化工行业碳减排路径的举措包括哪些方式?

最佳答案 匿名用户编辑于2022/10/14 10:30

如果你对该问题感兴趣的话,推荐你看看《碳中和目标下的中国化工零碳之路》这篇报告,下面是部分摘录的内容,具体请以原报告为准。

1.消费侧碳减排路径

消费侧碳减排的重点是减少对能耗密集型产品的依赖度,一方面 是通过提高效率、回收利用等减少同等服务水平下的需求,另一方 面也包括向更绿色、环保、高端的产品或替代产品转移。需求侧碳 减排路径包括消费减量、产品高端化、终端替代等。

消费减量

消费减量可以从源头降低能耗和碳排放,不同产品的消费减量潜 能不同。与未来能源和社会体系相融合的应用将有更高的需求增 长,如甲醇和合成氨在交通运输中对传统燃料的替代;而在部分 传统领域,尤其是高耗能高污染行业,消费减量的潜能更大,如甲 醇下游甲醛制胶板、合成氨下游尿素制化肥、乙烯下游制塑料等, 都会随着经济结构的变化、循环经济的深入和生活习惯的改变有 一定的下探空间。提高废塑料回收率、增加化肥利用率和优化建 筑行业材料都会促进消费减量。

产品高端化

产品高端化可有效淘汰落后产能和优化低端产能,降低行业能耗 和碳排放。中国的化工产业的产量和产能均处世界前列,但是在高 端产品的产业链上仍然存在技术受制于发达国家的问题。以烯烃 行业为例,整体上同质化严重,且主要集中在世界石化产业链的中 低端,高端高性能聚烯烃产品关键技术短缺18。国内烯烃产业仍然 有较高的当量进口量,进口产品集中于以茂金属聚乙烯为代表的 高端聚烯烃产品。聚甲醛等工程塑料产品产业链也有很大的深度 发展潜质。

 终端替代

在满足服务功能的同时,化工产品在终端应用上可以由更环保的 产品提供。如在材料上,可以通过生物基材料的发展和推广进行 替代。根据Nova Institute的报告19,2020年全球生物基塑料等结 构高分子材料的产量为420万吨,为化石资源基产量的1%。生物 基结构高分子材料年复合增长率高达8%,并预计在未来五年持续 增长。中国生物基化学品研究起步较晚,但在“十二五”国家科技 支撑计划中,生物基材料和生物基化学品被列为研究核心,下游材 料应用和商业模式的发展获得大力推动。各省政策要求限制和禁 止不可降解塑料的使用,也将推动可降解生物基材料的推广20。

2.供给侧碳减排路径

供给侧碳减排路径对化工生产提出更高的技术要求。化工行业的 碳排放主要来自反应过程和能源消耗。不同生产路径有不同的 排放结构,如煤制甲醇的主要碳排放来源为反应过程,而乙烷制乙烯的主要碳排放来源为能源消耗。供给侧碳减排主要从反应 过程和能源消耗入手,辅以负碳技术,以充分实现碳减排。具体 措施包括:

效率提升

化工反应大多在高温高压催化剂的反应条件下进行,因此对于能 源消耗有较高的要求,有效管理热能、催化剂高效化等都是提高 能效的有效方法。蒸汽再压缩等热能管理技术可提高热能利用效 率,新型催化剂的应用可以降低化学反应所需的温度,从而减少 能源消耗,降低碳排放。例如,林德公司的EDHOX技术可将烯烃 蒸汽裂解的反应温度从870°C降低到400°C以下,该技术已在德国 开展试点项目21。

燃料替代

效率提升是通过减少能源需求量来降低碳排放,而燃料替代是从 燃料本身的角度,通过降低或者消除单位能源对应的碳排放量, 以达到碳减排的目的。

原料替代

原料替代可以降低反应过程的碳排放。提高化工产品转化率为现 阶段的主要方式,例如利用乙烷制取乙烯可大幅提高乙烯产品的 收率。长期来看,零碳来源的资源将成为化工生产的主要原料,在 不能完全实现原料零碳的情况下,通过调配原料比例,也可以最大 限度减少反应过程的碳排放。

末端处理

对于经过原料、能源等不同维度的碳减排仍然剩余的碳排放,负 碳技术将成为支撑全面脱碳的末端处理手段。CCS(碳捕集与封 存)将捕集的二氧化碳处理压缩并注入地下的油气田或咸水层, 并永久封存在地下。为提高经济性,中短期的CCS可以与成熟油 气田EOR(提高采收率)相结合,而长期应以咸水层封存为主以提 高封存量。

总体来看,在化工生产中,可从原料替代、燃料替代和系统节能三 个维度考虑碳减排。其中,作为原料的碳源应从化石燃料逐步过 渡到生物质、沼气和二氧化碳,氢源应从来自煤制氢、天然气制氢 等逐步过渡到生物质、沼气、可再生能源制氢等。即便是仍采用化 石燃料原料,也可逐渐选择碳强度较低的原料。例如,在乙烯生产 中,条件允许时,原料可从煤炭、石脑油逐步向轻烃过渡。在燃料 方面,可电气化的过程应尽量电气化,并从化石能源逐步转变到可 再生电力。在系统节能方面,充分利用热能管理和催化剂技术等 降低反应的能源需求,从而降低整体系统的碳排放。图表10和图 表11以甲醇和乙烯为例,列出了可能的转型路径。

其他答案
匿名用户编辑于2022/10/14 10:28

化工行业低碳、零碳转型应从需求侧和供给侧两方面入手,碳减 排抓手包括需求减量、效率提升、燃料和原料替代以及末端处理 等多个方面。消费侧的碳减排举措包括消费减量、产品高端化、终 端替代三类;供给侧的碳减排举措包括效率提升、燃料替代、原 料替代和末端处理四大类。