基于碳達(dá)峰和碳中和背景下的磷化工產(chǎn)業(yè)綠色低碳節(jié)能減排研究

徐 瑩

（江蘇省泰興中等專業(yè)學(xué)校，江蘇泰興 225400）

1 碳達(dá)峰、碳中和、碳交易的概述

1.1 碳達(dá)峰是實(shí)現(xiàn)碳中和的前提

根據(jù)世界資源研究所的介紹，碳達(dá)峰是一個過程，是指某一個時間點(diǎn)，二氧化碳的排放量達(dá)到的最高峰值，也就是說在一定空間內(nèi)碳排放達(dá)到了高峰，之后逐漸平穩(wěn)下降。我國承諾在2030年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，碳達(dá)峰是碳中和實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，因此我國的節(jié)能減排還需要進(jìn)一步深入開展。

1.2 碳中和與CO2“零排放”

碳中和是指企業(yè)或者個人利用技術(shù)的手段來消除產(chǎn)生的二氧化碳或者是溫室氣體排放量，通過正負(fù)抵消的方式實(shí)現(xiàn)零排放。以磷化工企業(yè)在熱法黃磷生產(chǎn)工藝中產(chǎn)生的尾氣為例，其生產(chǎn)的尾氣主要是用作碳一化工產(chǎn)品的生產(chǎn)，磷渣和磷石膏主要是用作建材的生產(chǎn)等，通過這樣的方式實(shí)現(xiàn)碳中和。

1.3 碳匯、碳源及碳交易

碳匯是指CO2清除的過程，也表示森林吸收并儲存CO2的能力。碳源是指二氧化碳產(chǎn)生的源頭，與碳匯是相對的概念。具體來說碳源代表大氣層釋放碳的源頭，包括地球村和自然界。目前自然界中碳源的減少主要是借助二氧化碳減排的方式，而碳匯增加則是通過固碳的方式方法。碳交易是指與CO2相關(guān)的交易，將CO2作為一種商品，通過支付一定的金額來獲取CO2排放權(quán)。

2 碳達(dá)峰、碳中和背景下的磷化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 磷化工生產(chǎn)工藝

目前，磷化工生產(chǎn)企業(yè)中多采用濕法和熱法兩種工藝來生產(chǎn)。濕法，在不需要提供熱量的前提下，建立在肥料級磷酸萃取的基礎(chǔ)上完成的生長，對原料的質(zhì)量和組分要求較高。熱法又被稱為火法或者是電法制磷，目前主要集中在云南、貴州、四川和湖北一帶。近年來，中國熱法制磷產(chǎn)業(yè)得到了快速發(fā)展，為黃磷產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。

2.2 濕法生產(chǎn)工藝的現(xiàn)狀

濕法生產(chǎn)工藝所產(chǎn)生的磷石膏處理問題一直困擾著業(yè)內(nèi)的發(fā)展。主要是因為磷石膏在處理的過程中工藝流程較為復(fù)雜，需要花費(fèi)大量的成本，并且受凈化處理的難度較大。

目前生產(chǎn)的磷石膏主要是用于紙面石膏板、水泥緩凝劑等建材中，難以在高附加值產(chǎn)品中進(jìn)行應(yīng)用，磷石膏資源化綜合利用率較低。

2.3 熱法生產(chǎn)工藝的現(xiàn)狀

我國黃磷工業(yè)起源于20世紀(jì)40年代，就目前發(fā)展的現(xiàn)狀來看，國內(nèi)多數(shù)的黃磷工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備較為陳舊，不僅導(dǎo)致生產(chǎn)成本增加，使得產(chǎn)量和消耗難以達(dá)標(biāo)，并且對企業(yè)長遠(yuǎn)的發(fā)展造成了負(fù)面影響，不利于黃磷工業(yè)的長久發(fā)展。

