近日，國(guó)家發(fā)展改革委等4部門聯(lián)合發(fā)布的《高耗能行業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域節(jié)能降碳改造升級(jí)實(shí)施指南(2022年版)》(以下簡(jiǎn)稱《指南》)提出，現(xiàn)代煤化工行業(yè)先進(jìn)與落后產(chǎn)能并存，企業(yè)能效差異顯著。用能主要存在余熱利用不足，節(jié)能降碳改造升級(jí)潛力較大。那么，現(xiàn)代煤化工節(jié)能降碳改造應(yīng)該怎么做?對(duì)此，石油和化學(xué)工業(yè)規(guī)劃院能源化工處處長(zhǎng)兼副總工程師韓紅梅近日談了她的看法。
煤制乙二醇改造壓力大
《指南》中現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)范圍包括煤制甲醇、煤制烯烴和煤制乙二醇。目前，煤制甲醇行業(yè)能效低于基準(zhǔn)水平的產(chǎn)能約占25%；煤制乙二醇行業(yè)能效低于基準(zhǔn)水平的產(chǎn)能約占40%�！吨改稀诽岢龅�2025年，煤制甲醇、煤制烯烴、煤制乙二醇行業(yè)達(dá)到能效標(biāo)桿水平以上產(chǎn)能比例分別達(dá)到30%、50%、30%，基準(zhǔn)水平以下產(chǎn)能基本清零。
韓紅梅表示，我國(guó)煤制甲醇自2000年以來(lái)加速發(fā)展，目前行業(yè)內(nèi)企業(yè)間生產(chǎn)規(guī)模和技術(shù)水平存在較大差距，能效低于基準(zhǔn)水平的產(chǎn)能仍占約25%。煤制烯烴自2010年第一套示范裝置建成投產(chǎn)后快速發(fā)展，項(xiàng)目整體建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)高、工程質(zhì)量水平高，目前煤制烯烴全部產(chǎn)能的能效均達(dá)到基準(zhǔn)水平以上。煤制乙二醇建設(shè)進(jìn)程與煤制烯烴基本同步，但煤制乙二醇技術(shù)路線多，項(xiàng)目建設(shè)時(shí)以打通關(guān)鍵技術(shù)為主要目標(biāo)，部分項(xiàng)目建設(shè)中對(duì)整體能量?jī)?yōu)化利用的設(shè)計(jì)不足，裝置能耗高，部分技術(shù)路線的工業(yè)化過(guò)程也不夠順利，目前煤制乙二醇能效低于基準(zhǔn)水平的產(chǎn)能約占40%。
建成時(shí)間早、裝置能耗高的煤制甲醇產(chǎn)能，以及建設(shè)時(shí)技術(shù)尚不夠成熟、裝置效率低的煤制乙二醇產(chǎn)能，是節(jié)能改造和淘汰退出的重點(diǎn)。對(duì)煤制甲醇和煤制乙二醇行業(yè)來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)能效基準(zhǔn)水平以下產(chǎn)能基本清零還有較大壓力。
核心工藝設(shè)備待突破
我國(guó)現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)，尤其是納入到《指南》里的煤制甲醇、煤制烯烴、煤制乙二醇產(chǎn)業(yè)，整體技術(shù)水平是比較高的。韓紅梅認(rèn)為：“現(xiàn)在的前沿技術(shù)開發(fā)最主要的還是側(cè)重于合成技術(shù)。合成有幾個(gè)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，一個(gè)是核心催化劑，另一個(gè)就是跟它配套的關(guān)鍵設(shè)備即合成反應(yīng)器，還有整套工藝，這一塊如果能夠大幅提高技術(shù)水平，是非常有益的。”
韓紅梅分析，綠氫和化工的聯(lián)產(chǎn)也需要再突破，可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)煤化工的降耗減排。但是目前綠氫成本大概是煤制氫的兩倍或更高，尋求合適的制氫技術(shù)至關(guān)重要。現(xiàn)在有不少的企業(yè)正在進(jìn)行這方面的探索，比如寶豐能源投資建設(shè)太陽(yáng)能電解水制氫儲(chǔ)能及綜合應(yīng)用示范項(xiàng)目，國(guó)家能源集團(tuán)也在進(jìn)行一些前期工作。
“煤化工企業(yè)可以自己投資，也可以和專門做綠電、綠氫的企業(yè)合作，最重要的還是降成本。成本足夠低，生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品才能更具競(jìng)爭(zhēng)力。”韓紅梅建議。
余壓余熱利用是重點(diǎn)
與傳統(tǒng)的技術(shù)相比，現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)已經(jīng)有了很多成熟的綠色技術(shù)工藝，比如大型先進(jìn)煤氣化技術(shù)、高效催化劑、高效甲醇合成等工藝技術(shù)，也有更好的節(jié)能降碳效果。
“在不改變核心主體流程的情況下，節(jié)能改造可從以下兩方面進(jìn)行。”韓紅梅介紹。一是關(guān)鍵動(dòng)設(shè)備的節(jié)能，盡量采用能效高設(shè)備。二是全廠能量系統(tǒng)優(yōu)化。韓紅梅表示，煤化工一個(gè)很大的特點(diǎn)就是副產(chǎn)余壓余熱量比較大，有一些工廠對(duì)余壓余熱利用不是特別充分，可將其作為改造重點(diǎn)。此外，企業(yè)還可以制定多項(xiàng)節(jié)能措施，充分利用相關(guān)能量，讓設(shè)備在最好的運(yùn)行狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)。
韓梅紅指出，可向能量利用較好的氮肥企業(yè)學(xué)習(xí)，他們?cè)谀芰坷梅矫孀龅梅浅＜?xì)致。相比較而言，現(xiàn)代煤化工企業(yè)還有一定的提升空間。
CO₂綜合利用技術(shù)需儲(chǔ)備
《指南》提出，要因地制宜開展變換等重點(diǎn)工藝環(huán)節(jié)二氧化碳捕集、利用及封存試點(diǎn)，推動(dòng)二氧化碳生產(chǎn)甲醇、可降解材料、碳酸二甲酯等產(chǎn)品。
對(duì)此，韓紅梅表示：“煤化工生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的二氧化碳濃度高達(dá)95%以上，可大幅降低捕集成本，有利于開展二氧化碳捕集、輸送與封存示范。但是現(xiàn)階段，我認(rèn)為煤化工企業(yè)還不具備大規(guī)模開展的條件。”
“應(yīng)加快開展二氧化碳制生物可降解塑料、碳酸二甲酯等產(chǎn)品技術(shù)開發(fā)與示范。”韓紅梅建議，比如，二氧化碳與環(huán)氧丙烷共聚，生成以脂肪族聚碳酸酯為代表的共聚物，可作為生物可降解塑料，在食品和醫(yī)用包裝領(lǐng)域具有應(yīng)用價(jià)值。再比如二氧化碳與環(huán)氧丙烷生成碳酸丙烯酯，再與甲醇反應(yīng)，生成碳酸二甲酯。
韓紅梅還建議，二氧化碳制甲醇技術(shù)目前要打通技術(shù)瓶頸，摸索工程經(jīng)驗(yàn)，為未來(lái)低濃度二氧化碳提供技術(shù)基礎(chǔ)。二氧化碳制甲醇技術(shù)在大規(guī)模應(yīng)用方面，應(yīng)該把目光放長(zhǎng)遠(yuǎn)，現(xiàn)階段做好技術(shù)開發(fā)，為將來(lái)火電廠、鋼廠的二氧化碳減排做好技術(shù)儲(chǔ)備。