約的京都協(xié)定議定書》，達(dá)成了溫室氣體的減排協(xié)議。該文件對(duì)需要控制的溫室氣體進(jìn)行了定義，主要有：二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亞氮（N2O）、氫氟碳化合物（HFCs）、全氟碳化合物（PFCs）、六氟化硫（SF6），其中，二氧化碳排放是地球溫室化的重要原因。所以，目前溫室氣體的主要限排對(duì)象就是二氧化碳。此外，京都機(jī)制還建立了3個(gè)靈活減排合作機(jī)制，即國(guó)際排放貿(mào)易機(jī)制（簡(jiǎn)稱ET）、聯(lián)合履行機(jī)制（簡(jiǎn)稱JI）和清潔發(fā)展機(jī)制（簡(jiǎn)稱CDM），這些機(jī)制允許發(fā)達(dá)國(guó)家通過(guò)碳交易市場(chǎng)完成減排任務(wù)，而發(fā)展中國(guó)家也可以獲得相關(guān)技術(shù)和資金支持。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止2015年國(guó)際上碳排放權(quán)交易量達(dá)到85億噸，交易額達(dá)到695億歐元。

2015年，我國(guó)領(lǐng)導(dǎo)在《中美元首氣候變化聯(lián)合聲明》中明確表示，將在2017年啟動(dòng)全國(guó)統(tǒng)一性碳排放權(quán)交易市場(chǎng)。并承諾2020年碳排放強(qiáng)度(單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放) 削減40%～45%。據(jù)相關(guān)資料報(bào)道，我國(guó)啟動(dòng)碳排放權(quán)市場(chǎng)后，年交易量可達(dá)到30億-40億噸/年，交易額可達(dá)到80億元/年。對(duì)于煤化工企業(yè)來(lái)說(shuō)，很快就要到來(lái)的強(qiáng)制性碳減排以及碳交易沒(méi)有引起足夠的重視。一般來(lái)說(shuō)煤化工行業(yè)碳排放量較大，無(wú)論煤制甲醇、煤制油、煤制烯烴，還是煤制天然氣等，如果未來(lái)征收碳稅，將為煤化工企業(yè)帶來(lái)較重的成本負(fù)擔(dān)，有的產(chǎn)品甚至?xí)ピ械母?jìng)爭(zhēng)力。因此，國(guó)內(nèi)各類煤化工企業(yè)應(yīng)該及早重視碳排放問(wèn)題，積極應(yīng)對(duì)國(guó)家的碳減排要求，才能在未來(lái)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立足。本文通過(guò)煤化工企業(yè)的碳排放計(jì)算和管理，技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)以及今后的應(yīng)對(duì)措施等方面展開論述，提出煤化工的應(yīng)對(duì)碳排放權(quán)的建議。

2.煤化工行業(yè)的碳排放預(yù)測(cè)

目前，整個(gè)煤化工行業(yè)(含煉焦)的耗煤量占到了全國(guó)耗煤量的23%左右。近年來(lái)，隨著煤代油戰(zhàn)略的實(shí)施以及新型煤制烯烴行業(yè)的興起，新型煤化工行業(yè)將會(huì)成為未來(lái)的耗煤大戶，一套年產(chǎn)60萬(wàn)噸烯烴的CTO(煤制烯烴)項(xiàng)目的年耗煤量約為330萬(wàn)噸左右，一套年產(chǎn)50萬(wàn)噸丙烯的CTP(煤制烯烴)項(xiàng)目的年耗煤量約為310萬(wàn)噸左右，一套年產(chǎn)100萬(wàn)噸煤制油品(直接或間接)項(xiàng)目年耗煤量約為450萬(wàn)噸左右，一套年產(chǎn)40億標(biāo)立天然氣項(xiàng)目的年耗煤量達(dá)到1300萬(wàn)噸左右，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國(guó)各地已投產(chǎn)和規(guī)劃在建的煤經(jīng)甲醇制烯烴(含煤經(jīng)甲醇制丙烯)項(xiàng)目達(dá)到46個(gè)，產(chǎn)能預(yù)計(jì)多達(dá)2708萬(wàn)噸；煤液化制油(含直接和間接液化)12個(gè)，產(chǎn)能達(dá)到2670萬(wàn)噸，煤制天然氣1848．05億標(biāo)立，按照此計(jì)算，在未來(lái)，我國(guó)煤化工產(chǎn)業(yè)年耗煤量將達(dá)到8．6億噸，是目前的20倍左右，相應(yīng)的溫室氣體二氧化碳排放量將達(dá)到約14．26億噸，占到目前我國(guó)二氧化碳排放量的14．7%，成為我國(guó)二氧化碳排放的行業(yè)大戶，必將成為政府監(jiān)管和減排重點(diǎn)。