3 碳中和背景下的熱法制磷工藝節(jié)能減排

3.1 黃磷產(chǎn)業(yè)近年CO2減排的業(yè)績

自改革開放以來，我國的熱法黃磷企業(yè)得到了長足的發(fā)作戰(zhàn)，在實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境、清潔生產(chǎn)的同時，凈化之后的碳一化工產(chǎn)品成為燃料，提供了熱源，并且在生產(chǎn)的過程中所產(chǎn)生的污水經(jīng)過封閉沉降之后，采取一系列的工藝處理，通過循環(huán)使用真正實(shí)現(xiàn)了污水的全封閉和零排放。并且還會對磷泥進(jìn)行回收，從而避免傳統(tǒng)模式中對轉(zhuǎn)鍋和燒酸的處理，通過全封閉的蒸磷處理，消除了生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的二氧化碳，避免了二次污染問題的發(fā)生。目前，黃磷企業(yè)正向清潔生產(chǎn)和綠色低碳轉(zhuǎn)型升級。以湖北地區(qū)、云南地區(qū)和貴州地區(qū)的磷業(yè)生產(chǎn)企業(yè)為例，集中收集黃磷尾氣和磷渣，從而實(shí)現(xiàn)了清潔生產(chǎn)和節(jié)能減排的目標(biāo)。

3.2 熱法制磷用礦立法與碳中和

根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)顯示，我國磷礦資源短缺，尤其是優(yōu)質(zhì)磷礦，供應(yīng)更是較為緊張。目前在化肥生產(chǎn)中，主要是以粉狀鱗狀為主，增值的空間較小，造成了磷資源的大量浪費(fèi)。另外還有資料認(rèn)為粉礦磷資源主要是用于濕法生產(chǎn)工藝中，熱法黃磷生產(chǎn)對磷礦并沒有較高的質(zhì)量要求，這其實(shí)是一種誤解。

一般而言，熱法黃磷生產(chǎn)工藝對磷礦的適應(yīng)性較強(qiáng)，即便質(zhì)量分?jǐn)?shù)在20%的P2O5低品位磷礦都能夠?qū)崿F(xiàn)黃磷的生產(chǎn)。另外高品位的磷礦也不是熱法生產(chǎn)工藝的唯一指標(biāo)，需要將入礦原料的化學(xué)組分進(jìn)行結(jié)合，以此來滿足熱法黃磷生產(chǎn)中的特殊工藝要求和經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。表1是不同化學(xué)組分的磷礦。

表1 兩種不同化學(xué)組分的磷礦

表1中，第一種磷礦的品位較高，經(jīng)過計算配料后入爐的品位有效下降，較為適用于濕法工藝，采用熱法工藝并不適用。第二種磷礦的品位在計算配料之后入爐的品位與第一種磷礦相比較高，說明了濕熱法工藝可以互補(bǔ)。因此目前在熱法工藝中，多是對中低品位的礦進(jìn)行生產(chǎn)，因此國家和相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對其的扶持，通過一系列的政策幫助企業(yè)在多個方面踐行碳中和的目標(biāo)。

3.3 水力發(fā)電棄水立法與碳中和

在哥本哈根的氣候大會上，我國政府承諾，2020年我國國內(nèi)總值二氧化碳排放與2005年相比要下降40%~45%，我國于2019年就已經(jīng)完成了目標(biāo)，二氧化碳的排放量下降了48%，但要真正地實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，還需要進(jìn)一步深化節(jié)能減排政策。

對于國家電網(wǎng)來說，熱法黃磷生產(chǎn)能夠減輕產(chǎn)地磷礦外運(yùn)帶來的運(yùn)輸壓力，彌補(bǔ)濕法生產(chǎn)工藝中不能達(dá)到的內(nèi)在質(zhì)量問題，從而提升資源的利用率，對該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展提供了有效的助推作用。此外，黃磷裝置開水季節(jié)性較強(qiáng)，以豐水期為主，與電力行業(yè)形成了互補(bǔ)。水力發(fā)電棄水立法的方式能夠促進(jìn)碳中和，充分地實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化和CO2減排，從而改變云南、四川和貴州等地水力發(fā)電棄水的情況。

3.4 磷化工規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化與碳中和

目前，黃磷工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)需要較為專業(yè)化的核心技術(shù)和經(jīng)驗，單純地采用基礎(chǔ)理論進(jìn)行對照分析并不能取得理想的結(jié)果。《黃磷生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范》中明確規(guī)定了黃磷生產(chǎn)技術(shù)的術(shù)語、定義、生產(chǎn)要求、設(shè)計要求、生產(chǎn)過程控制以及生產(chǎn)工藝安全等一系列的內(nèi)容，在近年來的生產(chǎn)實(shí)踐中，也充分證實(shí)了該項生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范具有較強(qiáng)的科學(xué)性與可行性，達(dá)到了國內(nèi)外的先進(jìn)水平，為黃磷行業(yè)的綠色生產(chǎn)與標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)評價體系提供了有效指導(dǎo)。

