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碳中和大趋势下,化工企业可以怎么做?

 化工平头哥 2021-05-14

最近私信平头哥的粉丝越来越多,问的最多的问题,就是碳中和大趋势下,中国的化工企业应该怎么做?

关于碳中和,平头哥之前写过一篇文章《“碳中和”将对中国化工产业产生怎样的影响?》,大家感兴趣可以点击浏览。

从最近的新能源汽车频繁投入市场,再到浩浩荡荡的可降解塑料投资大军,以及新能源电池的研发和生产,不断向市场传递着一种信号,那就是中国为了实现碳中和这个终极目标,能源领域的改革将会是中国未来发展十分确定性的趋势和方向。

平头哥从近期中国规模化的企业投资方向来看,很多有实力的化工企业,他们在纷纷向新能源行业靠拢,如恒力石化、盛虹石化等。平头哥认为,如果这波确定性趋势没有抓住,那化工企业极有可能将逐渐丧失其自身在中国化工行业的影响力。

那么,面对2060年的碳中和大趋势,中国化工企业可以怎么做呢?

平头哥搜集了相关资料和信息,希望能给业内朋友带来一点帮助。

中国是全球二氧化碳排放量最大的国家,2018年中国排放的二氧化碳,占到了全球总排放量的26%。在其他国家纷纷宣布碳中和时间表的前提下,中国迟迟未宣,也是基于对中国二氧化碳总体排放量的考虑。

2020年9月,中国宣布在2030年实现碳达峰,在2060年实现碳中和。中国宣布碳中和背后需要作出的巨大努力,是每个中国领导人所深知的巨大责任和义务。

图1:中国宣布碳中和后陆续出台的相关政策汇总

为了实现碳中和总体目标,国家也为企业制定了实现碳中和的改进方向,分别是:调整能源结构、推动产业结构转型、提升能源利用效率、加速低碳技术研发推广、努力增加生态碳汇。

而化工行业是中国较大的碳排放来源,碳排放总量仅次于黑色金属冶炼加工业,中国化工行业位居全国碳排放行业总量排名的第二位。所以,化工行业对碳排放的整合,也将是未来实现碳中和所必须要整合的行业。

平头哥认为,接受国家调整,不如企业自身率先做出调整。化工企业对碳中和的调整工作,可以对照以下三点进行:

01

提高原料端的利用率,特别是煤炭利用率

我国是“富煤缺油少气”的不平衡能源结构,煤炭的富足也催生了中国化工行业的不平衡能源处理方式,煤燃料、煤焦化、煤制烯烃、煤制芳烃、煤制油、煤制氢、煤制甲醇等行业,目前都处于供应相对过剩的现状,快速的发展让煤化工行业十分壮大,但也出现了巨大的碳排放。所以,煤炭资源高效的利用是实现节能减排的重要途径和方向。

如果煤炭作为原料生产,其原理为煤炭中的碳部分转化为终端产品,如果是塑料制品,其碳将会存在塑料制品中,如果是油品,最终也将排放到大气中。另外,原料煤的部分碳还会在化学反应过程中作为二氧化碳排放大气中,以及部分碳作为碳灰留在土壤。所以,平头哥认为,煤中的碳组分作为原料煤的多个流向途径,都将产生向大气中排放二氧化碳的情况。

如果煤作为燃料煤存在,那主要通过煤炭的燃料提供热值,而燃烧后产生的二氧化碳属于高浓度的二氧化碳,也是燃料煤中碳的主要流向。而煤炭燃烧,是煤利用过程中向大气排放二氧化碳最多的方式。

所以,平头哥认为,煤化工行业中提高能源利用率,关键在于对煤炭中碳的使用效率的提升,而碳使用效率的提升,一方面由煤的消耗量决定,另一方面,与煤炭中碳含量有关,三方面,与煤的清洁利用技术有关。

图2:煤化工生产过程的碳流向(图片来源:中泰证券研究所)

平头哥在很早写过一篇《为什么大型炼化民企越来越喜欢发展煤化工?》文章和《择于势、不责于人:油头、煤头和气头化工谁将是行业发展“大势所趋”》文章,文中分析得到的结论:油气更适合用作燃料,煤炭则更适合作为化工原料。根据碳原子的转移来看,如果技术得到有效发展,煤炭作为原料的加工流程大大缩短,碳原子转移过程中的碳排放也将大大减少,并且化工品的成本也将大幅降低。

