現(xiàn)代煤化工主要包括煤制烯烴、煤制乙二醇、煤制芳烴等煤制化學(xué)品和煤制油、煤制天然氣等新型煤基清潔能源。相對(duì)傳統(tǒng)煤化工，現(xiàn)代煤化工具有裝置規(guī)模大、技術(shù)含量高、能耗低、環(huán)境友好、產(chǎn)品市場(chǎng)潛力大等特點(diǎn)，對(duì)于發(fā)揮我國(guó)主體能源優(yōu)勢(shì)，保障國(guó)家能源供應(yīng)安全，具有積極意義，未來(lái)具有較大的發(fā)展?jié)摿Α?/span>
“十三五”以來(lái)，我國(guó)現(xiàn)代煤化工無(wú)論是在產(chǎn)業(yè)發(fā)展、基地建設(shè)，還是在技術(shù)創(chuàng)新等方面均取得顯著成績(jī)，并繼續(xù)保持國(guó)際領(lǐng)先地位，為實(shí)施我國(guó)石化原料多元化戰(zhàn)略及提升國(guó)家能源戰(zhàn)略安全保障能力提供了重要支撐。由于近年煤制甲醇發(fā)展較快，產(chǎn)業(yè)規(guī)模大，先進(jìn)技術(shù)和大型化裝置規(guī)模占比高，筆者將煤制甲醇也一并納入現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)進(jìn)行研究。
1.1行業(yè)整體規(guī)模保持增長(zhǎng)
截至“十三五”末，我國(guó)煤制油產(chǎn)能達(dá)到823萬(wàn)t/a，與2015 年度相比增加了505萬(wàn)t，增幅為158.8%；煤制天然氣產(chǎn)能達(dá)到51.05億m3/a，與2015 年度相比增加了20億m3，增幅為64.4%；煤（甲醇）制烯烴產(chǎn)能達(dá)到1672萬(wàn)t/a，與2015年度相比增加了844萬(wàn)t，增幅為101.9%；煤（合成氣）制乙二醇產(chǎn)能達(dá)到597萬(wàn)t/a，與2015年度相比增加了367萬(wàn)t，增幅為159.6%。其中，煤（甲醇）路線乙烯產(chǎn)能占全國(guó)乙烯總產(chǎn)能的20.1%，煤（甲醇）路線丙烯產(chǎn)能占全國(guó)丙烯總產(chǎn)能的21.5%，煤（合成氣）路線乙二醇產(chǎn)能占全國(guó)乙二醇總產(chǎn)能的38.1% ；煤制甲醇（其中含煤制烯烴配套的甲醇產(chǎn)能）產(chǎn)能約9230萬(wàn)t，與2015年度相比增加了2730萬(wàn)t，增幅為42%。見(jiàn)圖1。
圖1 “十三五”現(xiàn)代煤化工產(chǎn)能變化情況
1.2生產(chǎn)運(yùn)行水平不斷提高
投產(chǎn)的現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目不斷完善工藝系統(tǒng)，優(yōu)化工廠操作，加強(qiáng)工廠管理，提高運(yùn)行穩(wěn)定性，多數(shù)項(xiàng)目已具備安穩(wěn)長(zhǎng)高運(yùn)行能力，成本得到有效控制。產(chǎn)能利用率穩(wěn)步提高?！笆濉逼陂g，我國(guó)現(xiàn)代煤化工各子行業(yè)的產(chǎn)能利用率逐漸提高，2019年分別達(dá)到煤制油71.9%、煤制天然氣84.6%、煤制烯烴85.9%、甲醇制烯烴74.1%、煤制乙二醇72.5%、煤制甲醇86.0%。2020年由于受新冠疫情和低油價(jià)的雙重影響，煤制油、煤制烯烴等開(kāi)工率和產(chǎn)量均同比下降。
資源利用水平不斷提高。煤制油、煤制天然氣、煤制烯烴項(xiàng)目的原料煤耗、綜合能耗、工業(yè)水耗持續(xù)下降，能效持續(xù)提升，滿足相關(guān)指標(biāo)要求。典型煤制油、煤制天然氣工廠已通過(guò)72h標(biāo)定。以煤制油為例，百萬(wàn)噸級(jí)煤間接液化項(xiàng)目的單位產(chǎn)品綜合能耗約2t標(biāo)煤/t產(chǎn)品，單位產(chǎn)品原料煤耗約3.5t標(biāo)煤/t 產(chǎn)品，單位產(chǎn)品工業(yè)水耗約5~6.8t/t產(chǎn)品，能源轉(zhuǎn)化效率達(dá)到43%以上。
1.3綜合技術(shù)水平國(guó)際領(lǐng)先
通過(guò)十余年技術(shù)攻關(guān)，我國(guó)現(xiàn)已形成較為完備的煤直接液化、煤間接液化、甲醇制烯烴、合成氣制乙二醇的關(guān)鍵工藝和工程體系，大型氣化爐等關(guān)鍵裝備能夠全部實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，技術(shù)裝備水平總體達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先。
