中国低碳经济前景刍议(上)——本世纪碳排放对气候变化的严峻影响

在2014年北京APEC峰会上,中美发表联合声明,双双做出减排承诺。预测中国2030年达到碳排放峰值时年二氧化碳排放量为117×108t,需要考虑2030年开始实施大规模的碳捕集、利用与封存措施(CCUS),才能使2050年时二氧化碳净排放量大幅下降至80×108~90×108t。中国必须大幅度降低煤炭消费量,提升非化石能源在能源结构中的比例,使2050年基本情景下非化石能源占一次能源消费总量的比例达到32.2%、积极情景下达到43.0%;同时需要在安全可靠的原则下扩大核电份额,使其在基本情景下占到一次能源消费量的9.8%。2050年中国仍然处于经济增长阶段,钢铁、水泥、工业等部门还需要保持较大的煤炭份额,2050年基本情景下煤炭消费量将降低到23.0×108t标煤,积极情景则降低到16.1×108t标煤。当前各国实施的政策远不足以限制大气温度的上升幅度,早期希望大气温升控制在2℃已相当困难。如果继中国2030年碳排放达到峰值后,印度、巴西、南非等发展中国家也能够较快达到排放峰值,全球有可能在2040~2050年达到碳排放峰值,从而使2100年时大气温升控制在3℃范围内。     

煤化工应走跨行业联产的高效节能之路(下)

在分析了不同煤化工工艺、煤电联产工艺、煤-电-化联产工艺路线的能耗和经济效益基础上,为了充分发挥我国的煤炭资源优势,建议以生产石油产品、低碳烯烃、替代天然气为目标产品的煤化工企业与炼油、热电企业联合,以达到减少投资、降低能耗、优化管理、减少CO2排放的最佳效果。     

与石油化工和热电联合是煤化工可持续发展之路——《石油替代综论》专著中煤化工部分要点

作者新近编著的《石油替代综论》专著即将出版,该专著系统介绍了如下一些问题：石油和有可能替代石油的国内外资源状况;用各种替代资源（包括煤、天然气、油页岩、油砂、生物质、核能、太阳能等）生产目前的石油化工产品（主要是油品、烯烃、芳烃、醇醚和氢气）及其他化学品的工艺和技术;新能源替代技术的应用推广前景和最有希望实现的石油能源替代的路线图;不同交通运输工具的能耗与节能,非常具有替代前景的氢燃料的运输和储存,以及CO2的捕集与减排等。煤化工在中国如何发展,这是目前人们比较关心的问题,为了发挥杂志信息传播快、传播面广的特点,特摘专著中有关煤化工部分的要点刊出。这部分内容说明了在我国只能适度发展煤化工的原因：提出切忌以原料为线对行业划界,建议以生产石油产品、低碳烯烃、替代天然气为目的产品的煤化工企业,与炼油、石油化工、热电企业联合,以达到减少投资、降低能耗、优化管理、减少温室气体排放、理顺销售渠道并降低销售成本的双赢效果。     

催化裂化集总动力学模型的研究(一)——环烷烃裂化性能的考察

本文以催化裂化集总动力学模型为基础,考察了浓缩环烷烃和浓缩芳烃的裂化性能。证明在催化裂化中重环烷烃脱氢生成芳烃是工业装置上芳烃不平衡的主要原因,芳烃产物大部分在汽油馏分,进入柴油的量小于重环烷烃含量的4％,这也证明了烃族间的互不作用原理基本正确。同时,用 Marquardt 法求取了八集总网络的速度常数,结果令人满意。     

中国中长期碳减排战略目标初探(Ⅵ)——碳捕集与封存排放目标讨论

乐观地估计,如果2050年允许中国排放二氧化碳80×108t,其中50×108t可排入大气层,剩余30×108t需要地质封存,碳捕集与封存(CCS)任务十分艰巨。预计可物理或化学利用的二氧化碳总量微乎其微,不会超过1×108t。从增产原油角度看,EOR将起到重大作用,但所占比率太小,从减排的宏观层面还应优先考虑"封存"。中国圈闭卤水层分布很广,潜在容量很大,选址相对容易,需加大适合二氧化碳地质封存的卤水层的地质选址研究。中国土壤有机碳储量仅50~100Gt碳,平均单位面积储碳量仅48.8t碳/ha,如果及时采取有效措施增加中国土壤的有机碳,今后40年应该可争取增储37Gt二氧化碳,相当于这期间累积二氧化碳排放量的1/10,可缓解碳排放的压力。岩溶对回收大气、附近地区土壤和水中的二氧化碳有明显作用,中国是名副其实的岩溶大国,宣传岩溶碳汇的作用,保护岩溶地区的地质、地貌和森林植被应该得到足够的重视。中国工业(制造业)部门排碳量太大,现在已超过欧盟。外贸输出了大量高耗能产品,净出口产品的二氧化碳排放量已占到国内二氧化碳排放量的13%～15%,这种高排碳量的外贸出口结构极不合理,调整产业结构、加大服务业的比重和增加外贸产品的科技含量有利于减少中国的二氧化碳排放量。中国目前关于CCS的文件和法规略显深度不够,执行力度不足,仍然是条块分割,划分为多个部门,各自为战,不利于CCS目标的实现。CCS工程所需资金额巨大,涉及社会、法律、教育、安全、金融等多方面工作,迫切需要政府集中力量,统筹安排,编制今后40年的CCS路线图和不同预案,纳入各时期的五年国民经济发展规划。     