然而在具體的生產(chǎn)工藝控制中還是存在一定的問題，因此要加強(qiáng)三磷治理，注意以下兩個方面：一方面要充分認(rèn)識到前端防范的重要性，在基礎(chǔ)管理階段加強(qiáng)重視，防治基礎(chǔ)軟件缺失的情況，從根本上解決環(huán)境污染的問題。另一方面從基礎(chǔ)設(shè)施方面加強(qiáng)對環(huán)境保護(hù)的重視程度，采取因地制宜和標(biāo)本兼治的方式實(shí)現(xiàn)科學(xué)合理的治理。

4 制約我國磷化工發(fā)展的主要影響因素

4.1 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理

首先我國磷化產(chǎn)品產(chǎn)量盡管躍居世界前列，但是從整體上進(jìn)行分析，多數(shù)磷化產(chǎn)品均為初級加工產(chǎn)品，較為常見的有黃磷、磷酸氫鈣、三聚磷酸鈉，生產(chǎn)精細(xì)、高附加值和有機(jī)磷化產(chǎn)品的企業(yè)少之又少。其次我國磷化工產(chǎn)品的生產(chǎn)多分布在水電和磷礦資源較為集中的貴州、云南、四川和湖北地區(qū)，因交通不便，導(dǎo)致信息交流存在一定的問題，難以形成較為完善的產(chǎn)業(yè)鏈，規(guī)模化的效益更是無從談起，從而導(dǎo)致黃磷工業(yè)企業(yè)處于低效益、低產(chǎn)出和高消耗的局面。除此之外上述地區(qū)的經(jīng)濟(jì)水平受到了一定的限制，難以實(shí)現(xiàn)科技的創(chuàng)新，因此需要全方位的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級與調(diào)整[1]。

4.2 資源利用率不高

我國磷礦開采企業(yè)多以小型企業(yè)為主，因資本水平受到了一定的限制，因此在磷礦實(shí)際開發(fā)過程中存在一定的難度，從而出現(xiàn)利用率低和磷礦資源浪費(fèi)的情況。其次因生產(chǎn)技術(shù)和發(fā)展理念的影響，磷礦高質(zhì)低用的現(xiàn)象較為嚴(yán)重，導(dǎo)致資源利用率較低，磷礦資源浪費(fèi)較為嚴(yán)重。我國生產(chǎn)的初級磷礦產(chǎn)品以直接利用為主，還有部分磷礦原礦直接低價出口，產(chǎn)品的附加值較低，未能夠?qū)①Y源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。

4.3 污染問題嚴(yán)重

在黃磷企業(yè)實(shí)際運(yùn)營的過程中，部分企業(yè)過于看重經(jīng)濟(jì)效益，忽視了環(huán)保問題，因此在開采之后未能夠采取有效的措施進(jìn)行保護(hù)，對植被和土壤造成了較為嚴(yán)重的負(fù)面影響。另外磷化工審批生產(chǎn)中的能量消耗較大，對當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境造成了嚴(yán)重的污染，從而引發(fā)了一系列的環(huán)保問題。其次我國磷化工的生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模較小，與發(fā)達(dá)國家的技術(shù)水平相比，還存在一定的距離。磷礦資源開發(fā)力度較低，能源消耗大，如果廢棄的磷礦難以進(jìn)行二次開發(fā)利用，將會導(dǎo)致大量的資源浪費(fèi)[2]。

5 基于碳達(dá)峰、碳中和背景下的磷化工產(chǎn)業(yè)綠色低碳節(jié)能減排的具體策略

5.1 優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

優(yōu)化現(xiàn)有的磷化工企業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，使之形成規(guī)模化的產(chǎn)業(yè)格局，才能夠真正地促進(jìn)磷化工企業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的過程中主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：首先借助現(xiàn)有的信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)磷化工企業(yè)產(chǎn)品信息網(wǎng)的完善，從而為企業(yè)和企業(yè)之間的交流提供平臺和途徑，實(shí)現(xiàn)磷化工產(chǎn)品信息的共享，以此來提升磷化工行業(yè)內(nèi)部企業(yè)的市場應(yīng)變能力，提高自身的核心競爭力。在現(xiàn)有的生產(chǎn)技術(shù)中將國外先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)引入其中，發(fā)展高附加值的產(chǎn)品，減少低級產(chǎn)品的產(chǎn)量，真正實(shí)現(xiàn)磷化工企業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化。最后還可以通過企業(yè)重組的方式聯(lián)合上下游的相關(guān)企業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈的延長，為本國企業(yè)提供專業(yè)化的服務(wù)[3]。

