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化学工业的核心是分离和反应,可以应用于二氧化碳的捕获和利用,化学工业过程中的碳中和是很有前景的。化工行业应抓住机遇,加快技术战略布局,抢占绿色化工制高点,助力实现碳中和目标。
化学工业的碳排放包括生产过程中产生的二氧化碳的直接排放和外部能源消耗(如燃料燃烧、供电等)造成的间接排放。化工行业碳排放高的子行业有合成氨、乙烯、电石、烧碱、尿素、甲醇、聚氯乙烯、炭黑等。在一些化学工业中,与能源消耗有关的间接排放甚至超过工业过程的直接排放。特别是我国能源结构以煤炭为主,化工行业碳排放形势更为严峻。
为应对双碳目标形势,化工行业应瞄准这一目标。针对直接排放,应提高技术水平,实现绿色生产。考虑到间接排放,在降低能耗的同时也要提高产品的附加值,从而降低单位产值能耗成本。
此外,拟议的碳中和目标也给化工行业带来了新的机遇。利用化学分离技术捕获二氧化碳,利用化学反应实现二氧化碳的资源化利用。从这个角度来看,化工行业在碳中和过程中有着巨大的潜力,市场空间巨大。
目前,国内外已经探索了一些二氧化碳捕集、转化和利用的技术路线。例如,二氧化碳的捕集策略主要包括燃烧前捕集、富氧捕集、燃烧后捕集、直接捕集空气等。二氧化碳的转化和利用包括生产甲烷和减少合成气,一些示范项目正在进行中。但总体而言,碳捕集利用技术的发展还不成熟,远不能满足碳中性的需求。主要问题是能耗高、成本高、规模小。
以化工大省江苏为例。“十三五”期间,江苏累计削减煤炭、钢铁产能3037万吨,关闭化工企业4454家。安全和环保事业取得重大进展,产业结构明显优化。建成国家级绿色工厂174家、绿色公园14个,居全国首位。截至2020年底,江苏煤电机组全部达到超低排放水平,居全国首位。清洁高效煤炭转化利用领域取得一系列创新突破,煤炭利用逐步向清洁化、规模化、规模化、集约化方向发展。虽然江苏在优化能源消费结构方面处于全国领先地位,但仍面临着碳减排的挑战。“十四五”期间,江苏省计划投产一批重点工程,巩固制造业强省建设,预计将带来煤炭消费需求的大幅增长。同时,江苏省落后的煤炭消费设施基本关闭,35吨/小时及以下燃煤锅炉已全面改造完毕,进一步减少的空间不大。因此,江苏在“十四五”期间应适当调整煤炭消费控制基数。建议江苏省煤炭消费基地应充分考虑“十四五”期间煤炭减量空间已小,在建重大项目陆续投产的现实情况。如连云港石化基地发展迅速,产业集聚效应明显,配套设施完善。预计“十四五”期间建成世界一流的石化基地,成为产业基地升级和产业链现代化的重要支撑。因此,建议连云港石化基地煤炭消费控制基地单独上市,以支持石化产业优化布局,提升产业竞争力。
综上所述,通过合理调整煤炭消费控制基数,加强碳捕集、利用和封存技术创新,可以实现江苏省的碳减排目标。
要实现碳排放达到峰值后的稳定、稳定的减排,除了做好减法工作,归根到底还需要通过科技创新赋权。建议进一步加强科技创新,强化学科支撑作用,加快部署二氧化碳捕集、利用、储存项目和化工产品二氧化碳原料生产,突破一批关键核心技术。
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