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霍尼艾格
2020年，我國基于推動構建人類命運共同體和實現可持續發展的需求，做出了“力爭2030年前碳達峰、爭取2060年前碳中和”的重大戰略決策。從時間節點上看，留給中國從碳達峰到碳中和的過渡期(僅有30年)遠短于歐美發達國家(50-70年)。從一次能源消費結構看，中國是煤炭生產和消費大國，能源體系以化石能源，尤其以高碳的煤炭為支撐。2020年，煤炭在中國一次能源消費的占比高達56.8%。由此可見,實現“雙碳”目標不僅時間緊、任務重，而且加速轉型以煤為主的能源結構是其必經之路。
一、煤化工發展現狀
隨著近幾十年我國煤化工的發展，其能耗不斷下降、清潔環保水平不斷提高，整體技術水平和規模在國際上處于領先地位。但由于合成煤基化學品的原料氣需經水煤氣變換方能滿足合成甲醇或油品所需的氫碳比，因此，我國煤化工具有高耗水特點。此外，煤制油、煤制烯烴、煤制乙二醇的盈虧點油價分別為70、45和55美元/桶。當油價>100美元/桶時，煤化工利潤可觀，然而近年來油價的低位徘徊與煤價的高位運行導致煤制油、天然氣、乙二醇、醋酸全面虧損。
因而，煤化工的經濟性受國際油價市場波動的影響，面臨著極大的挑戰。最后，2021年全國兩會，“碳達峰”和“碳中和”首次被寫入政府工作報告，“碳達峰、碳中和”已成為我國經濟社會發展一項長期的、頂層的硬約束，這必將持續倒逼經濟結構、能源結構加速轉型，同時鑒于我國原油對外依存度大于70%的現狀，故發展和支持現代煤化工的產能/技術儲備及提質增效是當下煤化工產業的重中之重，對保障我國的能源安全供給意義重大。
二、煤化工發展方向
多數煤化工過程都要直接或間接排放一定量二氧化碳，但也有個別技術具有固碳屬性。比如，以煤為原料合成尿素，每噸尿素可消耗二氧化碳約735公斤。據國際能源署發布的《將二氧化碳投入使用—從排放中創造價值》，全球二氧化碳消費量最大的部門是化肥行業，其中每年1.3億噸二氧化碳用于尿素制造，但其使用量不及2020年全球二氧化碳排放量(340億噸)的1%。鑒于煤的高碳(60%-98%)特征，如何實現高碳資源低碳利用是對煤化工從業者的極大考驗。
北京化工大學劉振宇教授指出：1)如果電石采用基于綠電的生產工藝，電石可能成為一種儲能載體，并且驅動基于電石(采用可再生電力制備)的化學品合成技術發展；2)隨著未來對燃油需求的減少，煤基化學品/材料的制備技術在煤化工中所占的地位會更加重要；3)CCUS(碳捕獲、利用與封存)技術的研發及突破對于煤化工實現碳中和的目標更加重要；4)煤化工過程的低碳是重要發展方向(用可再生電和H2)。
三、煤化工的未來發展
基于煤化工發展現狀和我國“雙碳”目標的提出，我們認為未來煤化工的發展應主要著重于以下幾方面：
第一，煤化工行業應盡快開展碳排放定量核算工作，摸清家底。煤化工全流程涉及的環節眾多，對應的碳排放核算也較復雜，且不同碳排放核算機構給出的企業碳排放數據也不盡相同。政府應出臺相關政策，引導相關部門或第三方核查機構建立起一套嚴格、科學、公正的碳核算體系，實現企業碳排放量和碳減排量核算的標準化、提高核算的可信度，為企業后續進入碳交易市場提供相應的數據支撐與決策依據。政府和企業層面應設立與碳核查和碳交易相關的機構，并加快培養熟練掌握碳核算體系和碳交易制度程序的相關人才。
第二，煤化工企業應盡快依據碳排放來源及相應的量，結合現有及未來碳減排與碳中和技術，制定企業相應的碳達峰、碳中和技術路線圖和時間節點。企業應以制定碳減排行動方案為契機，加速相關技術的研發進度與力度，加快相關技術的引進消化吸收，早日實現企業的轉型提質升級與高質量可持續發展。
第三，建議政府依據不同煤化工項目的規模、產品類別以及對環境的影響程度等特征，多角度分析并科學制定相應的區別化政策。對能保障我國能源安全的項目給予適當的政策傾斜，對高耗能、高污染的煤化工項目要堅決拿下。對于具有顯著降碳且經濟可行特點的煤化工技術，要加快其在全行業推廣應用。政府和企業還應制定相應的政策激發廣大煤化工從業者從事碳減排技術研發的積極性、主動性和創造性。
第四，穩步推進煤化工與石油/天然氣/生物化工的耦合，逐步提升可再生能源在煤化工用能的占比，實現優勢互補，降低煤化工過程的碳排放總量與強度。
第五，將煤化工的產業鏈條做長，注重特種專用化學品的研發與生產，提升煤化工產品的高附加值，盡可能將更多的碳保留在終端產品中。比如可通過煤化路線生產PGA、PBAT、PBS等可降解塑料；依托煤制α-烯烴原料優勢，開展聚烯烴彈性體技術攻關及工程應用等。同時，突破煤化工所產生二氧化碳的規模化利用技術(如二氧化碳加氫制甲醇等)，并盡可能降低其成本。
第六，在破解煤化工碳排放難題同時，應注重提升煤化工的環保水平，攻關煤化工過程中低成本高效的三廢治理技術，實現多污染物協同處置與能源資源再利用，有效解決現有企業存在的環保投入成本過高的問題。
作者：武蒙蒙 太原理工大學副教授
王建成 太原理工大學教授
原標題：武蒙蒙、王建成：淺談“碳達峰、碳中和”背景下的煤化工發展