大型煤氣化技術(shù)已實(shí)現(xiàn)規(guī)?；l(fā)展。氣流床氣化技術(shù)單爐投煤量規(guī)模已達(dá)3000~4000t/d，固定床氣化技術(shù)單爐投煤量規(guī)模已達(dá)1000t/d。加氫液化技術(shù)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)周期商業(yè)運(yùn)行。神華鄂爾多斯直接液化項(xiàng)目已攻克了加熱爐結(jié)焦等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)了高差壓減壓閥等核心裝備國(guó)產(chǎn)化，實(shí)現(xiàn)了直接液化裝置長(zhǎng)周期、穩(wěn)定、商業(yè)化運(yùn)行。
低溫費(fèi)托合成技術(shù)進(jìn)一步優(yōu)化完善。新型費(fèi)托合成催化劑已完成實(shí)驗(yàn)室定型，穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)間、時(shí)空產(chǎn)率有較大提升，催化劑產(chǎn)油能力提升30%~50%。
自主甲烷化技術(shù)研究試驗(yàn)取得階段成果。大唐化工技術(shù)研究院、中科院大連化物所、西南化工研究院均開(kāi)發(fā)了甲烷化催化劑和甲烷化技術(shù)，進(jìn)行了中試或工業(yè)側(cè)線試驗(yàn)。中新能化自主甲烷化催化劑在大唐克旗項(xiàng)目上開(kāi)展了國(guó)產(chǎn)化替代應(yīng)用，連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行達(dá)300d以上，經(jīng)歷了高負(fù)荷運(yùn)行考察，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均優(yōu)于同工況進(jìn)口催化劑水平。
甲醇制烯烴技術(shù)經(jīng)商業(yè)驗(yàn)證成熟可行。自主化甲醇制烯烴技術(shù)已經(jīng)成熟且實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化，正在向三代技術(shù)邁進(jìn)。以大連化物所DMTO、DMTO-Ⅱ技術(shù)和中國(guó)石化SMTO 等為代表的一批國(guó)內(nèi)自主甲醇制烯烴科研成果，已成功在大型煤制烯烴項(xiàng)目中示范應(yīng)用。為更進(jìn)一步提升煤制烯烴資源能源利用效率，大連化物所繼續(xù)開(kāi)發(fā)了DMTO-III 技術(shù)催化劑和成套工藝， 2018年底已完成中試，噸烯烴甲醇消耗降至2.65t，取得了預(yù)期效果。大連化物所、中科院上海高研院開(kāi)發(fā)了高選擇性合成氣一步法制取低碳烯烴技術(shù)，分別正在陜西和山西建設(shè)中試裝置。
合成氣制乙二醇自主化技術(shù)得到更多應(yīng)用。合成氣制乙二醇自主化技術(shù)路線已達(dá)10余家。其中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的技術(shù)6家，單臺(tái)DMO（草酸酯）反應(yīng)器產(chǎn)能由2015年5萬(wàn)t/a 增加到10萬(wàn)t/a；單臺(tái)乙二醇合成反應(yīng)器產(chǎn)能由5萬(wàn)t/a 擴(kuò)大到10萬(wàn)t/a。加氫催化劑壽命由平均2000h 增加到5000h。能耗由3.0t標(biāo)煤/t 乙二醇下降到2.6t標(biāo)煤/t 乙二醇。
煤電化熱一體化初見(jiàn)成效?，F(xiàn)代煤化工項(xiàng)目廣泛使用熱電聯(lián)供、能量梯度利用。煤電化熱一體化技術(shù)已在煤化工項(xiàng)目中推廣使用，如中國(guó)石化長(zhǎng)城能源化工（寧夏）有限公司等煤化工項(xiàng)目配備了超臨界熱電機(jī)組、神華集團(tuán)包頭二期烯烴項(xiàng)目空分壓縮機(jī)擬采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)等，有效提升了現(xiàn)代煤化工資能源利用效率，減少了污染物排放。智能工廠建設(shè)逐步推進(jìn)。2016年，中煤陜西榆林能源化工公司入選“煤化工智能工廠試點(diǎn)示范” 項(xiàng)目。神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)有限公司入選“百萬(wàn)噸級(jí)烯烴（煤化工副產(chǎn)品深加工綜合利用）智能制造項(xiàng)目”。無(wú)線智能儀表、熱成像、原料與產(chǎn)品衡器計(jì)量智能化、無(wú)人機(jī)巡檢、機(jī)泵群在線監(jiān)測(cè)及大數(shù)據(jù)智能故障診斷等一批智能技術(shù)在上述企業(yè)得以應(yīng)用。