3.碳排放的計(jì)算與管理

截止2015年，國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)并未針對(duì)煤化工企業(yè)(除煤制甲醇外)制定溫室氣體排放與報(bào)告指南，也就是說(shuō)，國(guó)家暫未將煤化工企業(yè)列入到2017年的碳排放交易市場(chǎng)中，但根據(jù)上文提及的煤化工企業(yè)碳排放測(cè)算數(shù)據(jù)，煤化工企業(yè)二氧化碳排放量也很大，國(guó)家很快會(huì)將煤化工企業(yè)列入到碳排放交易市場(chǎng)中。為了能夠在將來(lái)的碳排放中避免對(duì)企業(yè)效益造成巨大沖擊，應(yīng)該積極主動(dòng)參與碳排放的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定中，獲得更有利于企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的碳排放初始分配權(quán)。按照學(xué)術(shù)界目前定義的碳排放初始分配權(quán)的分配方法有：基于“祖父法則”分配原則是基于“基準(zhǔn)法則”的分配原則，煤化工企業(yè)應(yīng)該根據(jù)自生情況，摸清企業(yè)、項(xiàng)目、產(chǎn)品的碳排放情況，借助碳排查和碳足跡準(zhǔn)確掌握自身排放量,對(duì)行業(yè)的碳排放初始分配權(quán)方法提出合理建議。

此外，企業(yè)應(yīng)該摸清自身的碳資產(chǎn)，有效應(yīng)對(duì)將來(lái)的碳排放約束。下表列出一些典型的煤化工行業(yè)碳排放數(shù)據(jù)：

項(xiàng)目 煤制烯烴煤間接制油煤直接制油煤制芳烴煤制天然氣煤制乙二醇噸二氧化碳/噸產(chǎn)品11.1 6.1 5.8 12(預(yù)測(cè)) 4.8 8(估算)

據(jù)了解，目前石腦油裂解制烯烴的單位產(chǎn)品二氧化碳排放約為1．65噸二氧化碳/噸產(chǎn)品，而煉油行業(yè)更低，噸油品的二氧化碳排放量不到0．5噸二氧化碳/噸產(chǎn)品左右，大大低于煤化工產(chǎn)品的二氧化碳排放強(qiáng)度。

在碳排放管理中，煤化工企業(yè)應(yīng)該順應(yīng)世界的發(fā)展趨勢(shì)，可以成立專門的碳排放管理機(jī)構(gòu)或在公司管理者層面成立碳資產(chǎn)管理委員會(huì)。結(jié)合公司的發(fā)展戰(zhàn)略和經(jīng)營(yíng)環(huán)境，在評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)的基礎(chǔ)上制定公司碳管理的總體策略和方向；訂立碳排放的管理策略和制度，指導(dǎo)自身或下屬企業(yè)管理碳核算、盤查、交易、履約；進(jìn)行碳資產(chǎn)的開發(fā)和利用等事務(wù)。在人才管理方面，應(yīng)邀請(qǐng)專家針對(duì)高層管理人員以及基層技術(shù)人員進(jìn)行有針對(duì)性的培訓(xùn)，培養(yǎng)一批了解碳市場(chǎng)相關(guān)政策、掌握碳市場(chǎng)交易規(guī)則、能熟練使用碳資產(chǎn)管理相關(guān)工具的專門性人才。

4.緊跟技術(shù)前沿，探索減排新途徑

隨著各國(guó)對(duì)溫室氣體排放的重視，各種各樣的溫室氣體替代技術(shù)以及二氧化碳綜合利用技術(shù)都在蓬勃發(fā)展中，簡(jiǎn)單分類來(lái)說(shuō)，目前二氧化碳的綜合利用技術(shù)可以分為3大類，第一類為二氧化碳的捕集及直接利用；第二類為將二氧化碳作為化工原料；第三類為利用生物技術(shù)將二氧化碳進(jìn)行資源化轉(zhuǎn)化。下面幾類二氧化碳綜合利用技術(shù)做簡(jiǎn)單介紹：

(1)二氧化碳的捕集及直接利用

二氧化碳的捕集技術(shù)是指用物理或化學(xué)的方法，將各類混合氣體中的二氧化碳進(jìn)行富集的技術(shù)，如常用的化學(xué)吸收、物理吸附等，也可根據(jù)氣體組成不同選擇膜分離、低溫分離以及電化學(xué)分離技術(shù)等，其技術(shù)最早應(yīng)用于煉油、化工等行業(yè)，目前在火力發(fā)電廠也進(jìn)行了較多試驗(yàn)應(yīng)用。

