遠景零碳系列18——化工行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型舉措
昨天和大家分享了遠景零碳系列的第十七部分:采礦行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型舉措
今天和大家分享第十八部分:化工行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型舉措
化工行業(yè)作為典型的高耗能高排放行業(yè),在我國低碳 轉(zhuǎn)型路徑中扮演著重要的角色。2019年,化工生產(chǎn)部門產(chǎn)生碳排放量約5.88億噸,約占工業(yè)領(lǐng)域總排放的16.7%,占全國能源碳排放比例為6%。我國化工行業(yè)產(chǎn)值高居世界第一,占全球近40%的份額,在全球產(chǎn)業(yè)鏈中占有至關(guān)重要的地位;并且預(yù)計2030年中國化工行業(yè)的產(chǎn)量將占到全球50%的份額。在產(chǎn)能產(chǎn)量持續(xù)迅速增長的同時,行業(yè)碳排要在2030年達峰,挑戰(zhàn)與機遇并存。
中國化工行業(yè)是為數(shù)不多國企、民企、外企三足鼎立、爭相競爭的行業(yè)領(lǐng)域。預(yù)計到2025年左右,民營經(jīng)濟將占據(jù)中國石油化工產(chǎn)業(yè)60%的市場份額。?
對于國內(nèi)化工企業(yè)來說,其低碳路徑更針對于節(jié)能減排。
例如中國中化正在大力發(fā)展節(jié)能降碳技術(shù),對于節(jié)能降碳累計投入超過3億元,累計淘汰落后設(shè)備970 余臺套,公司整體能效水平不斷得到提升。中化對煉化工藝進行優(yōu)化,實施鍋爐綜合整治,累計投入超過3億元,通過優(yōu)化加熱爐設(shè)計,提高加熱爐的熱效率,并強化裝置之間的熱聯(lián)合,提高能量利用率;同時調(diào)整鍋爐能源結(jié)構(gòu),使用更加清潔綠色的天然氣作為鍋爐的能源或廣泛利用周邊替代性熱源,實現(xiàn)能源消費綠色轉(zhuǎn)型。長期來看,國內(nèi)企業(yè)的低碳路徑將會是由簡單的節(jié)能減排到多元的綜合低碳舉措方向發(fā)展。?
外資化工企業(yè)普遍具有經(jīng)驗豐富、行業(yè)基礎(chǔ)完整、裝置規(guī)模完善、技術(shù)水平高的優(yōu)勢,因此其低碳減排路徑更加多元化。
以巴斯夫大中華區(qū)為例,其采用的第一個重要舉措是能源結(jié)構(gòu)調(diào)整,通過投資和使用可再生能源降低碳排放。位于巴斯夫上海科技創(chuàng)新園和巴斯夫漕涇基地的光伏發(fā)電站,每年可減少超過1600 噸二氧化碳排放量;巴斯夫湛江一體化基地首批裝置將100%采用可再生能源電力,助力巴斯夫?qū)崿F(xiàn)碳中和的氣候目標(biāo)。其次,巴斯夫?qū)Ξa(chǎn)品碳足跡進行跟蹤測算,基于工藝排放、能源消耗及上游排放數(shù)據(jù),將在2021年底提供全部產(chǎn)品組合 “從搖籃到大門”的溫室氣體排放量,以助力實現(xiàn)氣候保護目標(biāo)。巴斯夫還對生產(chǎn)工藝技術(shù)進行投資,研發(fā)了無碳排放甲烷裂解制氫裝置、電加熱蒸汽裂解裝置和甲烷與二氧化碳干重整制備合成氣三項碳管理工藝技術(shù)。
化工行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型路徑:

我國化工行業(yè)的碳排放占總碳排的比例為4%,但部分省份化工品產(chǎn)能碳排放強度遠超國家平均水平,化工行業(yè)碳排放的特點為總量有限但強度突出?;ば袠I(yè)低碳轉(zhuǎn)型路徑可歸納為三大舉措,分別是:調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟和精益運營生產(chǎn)。
舉措一:結(jié)構(gòu)優(yōu)化,加速產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整?
目前,我國化工產(chǎn)品的品種較為單一,且產(chǎn)品鏈延伸不夠,以生產(chǎn)大宗化工原料為主,精加工發(fā)展較弱。綠色低碳和雙控政策對大宗化工加工帶來發(fā)展天花板的同時,精細化工卻迎來了發(fā)展機遇。精細化學(xué)品又被稱為專用化學(xué)品,是基礎(chǔ)化學(xué)品進一步深加工的產(chǎn)物,其基本特征是以高新技術(shù)為基礎(chǔ)生產(chǎn)高質(zhì)量、小批量、多品種、專用或多功能的精細化學(xué)品。
隨著國內(nèi)市場對大宗化工需求的不斷下降,化工原料的低端競爭將會被原料精加工替代,合成材料、精細化學(xué)品等附加值較高的行業(yè)將會崛起?;ぎa(chǎn)品將逐漸從大宗同質(zhì)化向差異化方向轉(zhuǎn)變,由基礎(chǔ)化工產(chǎn)品生產(chǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)榫毣ぎa(chǎn)品生產(chǎn)。?