1.4清潔生產(chǎn)和環(huán)保水平不斷提高
污染物治理技術(shù)水平提高。高難度污水處理技術(shù)、高效酚氨回收、含酚廢水、高鹽水處理技術(shù)逐步完善。經(jīng)過(guò)建成示范工程的研究和試驗(yàn)，國(guó)內(nèi)酚氨回收工藝已經(jīng)成熟，可以保障煤制天然氣項(xiàng)目穩(wěn)定運(yùn)行。粉煤氣化工藝項(xiàng)目污水“近零排放” 路線基本成熟。項(xiàng)目執(zhí)行最嚴(yán)格的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)?！笆濉逼陂g建成的現(xiàn)代煤化工項(xiàng)目執(zhí)行了最嚴(yán)格的大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，部分項(xiàng)目已率先執(zhí)行了超低排放。西部地區(qū)項(xiàng)目執(zhí)行污水“近零排放”，廢渣綜合利用率逐步提高。盡管如此，現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)仍存在經(jīng)濟(jì)性受國(guó)際油價(jià)波動(dòng)影響較大、“十三五” 確定的示范項(xiàng)目進(jìn)展緩慢、煤制乙二醇擴(kuò)能提速、資源環(huán)境安全約束加強(qiáng)和配套條件落實(shí)難度大等問(wèn)題。
現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)碳排放現(xiàn)狀分析
2.1現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)碳排放特點(diǎn)
參照《溫室氣體排放核算與報(bào)告要求第10部分：化工生產(chǎn)企業(yè)》（GB/T32151.10—2015），化工生產(chǎn)企業(yè)的溫室氣體排放為各個(gè)核算單元的化石燃料燃燒產(chǎn)生的二氧化碳排放、生產(chǎn)過(guò)程中的二氧化碳排放和氧化亞氮等其他溫室氣體排放，以及購(gòu)入電力、熱力產(chǎn)生的二氧化碳排放之和，同時(shí)扣除回收且外供的二氧化碳的量，以及輸出的電力、熱力所對(duì)應(yīng)的二氧化碳量?；て髽I(yè)按圖2所示識(shí)別碳源流，并分別核算。
圖2 化工生產(chǎn)企業(yè)分核算單元的碳源流識(shí)別示意
煤化工利用煤炭可分為“原料”和“燃料”兩種用途。作為原料時(shí)，煤參與化學(xué)反應(yīng)，部分碳元素進(jìn)入產(chǎn)品轉(zhuǎn)化成清潔能源或化學(xué)品，部分碳元素轉(zhuǎn)化為CO2，少量碳元素隨灰渣流失；作為燃料時(shí)，煤炭通過(guò)燃燒提供熱量產(chǎn)生蒸汽再發(fā)電，為化工生產(chǎn)提供動(dòng)力和能量，理論上煤充分燃燒后碳全部轉(zhuǎn)化為CO2，實(shí)際應(yīng)用中煤燃燒后灰渣會(huì)帶出少量殘?zhí)?。由于部分碳進(jìn)入產(chǎn)品，因而煤化工生產(chǎn)過(guò)程具有節(jié)碳能力。
目前我國(guó)現(xiàn)代煤化工典型的產(chǎn)業(yè)化路徑有煤制油（含直接液化和間接液化）、煤制天然氣、煤制甲醇、煤制烯烴、煤制乙二醇，基本均為以煤氣化為龍頭。以煤氣化為龍頭的煤化工生產(chǎn)過(guò)程中的碳流向如圖3所示。在實(shí)際核算時(shí)，還應(yīng)考慮購(gòu)入電力、熱力產(chǎn)生的二氧化碳排放。
圖3 以煤氣化為龍頭的煤化工生產(chǎn)過(guò)程的碳流向示意
2.2現(xiàn)代煤化工碳排放現(xiàn)狀
以鄂爾多斯盆地煤制烯烴項(xiàng)目為例，估算煤制烯烴企業(yè)碳排放系數(shù)。裝置規(guī)模為180萬(wàn)t/a煤制甲醇、70萬(wàn)t/a 甲醇制烯烴，選取的典型工藝主要包括：水煤漿氣化、內(nèi)壓縮大型空分、耐硫變換、低溫甲醇洗、甲醇合成、甲醇精餾、DMTO、聚乙烯、聚丙烯以及配套鍋爐、熱電聯(lián)產(chǎn)等公輔工程。煤制烯烴產(chǎn)品溫室氣體排放系數(shù)核算如表1 所示。
表1 典型工藝煤制烯烴產(chǎn)品溫室氣體排放系數(shù)核算表
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源類別 |
CO2排放量/（t·t-1） |
備注 |
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化石燃料燃燒碳排放 |
4.883 |
煙煤 |
