“碳中和”背景下现代煤化工的发展

介绍了现代煤化工的发展现状及煤化工产业的高碳属性。结合“碳中和”政策的时代背景,从碳源头、碳应用、碳排放、碳回收4个方面提出减少碳排放的建议,以期尽早实现煤化工产业低碳绿色发展。     

双碳模式下煤化工发展方向的研究

我国能源分布有“煤多、贫油、气少”的特点,化工产品主要依赖石油化工,而我国石油资源对外依从度非常高,能源安全有着严重的隐患;而煤化工作为石油化工的补充,可以缓解对石油依赖,但煤化工行业高排放、高水耗的特点对环境造成严重影响,因此,通过发展新型煤化工技术提高煤碳清洁高效利用不仅能有效保障国家能源安全,而且是实现“3060目标”的重要手段。本文将从煤化工产业转型升级绿色低碳发展方向入手,把提高能效作为能耗“双控”的主攻目标,加快推动煤化工向低碳转型,为实现碳达峰碳中和作出贡献。     

中国碳达峰碳中和目标下炼化一体化新路径与实践

通过对传统炼化一体化流程的思考,本文提出以纵向串联模式分析温度如何强化炼化过程,以横向并联思维归纳炼化工艺。提出通过电供能重构传统的蒸汽裂解技术,获得再电气化下炼化一体化新的技术路线和创新发展空间。文中指出：通过电供能代燃料炉,电烯氢技术及干重整技术不仅使传统的炼油厂和烯烃厂节能减排绿色低碳转型,电供能置换出的干气制合成气及氢用于氢冶金还原铁,二氧化碳捕集、封存及利用（CCUS）,甲醇及汽车生产,也使中国钢铁产业同时脱碳,促进中国CCUS及氢能汽车产业发展,支撑中国2030年碳达峰和2060年碳中和目标实现。     

现代煤化工产业碳减排、碳中和方案探讨

分析了现代煤化工产业发展现状,研究了现代煤化工产业碳排放特点和碳排放现状,在此基础上提出了现代煤化工产业碳减排和碳中和的方案。     

浅析碳中和政策影响下发展现代煤化工的思路

煤炭行业是我国经济体系的重要组成部分,煤化工产业发展也推动着社会经济的发展.本文通过分析煤炭行业煤化工产业的发展现状,进一步分析了在碳中和政策影响下,煤炭行业发展现代煤化工的思路.     

中国碳中和目标下CO2转化的思考与实践

提出政策引导CO₂回收、利用与封存（CCUS）发展,需重新定义二氧化碳的属性及价值,深度挖掘其资源属性,在以煤油气为一次能源、电为二次能源,向以电热为一次能源、氢为二次能源的再电气化能源革命转型中,为从有碳能源向无碳能源转变,将影响及重构所有社会活动及产业。本文通过未来低碳场景下CCUS绿色技术的思考,指出以二氧化碳氢化的三个技术链的创新开发和实践,使二氧化碳转化为合成气（CO+H₂）,从而实现高值化、资源化碳的固化和封存。文章提出：煤电、煤化工与水泥产业的二氧化碳氢化及费托合成高碳烃燃料,不仅高值化,还可用于电网调峰;沼气及非常规天然气CO₂与CH₄的干重整可生产绿氢、可再生燃料及甲醇而高值化,对于中国的乡村振兴具有特别意义,可打通村镇废弃物处理能源化与国家工业补农业的能源基金通道,将使中国乡村振兴获得资本强化新机遇;钢铁及炼化产业的低碳发展,煤气及干气的二氧化碳干重整高值利用,特别是干重整合成气生产甲醇经甲醇制烯烃（MTO）生产乙烯和丙烯及聚合物进行碳固化,将使CCUS获得新的产业链。CCUS将成为所有社会活动及工业的附属产业,成为新的公共服务产业链。     

碳捕获、封存与利用技术及煤层封存CO2研究进展

针对温室气体造成的危害逐年增加的情况,提出了碳捕获、封存与利用技术(CCUS),介绍了CCUS技术的主要技术环节,包括捕获、封存、利用,以及目前对该技术开展的研究及应用手段,为未来CCUS技术的发展提供参考。系统性地对煤层封存CO_2作了介绍。     