捕集后的二氧化碳第一種利用方式通過(guò)地質(zhì)封存和海洋封存兩種方式存于地下，通過(guò)利用現(xiàn)有油氣田封存CO2被認(rèn)為是未來(lái)的主流方向，這項(xiàng)技術(shù)被稱為CO2強(qiáng)化采油技術(shù)，即將CO2注入油氣層起到驅(qū)油作用，既可以提高采收率，又實(shí)現(xiàn)了碳封存，兼顧了經(jīng)濟(jì)效益和減排效果。這項(xiàng)技術(shù)起步較早，最近10年發(fā)展很快，實(shí)際應(yīng)用效果得到了肯定，也是中國(guó)優(yōu)先發(fā)展的技術(shù)方向。此外，隨著頁(yè)巖氣生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，利用二氧化碳對(duì)地下頁(yè)巖氣層壓裂技術(shù)開采頁(yè)巖氣也有了新的突破。目前，國(guó)內(nèi)和國(guó)際上都針對(duì)二氧化碳的捕集及封存（簡(jiǎn)稱CCS）進(jìn)行了工業(yè)化示范，其中2010年神華集團(tuán)利用煤直接液化項(xiàng)目，開展了首個(gè)10萬(wàn)噸/年的CCS（鹽水層封存）實(shí)驗(yàn)裝置的示范裝置，據(jù)悉目前已完成了30萬(wàn)噸二氧化碳注入的總目標(biāo)。國(guó)際上，如挪威Sleipner項(xiàng)目、德國(guó)黑泵電廠項(xiàng)目也針對(duì)CCS開展了工業(yè)化示范。

第二種方式是將二氧化碳捕集后，進(jìn)行再提純直接用于焊接保護(hù)氣或是生產(chǎn)干冰。據(jù)悉，中國(guó)華能集團(tuán)在華能北京高碑店熱電廠進(jìn)行碳捕集改造，設(shè)計(jì)CO2回收率大于85%，年回收CO2能力為3000噸。于2008年7月16日正式投產(chǎn)。華能上海石洞口第二電廠在其二期新建的兩臺(tái)66萬(wàn)千瓦的超超臨界機(jī)組上安裝碳捕集裝置，設(shè)計(jì)年運(yùn)行時(shí)間為8000小時(shí)，年生產(chǎn)食品級(jí)二氧化碳10萬(wàn)噸，已于2009年12月30日投入運(yùn)營(yíng)。中國(guó)電力投資集團(tuán)公司重慶合川雙槐電廠在一期兩臺(tái)30萬(wàn)千瓦的機(jī)組上建造碳捕集裝置，年生產(chǎn)工業(yè)級(jí)二氧化碳1萬(wàn)噸，該碳捕集項(xiàng)目于2010年1月20日投入運(yùn)營(yíng)。第二種利用方式在經(jīng)濟(jì)性上較好，還能夠產(chǎn)生效益，但缺點(diǎn)也很明顯，主要是市場(chǎng)容量太小。以上海為例，據(jù)估算上海市一年純二氧化碳的需求量在15-18萬(wàn)噸之間，用戶主要集中在焊接和干冰兩方面，其中，焊接用二氧化碳年消耗量約為8萬(wàn)噸，占45%，制造干冰用二氧化碳年消耗量約為6萬(wàn)噸占35%，其余用于碳酸飲料、啤酒、冷凍、卷煙以及糧食包裝儲(chǔ)運(yùn)的二氧化碳年消耗量共約4萬(wàn)噸，占20%，以此為基礎(chǔ)推測(cè)，全國(guó)純二氧化碳的市場(chǎng)規(guī)模在1200萬(wàn)噸左右。而一個(gè)300MW火力發(fā)電廠的二氧化碳排放量就達(dá)到230萬(wàn)噸以上，5個(gè)300MW機(jī)組的二氧化碳排放量就能滿足全國(guó)的需求，顯然靠此解決二氧化碳排放問(wèn)題不具備全國(guó)推廣的意義。