以天然气或煤基为原料的甲醇制低碳烯烃工艺工业化应用进展

MTO或DMTO工艺的工业化应用前景不在技术本身而在以煤基或天然气基生产甲醇的制造成本。中国的煤炭资源相对丰富且价格低廉,天然气田产区附近的天然气价格也相对不高,完全有条件使甲醇的生产成本降低到1000RMB￥／t以下,使MTO或DMTO工艺技术有市场竞争力。目前MTO或DMTO工艺研究成果已经成熟,我国的石油化工工程公司完全具备工程技术开发的能力。当前正是开发和应用煤基和天然气基甲醇为原料生产低碳烯烃的MTO或DMTO工艺技术的恰当时机。     

煤基甲醇制烯烃(MTO)工艺生产低碳烯烃的工程技术及投资分析

煤基甲醇制低碳烯烃工艺无论从技术还是从经济上都具备了工业化应用的基础和条件。MTO工艺目前是将甲醇转变为以乙烯、丙烯为主低碳烯烃且最容易实现百万吨级大型化进料规模的工艺技术,工程方面虽然没有颠覆性的风险但还是需要经过万吨级工业化示范装置验证。通过对煤基甲醇技术及投资的分析得出:MTO工艺工业化应用的关键除催化剂和工艺技术本身外,煤基甲醇装置的大型化和甲醇制造成本是否有竞争力是最关键的因素。     

中国中长期碳减排战略目标初探(Ⅶ)——中国能源需求暨碳排放情景分析讨论

预测世界二氧化碳排放量峰值40Gt/a出现在2025年,此后年均下降4.1%,2050年才能达到IEA Blue Map情景要求的14Gt/a,届时人均排放量为1.5t,由于总降幅未达到80%,仍需努力减排,争取2070年世界二氧化碳排放量达到10Gt/a。中国2005~2025年累积二氧化碳排放量约160Gt,2025~2050年间约194Gt,2050~2070年间约75Gt,2005～2070年间合计约472Gt,约占当时世界份额的27%。希望中国碳排放峰值出现在2025年而不是2030年,即使能控制当年二氧化碳排放量达到10.5Gt/a的水平,此后年均下降2.9%,2050年达到5Gt/a的较高水平,年人均排放量降低到3.4t,仍高于世界均值。为了与世界总降幅同步,还需要进一步减排,争取2070年二氧化碳排放量达到2.5Gt/a。为了在2050年达到期望的碳减排目标,必须优化中国的产业结构和能源结构,发电、钢铁、水泥是中国节能减排的重点。受生物质资源不足、煤化工生产油品只能适度发展、氢燃料替代目前尚无确切时间推广节点的制约,预计2050年中国替代石油燃料的比率在20%左右,低于欧美地区50%～70%的...     

天然气经甲醇或二甲醚制取低碳烯烃的经济分析及工程设计原则

简要介绍了天然气转化技术的现状，对天然气制二甲醚和甲醇的经济性进行分析后肯定了其竞争力；对天然气经甲醇或二甲醚转化为低碳烯烃的工程开发问题进行了讨论，在分析该技术的中试研究结果的基础上提出了工程设计原则，指出天然气价格是制约天然气化工利用的关键因素，天然气经甲醇或二甲醚转化为低碳烯烃的工程开发可借鉴炼油工业中成熟的流化催化裂化技术来实现。     

催化裂化集总动力学模型的研究——催化剂的失活因子β,γ和汽油裂化速度常数的求取

在固定床微反装置上,采用氮气加压进样法作催化裂化试验,合理地确定了 K_(gc),β,γ的初值,从而解决了该三参数在参数估计中的多峰问题,为轻油、重油裂化速度常数的求取打下了基础。该法所确定的 K_(ge),β,γ很好地拟合了试验数据,且外推性好。