5.2 提高資源利用率

為了實(shí)現(xiàn)磷化工產(chǎn)業(yè)的綠色低碳節(jié)能減排，要全面提高現(xiàn)有資源的利用率。主要分為以下幾個方面：首先擴(kuò)大現(xiàn)有企業(yè)的規(guī)模，通過科技的投入和規(guī)模化生產(chǎn)的方式提高生產(chǎn)過程中的資源利用率。其次引入高科技技術(shù)，以此來實(shí)現(xiàn)磷礦中稀有金屬資源的利用率，強(qiáng)化資源的綜合利用。最后還要對現(xiàn)有的磷礦資源進(jìn)行分類，通過合理分級的方式實(shí)現(xiàn)規(guī)模化的開采，以此促進(jìn)資源利用率的提升。除此之外還要合理地利用生產(chǎn)加工的方法，一般來說，在磷酸生產(chǎn)的過程中，對磷礦品質(zhì)的要求較高，因此可以選擇高品位的富礦進(jìn)行生產(chǎn)。為了從根本上減少礦產(chǎn)資源的浪費(fèi)，可以直接生產(chǎn)熱法富鈣和磷酸等，通過中低品位的磷礦實(shí)現(xiàn)對其的生產(chǎn)。

5.3 提高產(chǎn)業(yè)集中度

5.3.1 磷酸鹽化工

目前，我國磷化工產(chǎn)品的需求量不斷增加，助推了磷酸鹽化工企業(yè)的快速發(fā)展，但是在發(fā)展的過程中還有部分問題需要進(jìn)一步改進(jìn)，比如說研發(fā)力度較低、品種較少等，因此接下來需要進(jìn)一步強(qiáng)化磷酸鹽產(chǎn)品的品種，精細(xì)磷酸鹽產(chǎn)品的生產(chǎn)比重，促使其實(shí)現(xiàn)精細(xì)化的發(fā)展[4]。

5.3.2 磷酸鹽肥料

近年來我國磷酸鹽肥料的產(chǎn)量逐漸上升，尤以高濃度磷肥產(chǎn)能為主，相對于高濃度的磷肥來說，低濃度的磷酸鹽肥料對磷礦并沒有較高的要求，因此可以利用其他的廢酸對其進(jìn)行處理，這樣就能夠有效地控制成本和價格。磷酸鹽肥料不僅可以在植物的生產(chǎn)中提供磷元素，促進(jìn)其生產(chǎn)，還能夠提供生產(chǎn)中其他的必需元素，如鈣、鎂等。

就當(dāng)前的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，磷酸鹽化工行業(yè)的發(fā)展形勢并不美好，存在小、亂和散的情況，因此環(huán)保部門可以制定相關(guān)的政策，對設(shè)備落后且污染較高的小企業(yè)可以淘汰，鼓勵規(guī)模較大的企業(yè)進(jìn)行并購，通過這樣的方式來促進(jìn)相關(guān)企業(yè)核心競爭力的提升，從而將企業(yè)自身的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來[5]。

5.4 發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)

磷化工企業(yè)產(chǎn)生污染的根源在于生產(chǎn)排放的廢氣、廢水以及固體廢棄物，要想減少環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，就要減少污染物的排放，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，通過變廢為寶的方式提高物質(zhì)的利用率，為生產(chǎn)效益的提高和環(huán)保目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供根本保障[6]。

6 結(jié)束語

要想真正地實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰和碳中和，現(xiàn)有的磷化工生產(chǎn)企業(yè)要加強(qiáng)對其的重視程度，對自身的碳排放水平進(jìn)行準(zhǔn)確有效的評估，通過對碳資產(chǎn)的有效管理達(dá)成目標(biāo)，同時構(gòu)建技術(shù)創(chuàng)新與資源節(jié)約為一體的磷化工行業(yè)綠色工廠評價體系。