(2)以二氧化碳為基礎(chǔ)原料，生產(chǎn)化工品

目前以二氧化碳為基礎(chǔ)原料，主要三個(gè)大的用途方向，一是純堿、輕質(zhì)碳酸鹽、化肥以及脂肪酸和水楊酸及其衍生物制造，目前已有成熟的工藝。二是通過(guò)氫還原成甲烷、低鏈烯烴、甲醇、甲醛、甲酸等。三是與不飽和烴、胺類、環(huán)氧化合物及其它化合物發(fā)生二元、三元共聚反應(yīng)，生成交聯(lián)、接枝、嵌段等高分子聚合物，如聚氨基甲酸酯、聚碳酸酯、聚脲等。

第一種用途主要是利用二氧化碳生成碳酸制取碳酸鹽類化合物，但目前大多數(shù)碳酸鹽產(chǎn)品存在過(guò)剩情況，經(jīng)濟(jì)效益差。在二氧化碳加氫還原方面，我國(guó)科研人員在利用二氧化碳加氫制取二甲醚、乙烯和丙烯方面做了大量研究，已經(jīng)有不少實(shí)驗(yàn)結(jié)論，但目前國(guó)內(nèi)沒(méi)有工業(yè)化的示范裝置，據(jù)了解，日本三井化學(xué)已成功開發(fā)的100噸/年二氧化碳（CO2）制甲醇中試裝置，通過(guò)加氫反應(yīng)制備甲醇，選擇性超過(guò)了99%，目前主要問(wèn)題是催化劑的催化效率和氫來(lái)源的解決是關(guān)鍵問(wèn)題所在。第三種用于生產(chǎn)高分子聚合物方面，我國(guó)開展了實(shí)質(zhì)性工作，2009年，中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所在內(nèi)蒙古建成世界首條、也是規(guī)模最大的3000噸/年可降解塑料（PPC）生產(chǎn)線，二氧化碳在PPC中的利用比率達(dá)到了42%，但是由于成本高。市場(chǎng)需求小等問(wèn)題，目前還不適合于大規(guī)模應(yīng)用。

(3)二氧化碳的生物綜合利用

二氧化碳的生物綜合利用是未來(lái)發(fā)展的主要方向之一，目前各國(guó)均在此方面進(jìn)行了大量研究。據(jù)報(bào)道，以色列的錫姆生物公司開發(fā)出利用發(fā)電廠排放的二氧化碳養(yǎng)殖海藻，進(jìn)而從中制取生物燃料。之前認(rèn)為發(fā)電廠的二氧化碳不能用來(lái)養(yǎng)殖海藻，因?yàn)槠渲泻写罅课廴疚镔|(zhì)。該公司成功實(shí)現(xiàn)了技術(shù)突破，在減少工業(yè)污染的同時(shí)制造出新型綠色能源，此外，使用二氧化碳可以將海藻的養(yǎng)殖成本降低約1/2。中國(guó)也在此方面開展了相關(guān)試驗(yàn)工作，2012年7月，中國(guó)石化集團(tuán)在石家莊煉化公司開展了“微藻養(yǎng)殖示范裝置”，利用微藻通過(guò)生物固定煉油過(guò)程中產(chǎn)生的二氧化碳，可以實(shí)現(xiàn)減排，可以為煉廠減排二氧化碳20%以上，固碳能力相當(dāng)于森林的10-50倍，并為微藻生物柴油的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。

美國(guó)哈佛大學(xué)的研究小組開發(fā)出一種人工仿生葉，能夠利用太陽(yáng)能電池板所提供的電力，把水分解為氫氣和氧氣，而系統(tǒng)內(nèi)的微生物以氫為食，能把空氣中的二氧化碳轉(zhuǎn)化為生物燃料。據(jù)稱該裝置能“吃”進(jìn)二氧化碳產(chǎn)出生物乙醇，效率比自然光合作用高出10倍。如果得以推廣，將能在一定程度上緩解全球變暖和能源短缺問(wèn)題。

另外，以二氧化碳為碳源，利用真養(yǎng)產(chǎn)堿桿菌，可生產(chǎn)生物降解塑料聚羥基丁酸酯(PHB)，也可生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白、乙酸等產(chǎn)品。

5.緊跟國(guó)際趨勢(shì)，開發(fā)碳金融產(chǎn)品，助力自身發(fā)展

據(jù)專家預(yù)測(cè)，未來(lái)我國(guó)碳市場(chǎng)的交易量將在30億-40億噸/年，現(xiàn)貨交易額最高有望達(dá)到80億元/年，實(shí)現(xiàn)碳期貨交易后，全國(guó)碳市場(chǎng)規(guī)模最高或?qū)⒏哌_(dá)4000億元，成為我國(guó)僅次于證券交易、國(guó)債之外第三大的大宗商品交易市場(chǎng)。如何利用期貨和現(xiàn)貨交易市場(chǎng)，降低企業(yè)的碳交易成本，也是今后需要重要考慮的內(nèi)容。