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工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程碳排放 |
碳輸入 |
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9.504 |
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碳輸出 |
產(chǎn)品（主產(chǎn)品、副產(chǎn)品） |
3.726 |
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三廢固定（渣、塵、污泥） |
0.648 |
綜合利用 |
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輸入-輸出 |
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5.13 |
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CO2回收利用量 |
0 |
無(wú) |
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企業(yè)凈購(gòu)入電力的碳排放 |
0.49 |
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企業(yè)凈購(gòu)入熱力的碳排放 |
0 |
熱電自給 |
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單位產(chǎn)品溫室氣體排放總量 |
10.51 |
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注: 1、CO2當(dāng)量包含化工過(guò)程多種溫室氣體類型，如CH4、N2O 等；2、不同工藝選擇以及熱電方案配套，噸產(chǎn)品排放系數(shù)會(huì)有差異。
按此方法并選取典型工藝，分別測(cè)得典型現(xiàn)代煤化工產(chǎn)品的碳排放系數(shù)如圖4所示?，F(xiàn)代煤化工產(chǎn)品中，煤制甲醇的單位產(chǎn)品CO2排放量最低，這主要是由于其工藝流程較短，公用設(shè)施也較少；煤制烯烴的單位產(chǎn)品CO2排放量最高，主要是由于其工藝流程較長(zhǎng)，公用設(shè)施也較多。
圖4 現(xiàn)代煤化工產(chǎn)品碳排放系數(shù)
結(jié)合2020年現(xiàn)代煤化工產(chǎn)品的產(chǎn)量，可核算得到行業(yè)的碳排放情況。測(cè)算可知，2020年現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)CO2排放總量約3.2億t，約占石化化工行業(yè)排碳量的22.5%。在現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)中，煤制烯烴碳排放約占23.3%、煤制油碳排放約占10.9%、煤制天然氣碳排放約占6.8%、煤制乙二醇碳排放約占6.2%、煤制甲醇（不含煤制烯烴中甲醇）碳排放占比最大，約52.8%。2020年各產(chǎn)品路線排碳占比如圖5所示。
圖5 2020年現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)碳排放分布情況
統(tǒng)計(jì)各子行業(yè)的排碳結(jié)構(gòu)可知，現(xiàn)代煤化工全行業(yè)二氧化碳中，約33%來(lái)源于化石燃料燃燒排碳，約3.5%來(lái)源于外購(gòu)電、熱間接排碳，約63.5%來(lái)源于工藝過(guò)程排碳，工藝過(guò)程排碳主要是變換工序產(chǎn)生的CO2，在低溫甲醇洗脫碳工序排放。
3、現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)碳減排、碳中和方案探討
3.1深入推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整
我國(guó)甲醇生產(chǎn)原料路線包括三類: 煤炭、天然氣和焦?fàn)t氣，煤制甲醇是我國(guó)甲醇生產(chǎn)的主要途徑。近年來(lái)，隨著大型煤氣化技術(shù)和大型甲醇合成技術(shù)的成熟，煤制甲醇原料煤種得到擴(kuò)大，裝置規(guī)模不斷提升，工藝技術(shù)逐漸完善，能耗和污染物排放大幅下降，以煤為原料的甲醇產(chǎn)能快速增加，在原料結(jié)構(gòu)中的比重不斷上升。特別是以煤制烯烴為代表的大型上下游一體化項(xiàng)目的建設(shè)，使我國(guó)煤制甲醇規(guī)模和技術(shù)達(dá)到世界先進(jìn)水平。但產(chǎn)能在30萬(wàn)t/a 以下和采用非大型氣流床氣化工藝的仍有約30%的產(chǎn)能。大型化裝置的能耗水平顯著降低，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整帶來(lái)的能耗和排碳系數(shù)降低仍有較大的潛力。