所以,平头哥认为,为了碳中和,并非拒绝煤化工行业的发展,而关键在于解决煤炭行业的碳利用效率问题,最关键的在于对创新型化工技术的应用。如华鲁恒升作为中国典型的煤化工企业,他们在对技术不断创新、吸收的过程中,掌握了清洁煤气化技术,已经形成了以煤炭为原料,多点化工品下游的创新模式,也成为煤化工行业碳排放控制相对较好的企业。

02

化工行业应尽量控制电能消耗,尽可能回收和捕捉二氧化碳

根据相关统计数据显示,2020年中国化工行业的电能消耗,占到了全国总消耗量的30%,是消耗量最大的行业。化工行业中的电能消耗,主要来自化工原料生产,以及终端制品的加工生产环节。

图3:2020年化工不同行业的用电量占比统计

另外,对于化工行业的高电能消耗,目前已经在逐步形成政策壁垒,也就是高电能的消耗企业在继续消耗高电能,而低电能消耗的企业,在逐渐受到国家和政策的发展限制,他们的消耗水平在逐渐降低,从而最终被市场所淘汰。另外,目前部分省份已经宣布不再审批高电能消耗的化工项目,如电石、肥料、氯碱、黄磷等,

所以,对于化工企业如何控制电能的消耗,一方面应该提高自身耗电部件的低能耗和新产品的升级替代,逐步将高电能消耗的部件替换掉。另一方面,应进一步提高装置的自身工艺水平,从而降低电能的消耗。三方面,应优化能源结构,提高生产流程中的热能捕捉,以及氢原子的利用比例,从而进一步减少电能的消耗。

而对于化工企业如何回收二氧化碳的话题,平头哥建议大家百度搜索,因为现在对此话题的研究和讨论不绝于耳。平头哥只是建议化工企业以下两点,其一是建议化工企业上马碳捕捉、收集和封存的设备,简称CCUS,此设备可以大幅度降低碳排放达到90%。其二是上马二氧化碳的提纯、加工及利用,将捕捉的二氧化碳重新“变废为宝”,也能为企业创造额外的经济效益。

03

发展生物可降解材料

在本文的开头,平头哥有说,目前国内部分大型化工企业,在陆续涉足可降解材料领域,如PLA、PBS、PBAT、PHA等领域,可降解材料最近是大火,也形成了可降解塑料的投资大军。而如果现在再涉足,可能基本无法抢占先机,建议化工企业“剑走偏锋”,寻找差异化发展路线,寻找独有的生存空间。

对于可降解塑料行业的差异化发展路线,感兴趣的可以与平头哥私聊。

可降解材料在碳排放规模中,要明显低于传统塑料材料。根据相关数据显示,每吨PLA的碳排放总量不及聚丙烯的10%,主要是基于PLA在生产过程中的碳利用率极高,从而有效降低了碳排放总量。

图4:2020年全球PLA产能统计(单位:万吨/年)

传统的塑料制品,如聚丙烯,基本的生产路线,是从地底挖掘石油,从石油炼制成石脑油,从石脑油裂解成丙烯,由丙烯聚合而成。在这个过程中,聚丙烯的产出,需要经过最少4个碳排放的生产过程,虽然丙烯聚合到聚丙烯的碳排放量不大,但是为了实现丙烯的生产,前期工作也存在巨大的碳排放过程。

并且,其他塑料制品,如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS等,都是此类的生产过程。只要产业链延长一步,都会存在碳排放的产出。

所以,对于目前的石油化工企业来说,积极拓展可降解塑料的发展空间,降低石油化工的产业链流程,加大生产过程中的碳转化率,是石油化工企业所需要做的工作。

另外需要提醒粉丝读者,生物化工不仅包括可降解塑料产品,生物制油也是平头哥未来极其看好的行业。

最后平头哥想说,中国在实现碳中和的道路上,必须要经历长期的阵痛,而这主要来自小企业的整合、能源转型和技术升级的迫切呼声。平头哥相信,这种压力虽然长期存在,但是也将驱动中国化工行业的升级改造,从而实现中国新能源发展的宏伟蓝图。

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