碳中和背景下现代煤化工技术路径探索

从源头减碳、过程控碳、末端碳捕集封存和碳资源高附加值利用四个方面,分析了现代煤化工产业低碳发展的技术路径、对降低碳排放的效果以及未来应用前景。文中指出：源头减碳技术路径包括原料结构调整和能源结构调整,引入富氢和绿氢资源与煤炭进行碳氢互补,提高煤炭利用效率,并通过气代煤、电代煤,尤其利用弃风、弃电,可显著降低碳排放和工艺生产成本;过程控碳技术路径包括节能提效和开发革新技术,依靠现代煤化工技术进步,突破传统工艺瓶颈,是当前企业易于实施、应用较多的节能减排方式;末端碳捕集封存技术路径包括地质深层掩埋、驱油、强化深部咸水开采等,将工艺过程产生的高浓度CO₂通过低成本捕集,有效提高油气采收率,并为水资源匮乏地区提供额外供水;碳资源高附加值利用技术路径主要包括CO₂化学转化制高附加值及大宗化学品,国内正加快CO₂制低碳烯烃、芳烃、甲醇、碳酸酯的技术研发与示范应用,努力将CO₂从化石能源利用的终结排放者转化为碳循环利用的参与者,发展碳循环经济,减少碳排放。最后提出：未来将现代煤化工融入能源系统的大格局统筹考虑,推...     

煤化工生产和消费过程的碳利用分析

分析了我国煤化工主要生产路线的碳流向和碳利用情况,计算了煤化工生产过程的碳排放。通过分析计算可知,原煤中碳的1/5~1/3进入产品;按转化单位煤炭计,煤化工碳排放强度2.1 t/tce^2.5 t/tce,比燃煤发电低19%~32%;按生产单位热值能源产品计,煤制油气路线碳排放强度比燃煤发电有所降低;煤制燃料和肥料在使用时将碳释放,不再具有留碳功能;煤制化学品的碳可以多次利用,具有更强的留碳能力。以煤制化学品计,2018年我国煤化工行业节碳能力约1.15亿t,实际节碳量约9700万t。     

碳中和目标下石油与化学工业绿色低碳发展路径分析

石油与化工行业是高耗能、高污染、高碳排的“三高”行业,在碳达峰、碳中和的目标下,促进石油与化学工业和生态环境的协调可持续发展成为亟需解决的热点问题。本文从国家层面和企业层面总结典型国家及其石油与化学工业面对“双碳”目标采取的措施行动,对乙烯、成品油等石油与化工产品不同生产路径的能耗及二氧化碳排放情况进行比较分析,概述中国的区域能源分布特点、各省份的石油与化学工业产值及二氧化碳排放情况,明确提出作为碳排放的大户,石油与化工行业有可能在“十四五”期间被纳入全国碳市场。文中指出石油与化工行业必须在借鉴发达国家先进碳减排经验的基础上,立足本国国情,综合考虑本国的能源分布情况和石油与化工产品生产的能耗及二氧化碳排放情况,建构清洁低碳、节能高效的工艺流程体系,促进石油与化学工业的高质量发展。石油与化学工业二氧化碳减排的核心是区域能源结构的调整和工艺流程的优化,并以此为前提建设绿色集成化工园区,辅之以可再生能源如风能、太阳能等的综合利用,研发碳捕集、利用与封存技术进行碳固定。还提出值得注意的是,由于其他温室气体如甲烷等的减排已经提上日程,我国也应加快相关技术储备。     

低碳理念指导的煤化工产业发展探讨

煤是含碳量最高的化石能源。煤炭利用导致大量CO₂排放的问题已引起高度重视。为此,本文提出了以低碳理念指导的我国煤化工产业的发展思路。基于我国的实际情况,高能效的多联产路线以及煤化工和石化、冶金等产业的共生路线是实现煤的分级和高效利用的必然选择;在高附加值煤化工产品方面,应该大力发展三烯、三苯、天然气、乙炔等产品替代石油化工,尽可能减少对石油进口的依赖,并降低单位GDP煤化工的碳排放强度;为此必须加强相关关键工艺技术以及煤炭组分定向剪裁和转化等新技术的研发。     

现代煤化工产业发展路径分析

发展现代煤化工产业对保障国家能源安全、支撑国民经济发展和拓宽石化原料渠道有着重要战略意义。本文简要介绍了现代煤化工产业发展所取得的成绩与存在的问题,从原料特性、工艺技术及产品特性、成本竞争力、项目布局和规模、水耗、能耗、“三废”排放等方面系统分析了现代煤化工产业的竞争优势与劣势,指出与炼油和石化产业相比,现阶段现代煤化工产业仍以单项技术示范为主,多数产品存在交叉和重叠,且同类产品的水耗、能耗、碳排放更高,但在生产特种燃料、高碳低氢化学品、高碳高氧化学品等更符合煤炭原料组成结构和煤化学反应特性产品方面具有市场竞争力和发展潜力。在“双碳”目标下,现代煤化工产业应加快从“替代石化产品”的高碳排放产业向“发挥煤炭原料特性”的绿色低碳产业转型升级,构建具有比较优势的高端化差异化产品体系,坚持清洁低碳化生产,推进与清洁低碳能源、石油化工等多产业的耦合协同,打造具有竞争力的“煤、油、化、新材料、新能源”一体化基地,推动现代煤化工产业高质量可持续发展。     