煤制乙二醇2000年以來(lái)發(fā)展迅速，技術(shù)也從一代技術(shù)發(fā)展到了三代技術(shù)。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，一些能耗高、裝置規(guī)模小的產(chǎn)能已成為落后產(chǎn)能，未來(lái)隨著技術(shù)的進(jìn)步，有必要進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，降低能耗和排碳水平。
3.2存量企業(yè)持續(xù)推進(jìn)系統(tǒng)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排
我國(guó)現(xiàn)代煤化工多數(shù)工廠已具備安、穩(wěn)、長(zhǎng)、高生產(chǎn)能力，“十四五” 期間，應(yīng)繼續(xù)推動(dòng)已建成的現(xiàn)代煤化工工廠優(yōu)化完善，實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷條件下的連續(xù)、穩(wěn)定、安全、清潔生產(chǎn)運(yùn)行，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)運(yùn)行管理水平，積極改善生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性。運(yùn)用智能化、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和高級(jí)分析工具，深入分析、加大力度管控現(xiàn)代煤化工生產(chǎn)過(guò)程，進(jìn)一步提高工廠運(yùn)行效率，提升核心技術(shù)指標(biāo)，提高目標(biāo)產(chǎn)品收率，降低能耗、水耗和污染物排放。
3.3探索工藝過(guò)程降碳新途徑
現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)碳排放中約60%以上來(lái)自于工藝排放，主要是通過(guò)變換凈化工序排放。變換是為了將合成氣中的CO變換為H2，以調(diào)節(jié)后續(xù)合成反應(yīng)的H2/ CO 比。從煤氣化中獲得合成氣中的C元素，有相當(dāng)一部分通過(guò)后續(xù)變換生成CO2排放到了大氣中。所以，工藝過(guò)程中降低變換比或者不變換，將大大降低工藝過(guò)程的CO2排放。
（1）與低碳原料制備的富H2氣互補(bǔ)。單純以天然氣為原料生產(chǎn)甲醇合成氣很容易得到較多的氫氣，而碳源需從煙道氣回收或通過(guò)二段轉(zhuǎn)化來(lái)實(shí)現(xiàn)。而以煤為原料生產(chǎn)甲醇合成氣的氫氣較少，需要進(jìn)行CO變換，同時(shí)需脫除CO2并直接放空。采用煤和天然氣聯(lián)合造氣工藝，充分考慮兩種原料的特點(diǎn)，結(jié)合兩種原料生產(chǎn)合成氣的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)碳?xì)浠パa(bǔ)。通過(guò)降低粗煤氣中CO變換深度，甚至取消CO變換工序，從而節(jié)省粗煤氣CO變換和脫除CO2 過(guò)程中消耗的額外能量，降低單位產(chǎn)品能耗，減少溫室氣體CO2的排放。
（2）綠H2用作補(bǔ)氫原料?，F(xiàn)代煤化工與可再生能源制氫的深度結(jié)合，將來(lái)可能是化工行業(yè)生產(chǎn)化工品的重要理想路徑。如果不發(fā)生變換反應(yīng)，煤氣化后進(jìn)入合成氣中的C只有少量CO2（煤氣化過(guò)程中產(chǎn)生）在后續(xù)工序排放，大部分都通過(guò)合成反應(yīng)進(jìn)入產(chǎn)品。后續(xù)合成反應(yīng)所需要的H2大部分由可再生能源制氫補(bǔ)充，這樣可以做到工藝過(guò)程基本不排放CO2。
目前，由于可再生能源制氫的成本問(wèn)題，還不能大規(guī)模應(yīng)用于這一過(guò)程，但隨著技術(shù)的進(jìn)步，碳中和的形勢(shì)驅(qū)動(dòng)，未來(lái)這一過(guò)程有望得到規(guī)?；瘧?yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代煤化工的大幅降碳。
3.4提高電力驅(qū)動(dòng)的比例
