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煤化工擺脫困局唯有多聯產

   2012-02-02 中國化工報中國化工報

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    “我國富煤、貧油、少氣的資源稟賦特點,決定了我們必須通過發展煤化工,替代部分石油和天然氣,以確保國家能源戰略安全和日益增長的消費需求。但發展煤化工面臨水資源缺乏、裝置綜合能耗高、二氧化碳排放量大等制約。只有通過多聯產技術,才能破解這些難題。”這是在陜西省第十一屆人民代表大會第五次會議上,省人大代表、渭化集團董事長錢嘉斌提交議案的中心內容。

    錢嘉斌指出,雖然不同機構對石油資源枯竭期的預測不盡相同,但2050年前后世界石油將達到峰值產量已經形成共識。即便算上頁巖油、頁巖氣、煤層氣等非常規油氣資源,80年后,全球石油資源也將枯竭。從技術經濟性看,煤炭是最現實可行的石油替代能源。尤其煤化工技術的突破和規模的擴張,為后石油經濟時代的能源安全提供了有力保證。然而,發展煤化工又面臨三大問題。

    首先是水資源短缺。我國水資源分布不均衡,煤炭等化石類資源與水資源呈逆向分布。而煤化工又是耗水大戶,每生產1噸煤化工產品,往往要消耗10噸以上水。西部富煤省份正遭遇水資源短缺的巨大壓力。

    其次是能耗高。與石油、天然氣化工相比,煤化工項目工藝路線長、設備多、投資大、投入產出比高,且需建設龐大的公用工程,導致煤化工裝置綜合能耗居高不下,比油氣化工高30%以上。

    再次是二氧化碳排放量大。煤化工的核心就是生產合成氣(CO+H2)或者氫氣。由于煤炭分子中氫少碳多,要想經濟地獲得氫氣,只有通過一氧化碳變換等方法實現。這個過程會產生大量二氧化碳。

    錢嘉斌分析認為,前兩個問題相對容易解決。比如水資源短缺問題,可以通過水權置換、南水北調、蓄水補水工程,或者采用先進空冷、凝結水回收、廢水處理與中水回用等技術加以緩解;能耗高的問題,也可通過調整和優化產品結構、淘汰落后產能,實施能效審查等辦法加以遏制。唯獨排碳問題,不僅難以解決,而且刻不容緩。

    說其難解決,是因為二氧化碳的捕集與利用不僅成本高,而且一些關鍵技術尚未突破。目前被廣泛使用的深埋和注井采油技術,前者存在著很大風險,后者二氧化碳并未轉化成其他產品,算不上真正意義的資源化利用。至于二氧化碳生產碳酸二甲酯、降解塑料、氣肥、碳酸飲料等,由于規模小,對二氧化碳的消耗十分有限。

    說其刻不容緩,是因為從今年1月1日起,歐盟航空碳稅法案開始實施。表面上看,這一法案似乎與煤化工沒有瓜葛,事實則不然。因為歐盟航空碳稅法案的實施,等于顛覆了《京都議定書》的原則與柜架,要求發展中國家履行與發達國家相同的排碳義務。假如美國、日本等發達國家都效仿歐盟的做法,甚至擴大到地面交通、海上交通及其他更廣泛領域,那么,《京都議定書》確定的“共同但有區別”的原則將不復存在,我國碳減排壓力將陡然增大。

    為大幅削減二氧化碳,我國政府將嚴格控制火電、 鋼鐵、焦炭、水泥、建材以及煤化工等高耗能、高排碳行業的規模和速度。與電力、鋼鐵等行業相比,目前煤化工在國民經濟中的貢獻、地位和作用要小得多。一旦遭遇政策打壓,煤化工產業無疑會首當其沖。從這個層面講,排碳問題已經不是普通的環保問題,而是決定中國煤化工產業成與敗、生與死的關鍵。“擺脫困局的唯一辦法,就是多聯產。”錢嘉斌說。

    其理由有三點:第一,多聯產能延長產業鏈,增加附加值,降低單位產值能耗;第二,多聯產能通過水、熱、氣、電、功的梯級利用或重復利用,大幅降低裝置綜合能耗和水耗;第三,多聯產可以借助不同技術與工藝路線的耦合,實現優勢互補,減少排放,提高資源利用率。

    比如,通過IGCC多聯產技術,實現煤基發電與煤化工聯產,裝置能源利用效率可較單一發電或煤化工提高30%~50%;將焦炭—冶金—化工裝置集約耦合,不僅能實現余熱余壓的全部回收利用,還能使煉焦過程副產的焦爐煤氣生成合成氨、甲醇等化工產品。并將苯、萘等副產品通過深加工生產高附加值精細化工產品,消滅排碳問題。

    又比如,醇、堿、氨聯合工藝,可利用氨合成過程中的一氧化碳生產甲醇,富余的二氧化碳生產純堿,甲醇合成后富余的氫氣生產合成氨。通過這樣的上下游聯供,可大幅減少二化碳排放。以一個30萬噸煤制甲醇、30萬噸煤制合成氨和30萬噸純堿為例,采用上述多聯產工藝后,年減排二氧化碳達70余萬噸。

    再比如,一期總投資232.5億元的延長—中煤靖邊煤氣油綜合利用項目,由于將煤化工、天然氣化工和石油化工對接耦合,實現了碳氫互補與平衡,每年可減排二氧化碳439萬噸。在不增加任何原料投入的情況下,新增產甲醇15萬~27萬噸,節約標煤41.9萬噸,節約新鮮水1000余萬立方米,資源利用率達到國際領先水平。
 

 
 
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