精細化工生產(chǎn)具有投資效率高、附加值高、利潤率高的經(jīng)濟特性,對于化工企業(yè)來說,加速精細化工產(chǎn)品生產(chǎn)既是低碳轉(zhuǎn)型道路上的一大重要路徑,也為化工企業(yè)帶來了長期發(fā)展的經(jīng)濟性利益。針對煤化工子行業(yè),可以通過將煤中復(fù)雜大分子化合物定向裁剪、轉(zhuǎn)化,選擇性地拆斷分子共價鍵,獲得大量的高價產(chǎn)品,如不同取代基、不同芳環(huán)芳烴、含側(cè)鏈的環(huán)烷烴、長鏈脂肪酸及酯等精細化學(xué)品?;て髽I(yè)應(yīng)通過技術(shù)創(chuàng)新加速精細化工產(chǎn)品生產(chǎn)的轉(zhuǎn)型,集中資源推動化工產(chǎn)品向精細化、高附加值方向發(fā)展,在生產(chǎn)運營中降低碳排放的同時,開拓二氧化碳資源化利用的新路徑,打造長期綠色低碳的可持續(xù)發(fā)展道路。?
舉措二:效能提升,擁抱循環(huán)經(jīng)濟
化學(xué)工業(yè)是最具規(guī)?;投鄻踊闹圃鞓I(yè)之一,其生產(chǎn)的中間產(chǎn)品和最終產(chǎn)品幾乎可用于所有行業(yè)。隨著傳統(tǒng)不可再生資源不斷減少和環(huán)境法規(guī)日益嚴(yán)格,化工行業(yè)已開始向循環(huán)性發(fā)展,例如可再生、可持續(xù)產(chǎn)品生產(chǎn)投入,從單一用途轉(zhuǎn)變到多種用途(從而減少聚合物總需求),以及最大限度減少泄漏到環(huán)境中的危險成分。?
首先,化工行業(yè)可以通過開發(fā)可再生原料循環(huán)分子技術(shù),降低供應(yīng)鏈中的環(huán)境足跡,在供應(yīng)鏈中增加使用分子循環(huán)回路的使用。帝斯曼研發(fā)的一種植物生態(tài)友好型樹脂Decovery?,就是這一領(lǐng)域最新的創(chuàng)新成果,并且正通過吸引供應(yīng)商、客戶等其他價值鏈伙伴擴大創(chuàng)新,以加快向生物/植物基油漆和涂料過渡。?
其次,可以開發(fā)技術(shù)和商業(yè)模式,實現(xiàn)再利用與回收。在再利用方面,目前已有 針對聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)瓶和塑料購物袋成熟的技術(shù)解決方案。這些 方案可以應(yīng)用到其他產(chǎn)品,如汽車零部件、電子產(chǎn)品部件和白色家電。就回收而 言,可以依靠機械技術(shù),收集和處理使用過的最終產(chǎn)品,并在不修改其化學(xué)鍵的 前提下將其完整分子重新插入價值鏈的更上游;或依靠化學(xué)手段,將長鏈碳氫化 合物分解成前體。VinyLoop是一種機械回收工藝,由比利時化學(xué)品公司索爾維集 團開發(fā)的專利工藝,該工藝通過溶解過濾和分離污染物,將PVC與其他材料分離。?
除此之外,化工企業(yè)還可以在下游行業(yè)實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟和數(shù)字化。若能成功實 現(xiàn)下游循環(huán),預(yù)計將增加對可持續(xù)化學(xué)品的額外需求和新需求,從2015至2030 年,潛在增長率可達26%。在化工行業(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的過程中,需要基礎(chǔ)設(shè)施和 創(chuàng)新的長期投資,以及支持性監(jiān)管政策的實施,并鼓勵化工循環(huán)技術(shù)的研發(fā)。?
舉措三:數(shù)字化賦能,助力運營優(yōu)化與精益生產(chǎn)?
在低碳轉(zhuǎn)型的道路上,化工企業(yè)需要改善管理能力,通過數(shù)字化技術(shù)全面優(yōu)化企業(yè)的運營和生產(chǎn),實現(xiàn)一體化運營?;て髽I(yè)應(yīng)著眼于精益化生產(chǎn)和數(shù)字化運營,利用端到端“能耗流”的概念, 在各生產(chǎn)裝置導(dǎo)入價值流診斷的模型優(yōu)化工具,從運營系統(tǒng)、管理架構(gòu)、理念行為三方面進行詳細診斷和分析。
精益化生產(chǎn)可以通過原料比例參數(shù)或者生產(chǎn)溫度等環(huán)境參數(shù)的調(diào)整,減少最終產(chǎn)品的整體用能,對企業(yè)運營體系持續(xù)升級。在數(shù)字化平臺方面,化工企業(yè)可以綜合利用內(nèi)外部數(shù)據(jù),通過更高效的數(shù)據(jù)報告、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析,評估技術(shù)設(shè)備的可用性、成熟度與供應(yīng)商的可持續(xù)發(fā)展水平。通過因地制宜的數(shù)字化解決方案,精準(zhǔn)提升節(jié)能減排效率,最大限度地挖掘創(chuàng)新潛力。針對管理體系,化工企業(yè)應(yīng)分解效益目標(biāo)并提高管理透明度,并建立一體化管理和組織系統(tǒng),統(tǒng)籌管理原料采購、生產(chǎn)、運輸、銷售整套流程的優(yōu)化。
同時,化工企業(yè)需推動精益生產(chǎn)管理, 采用精益原則和量化分析方法,及“端到端”的商務(wù)采購分析工具發(fā)掘成本節(jié)省潛力, 并設(shè)計提升方案。通過系統(tǒng)的全流程診斷分析發(fā)現(xiàn)問題, 建立整體運營提升路徑和舉措,推進系統(tǒng)性優(yōu)化和綜合效益優(yōu)化,打造可持續(xù)的精益運營體系。

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