如果是集團(tuán)型的企業(yè)，也可以先行在集團(tuán)內(nèi)部形成碳交易市場(chǎng)，可有效降低整個(gè)集團(tuán)的費(fèi)用，楊麗等在《企業(yè)集團(tuán)內(nèi)部碳排放權(quán)交易規(guī)則設(shè)計(jì)研究》一文中對(duì)此進(jìn)行了深入的探討和研究。

為了避免碳資產(chǎn)出現(xiàn)閑置，企業(yè)還可以開發(fā)碳金融產(chǎn)品（基于企業(yè)交易的碳排放權(quán)的會(huì)計(jì)確認(rèn)與計(jì)量理論與實(shí)務(wù)研究），主要的碳金融產(chǎn)品有碳債券、碳資產(chǎn)委托管理、碳配額的抵押、回購(gòu)、托管等工具，企業(yè)不僅可以將碳配額抵押給銀行等金融機(jī)構(gòu)，從而獲得資金用于投資，待到約定的時(shí)間后企業(yè)償還資可以獲取資金，大大提升自身市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。還可盤活碳資產(chǎn)，解決資金短缺，避免違約風(fēng)險(xiǎn)。碳金融產(chǎn)品的推出可以給碳市場(chǎng)的參與主體尤其是控排單位提供多樣化的碳資產(chǎn)金融管理方式，吸引更多的碳配額進(jìn)入市場(chǎng)，提高碳市場(chǎng)的流動(dòng)性和活躍度。

此外，有實(shí)力的企業(yè)還可以參加以項(xiàng)目為基礎(chǔ)的交易市場(chǎng)，即清潔發(fā)展機(jī)制（CDM）交易體系。目前我國(guó)批準(zhǔn)的CDM項(xiàng)目已接近4000個(gè)，項(xiàng)目數(shù)量和年減排量居世界第一，企業(yè)可以根據(jù)自生的經(jīng)濟(jì)和科技實(shí)力，適時(shí)介入CDM項(xiàng)目中，但是我國(guó)發(fā)展的CDM也面臨不少問(wèn)題：主要是議價(jià)能力差，碳價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其它歐盟國(guó)家；《京都議定書》中規(guī)定的第二個(gè)發(fā)展階段（2013年-2020年）也即將到期，未來(lái)前景不明等情況。也要提前考慮風(fēng)險(xiǎn)。

6.結(jié)論

隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，越來(lái)越多的人們選擇低碳的生活方式，低碳產(chǎn)品也成為了公眾的消費(fèi)選擇，目前，歐盟等發(fā)達(dá)國(guó)家在逐步擴(kuò)展低碳產(chǎn)品的認(rèn)證范圍和貿(mào)易壁壘，企業(yè)要積極探索低碳的管理機(jī)制，采取低碳運(yùn)營(yíng)方式，搶占低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展先機(jī)，力爭(zhēng)成為低碳經(jīng)濟(jì)時(shí)代的領(lǐng)跑者。

煤化工企業(yè)實(shí)行低碳管理是企業(yè)長(zhǎng)久發(fā)展的根本路徑之一，是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，贏得消費(fèi)者與投資者信賴、履行社會(huì)責(zé)任的重要舉措和環(huán)節(jié)，同時(shí)也是進(jìn)行國(guó)際化經(jīng)營(yíng)必須面對(duì)的挑戰(zhàn)。

[1]武娟妮.張?jiān)懒岬?新型煤化工的生命周期碳排放趨勢(shì)分析[J].中國(guó)工程科學(xué).2015,(9):69-74.

[2]劉明明.論碳排放權(quán)交易制度的核心要素[J].企業(yè)經(jīng)濟(jì),2012,(8): 79-80.

Thingking of Carbon Emission by Coal Chemical Industry Enterpr

Gao Yan, Li Zhiguang
(Shenhua Baotou coal chemical co ., LTD, Inner Mongolia, 014010)

In this paper, it takes exploration and consideration about how the coal chemical industry enterprise face the matter of carbon emission rights, besides, it takes detail exposition of the present situation,organization and management,technology development trend and solutions for carbon emissions，so that the coal chemical industry enterprise are able to deal with carbon emissions right problem as early as possible and derease the infl uence of carbon emissions problems on enterprise .

coal chemical industry；carbon emission；technological analysis

T

A

高艷（1982～），女，神華包頭煤化工有限責(zé)任公司，研究方向：聚烯烴的生產(chǎn)和工藝研究。