“双碳”“双控”目标下现代煤化工产业高质量发展途径探讨

现代煤化工已形成具有一定影响力的规模化的产业体系,成为油/气产业的有效补充。概述了煤化工的发展现状,结合“双碳”目标和能耗“双控”行动,分析了现代煤化工产业存在的问题及面临的挑战,指出在技术创新的驱动下,对现有工厂进行优化、升级改造,并通过绿色、差异化、高端化、集约化发展以及多领域的深度融合等途径,可助力现代煤化工的高质量发展。     

新型煤化工产业技术及经济性分析

新型煤化工主要包括煤制油、煤制天然气、煤制烯烃、煤制乙二醇、煤制二甲醚。本文基于新型煤化工产业各项技术及工程规模选择,分析了不同原油价格下,新型煤化工产业能够承受的煤炭价格及其经济竞争性,结论是国际原油价格在50~70美元/桶时,新型煤化工产业具有一定经济竞争性,煤基化工产品(乙二醇、烯烃)的经济竞争力会大大好于煤基能源产品(油品、二甲醚);随原油价格增高,经济性不断增强。     

中国动力煤应用现状及碳捕集与封存展望

为提高动力煤利用效率,分析了中国不同牌号动力煤和各大产区动力煤的煤质特性,阐述了中国动力煤的应用现状。针对动力煤燃烧过程中CO2排放量逐年增长的现状,提出了碳捕集与封存战略,并介绍了目前中国运行中的碳捕集项目。结果表明,中国动力煤中以弱黏煤灰分最低为13.10%,发热量最高为29.59 MJ/kg;贫煤灰分、硫分最高,但水分、挥发分较低;褐煤硫分、发热量最低,水分和挥发分最高。动力煤主要用来发电,其次是锅炉燃烧。褐煤主要用作发电燃料,部分用于气化和合成气;长焰煤多为电厂、机车、窑炉燃料,也可为气化用煤;不黏煤、弱黏煤除用于发电外,还可作为动力及民用燃料。最后提出开展碳捕集与封存技术（CCS）是降低燃煤CO2排放,缓解温室效应的重要措施。     

煤化工技术进展及其产业化现状

分析了国外Shell煤气化工艺及我国自主开发的灰熔聚流化床、多喷嘴对置水煤浆气化工艺的技术进展及工业化进 程和工业推广前景。介绍了国内外甲醇新工艺和催化剂的开发及甲醇燃料在中国推广存在的问题、对策和前景。综述了中国 焦化工业的现状和今后几年有可能在我国得到大力推广的国外先进的炼焦新工艺、新技术。     

能源化工产业节能减排新模式

简述了陕北地区能源化工产业的现状,详细介绍了延长石油实施多种资源综合利用及二氧化碳的捕获、利用与封存(CCUS)产业的发展情况,重点介绍了靖边项目在提高资源利用率和节能减排方面的优势。对能源化工产业节能减排新模式进行了探索,走经济建设和环境保护协调发展的产业道路。     

我国现代煤化工跨越发展二十年

为推进现代煤化工的健康有序发展,系统回顾了我国现代煤化工近20 a的跨越发展情况,并对我国现代煤化工产业发展进行展望。"九五"期间为我国现代煤化工从实验室走向工程化的起步阶段,形成了一批煤化工新技术实验室研发成果;"十五"期间为我国现代煤化工从实验室走向工程化的攻坚阶段,取得了一批现代煤化工核心技术中试研究成果;"十一五"期间是我国现代煤化工从工程化走向产业化的示范阶段,建成了一批现代煤化工商业化示范项目;"十二五"期间,我国现代煤化工产业进入了技术、经济、环保等全方位示范阶段,完成了一批大型商业化示范项目建设。未来应在国家政策的支持下,从资源、环境、社会可持续发展的全视角重新审视和科学谋划我国煤化工行业的发展,从原料煤资源、水资源、物流运输条件、环境承载能力、技术经济等多角度重新评估和科学决策新建煤化工项目的实施。