化石燃料燃燒排放的CO2約占現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)排碳量的30%，主要排放源來(lái)自為煤化工工藝裝置提供動(dòng)力蒸汽、熱源和自發(fā)電而配套建設(shè)的鍋爐裝置。目前，大多數(shù)企業(yè)從經(jīng)濟(jì)性的角度選擇蒸汽驅(qū)動(dòng)工藝裝置的大型壓縮機(jī)，從而增大了燃煤消耗。實(shí)際上，工藝裝置中此類壓縮機(jī)可以選擇電力驅(qū)動(dòng)。
未來(lái)，在碳中和的大背景下，我國(guó)的電力結(jié)構(gòu)將發(fā)生深刻變革，據(jù)全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織發(fā)布的《中國(guó)2030年能源電力發(fā)展規(guī)劃研究及2060年展望》預(yù)測(cè)，2025年我國(guó)煤電達(dá)峰，2050年清潔能源發(fā)電占比超過(guò)80%，2060年煤電裝機(jī)有望全部退出。因此，現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步提高電力驅(qū)動(dòng)的比例，實(shí)際上是增加了應(yīng)用綠電的比例，可大大降低燃料煤的消耗，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)燃料端的大幅碳減排。
3.5碳捕集和再利用
CCUS技術(shù)作為CO2減排重要措施之一，其發(fā)展?jié)摿善?。從?qū)油封存角度考慮，我國(guó)約有100億t石油地質(zhì)儲(chǔ)存量適宜于CO2驅(qū)油，預(yù)期可增采7億~14億t；全國(guó)的枯竭油氣田、無(wú)商業(yè)價(jià)值的煤層和深部咸水層的CO2封存潛力較大。綜合考慮我國(guó)“富煤、貧油、乏氣””的資源存儲(chǔ)狀況及全球能源低碳轉(zhuǎn)型的不可逆趨勢(shì)，加快CCUS產(chǎn)業(yè)發(fā)展是支撐國(guó)家能源安全的必然選擇。我國(guó)當(dāng)前需要進(jìn)一步積累經(jīng)驗(yàn)，逐步提高CCUS技術(shù)水平，促進(jìn)其成本下降，為實(shí)現(xiàn)CCUS的長(zhǎng)期商業(yè)化應(yīng)用做好準(zhǔn)備。現(xiàn)代煤化工CO2的主要排放工序是凈化（低溫甲醇洗）排放尾氣和鍋爐煙氣，其中凈化尾氣CO2含量很高，基本均在70%以上，有的甚至超過(guò)99%，鍋爐煙氣CO2含量為10%~20%。可見(jiàn)，現(xiàn)代煤化工工藝排放的高濃度CO2更易捕集利用，成本具有相對(duì)優(yōu)勢(shì)。
3.6發(fā)展CO2加工利用產(chǎn)品
利用捕集的高濃度CO2，可以進(jìn)一步利用加工生產(chǎn)化學(xué)品，實(shí)現(xiàn)固碳中和的目的。利用二氧化碳和氫氣可合成甲醇，而甲醇又是重要的基本有機(jī)原料，下游可加工生產(chǎn)烯烴、甲醛、醋酸等多種化學(xué)品，目前該技術(shù)已經(jīng)獲得突破，多家研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)正在推進(jìn)工業(yè)示范裝置，未來(lái)可再生能源制氫與捕集的CO2生產(chǎn)甲醇將是現(xiàn)代煤化工碳中和的重要手段，如果經(jīng)驗(yàn)證技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行，規(guī)?；l(fā)展會(huì)顛覆當(dāng)前C1化工的技術(shù)路線。此外，利用CO2可加工生產(chǎn)碳酸二甲酯、可降解材料、芳烴、尿素、碳銨、純堿、綠藻、無(wú)機(jī)鹽等產(chǎn)品，從而實(shí)現(xiàn)固碳。此類技術(shù)未來(lái)將在碳中和過(guò)程中發(fā)揮重要作用。
3.7森林碳匯
森林碳匯是最有效的二氧化碳固定途徑之一，是指利用森林的儲(chǔ)碳功能，通過(guò)植樹(shù)造林、加強(qiáng)森林經(jīng)營(yíng)管理、減少毀林、保護(hù)和恢復(fù)森林植被等活動(dòng)，吸收和固定大氣中的二氧化碳。森林生態(tài)系統(tǒng)每年每公頃可固定二氧化碳20~40t，而每公頃豐產(chǎn)速生林可以固定56t CO2。我國(guó)高度重視森林碳匯在應(yīng)對(duì)氣候變化中的作用。早在2009年，我國(guó)就提出，到2020年森林蓄積量比2005年增加13億m3；2015年提出，到2030年森林蓄積量比2005年增加45億m3左右。目前我國(guó)的森林植被總碳儲(chǔ)量已達(dá)92億t，平均每年增加的森林碳儲(chǔ)量都在2億t以上，折合碳匯7億~8億t。
