“双碳”背景下现代煤化工发展路径研究

“双碳”背景下现代煤化工发展路径研究

朱继源

陕西延长中煤榆林能源化工有限公司  陕西省榆林市  718500

摘要：随着社会经济的不断发展，科技水平的不断提升，在“双碳”背景下，也为中国现代煤化工产业带来了新的发展机遇。但随着人们生活质量水平的不断提高，对煤炭使用的需求量也越来越大，因此，对煤炭的高效利用也提出了更加严格的要求。为充分满足人们日益增长地美好幸福生活的需求，应充分结合现代煤化工产业的发展特点，以绿色低碳环保为发展目标探寻其发展路径。

关键词：双碳；煤化工；发展路径

1现代煤化工发展机遇与挑战

1.1现代煤化工发展机遇

在当前的“双碳”目标、能耗“双控”和“两高”防控下的节能减排等关键政策条件下，中国现代煤化工面对着极大的挑战，在碳减排方面也面临的压力较大。但从我国的能源结构来看，现代煤化工技术仍然是中国当前的重点发展方向，同时“十四五”阶段将是我国现代煤化工高质量、多产业相结合发展的重要阶段，煤化工将进行以现代化、绿色化、低碳化为代表的新一轮技术革命，走出一条通过多产业融合发展的清洁高效绿色低碳的发展道路。

1.2现代煤化工发展面临的挑战

随着近几年的快速发展，我国煤化工技术及装备已处于世界领先水平，我国的煤化工行业生产规模也快速扩张，但随着煤化工产业在我国的快速崛起，现代煤化工存在的高能耗、高水耗及高污染的问题也快速凸显。据中国石油与化工行业总会统计资料表明，中国煤制石油单位产品平均耗煤4.0吨标准煤/吨，单位产品取水8.2吨/吨，单位产品排放5.8吨/吨；煤制天然气单位产品平均耗煤2.5吨标煤/千标方，单位产品取水7.5吨/千标方，单位产品排放4.8吨/千标方；煤制烯烃单位产品平均耗煤5.0吨标煤/吨，单位产品取水19.3吨/吨，单位产品排放10.52吨/吨；煤（合成气）制乙二醇单位产品平均耗煤2.4吨标煤/吨、单位产品取水17.3吨/吨，单位产品排放5.6吨/吨。在国家“双碳”等政策的多重约束下，现代煤化工的发展面临着巨大的压力，现代煤化工产业既要落实“双碳”战略应当承担的责任，加快行业科技创新和节能减排的力度，又要面对因外部环境影响造成煤和原材料上涨带来的成本压力，可谓是困难重重。

2双碳背景下现代煤化工发展路径

2.1大力发展低碳化工产品

为了推动煤化工产业向低碳环保方向发展，可以发展低碳化工产品。一种途径是开发生物基化工产品，利用生物质资源替代化石能源，减少碳排放。例如：生物基塑料可以通过将植物纤维、淀粉或蔗糖等生物质转化为可降解的塑料，降低对石油原料的依赖。另外，生物质燃料也是一种低碳化工产品，可以利用生物质发酵或生物质转化技术将植物废弃物或农作物加工剩余物转化为可替代传统燃料的生物燃料，减少温室气体的排放。此外，推动煤化工产业向低碳环保方向发展还可以开发绿色合成材料。绿色合成材料指的是利用环境友好的原材料和工艺生产的材料，能够减少资源消耗、降低能源消耗和减少排放。例如：利用可循环再利用的废弃物或可再生资源制备建筑材料、塑料、纤维等，减少对有限资源的依赖，并减少废弃物的排放。同时，可循环利用产品也是煤化工产业向低碳环保方向发展的重要方向。开发可循环利用产品意味着延长设计产品的整个生命周期，以便在使用寿命结束后能够回收利用或重新制造。例如，开发可回收利用的塑料材料或利用废弃塑料制成再生塑料制品，可以减少对新塑料的需求和能源消耗。总之，通过开发生物基化工产品、绿色合成材料和可循环利用产品等，可以减少对化石能源的依赖，降低碳排放和环境影响，实现煤化工产业的可持续发展。

2.2加强现代煤化工科技创新

科技创新是提高煤炭转化效率，节能降碳的关键所在。在国家部委的支持下，我国现代煤化工领域已经取得科技成果示范，如煤制油、煤制气、煤制烯烃、煤制甲醇汽油和高含氧燃油添加剂、大型煤焦油加氢制油等升级示范项目全面取得成功，对构建绿色低碳现代煤化工体系起到引领作用。

现代煤化工产业是通过不同的生产工艺过程来提供多种用途的化工产品，其科技创新的突破口在于生产高性能、高附加值的高端差异化产品。充分发挥煤直接液化油品“一大三高四低”的显著特性，开展煤基军用特种燃料研究，如高闪点喷气燃料、高吸热碳氢燃料、舰用柴油等煤基新材料，在减轻我国对石油资源依赖程度的同时保障能源安全。

加快二氧化碳捕集、封存技术研发，开展煤化工CCUS技术攻关，突破煤化工CO2低成本捕集、CO2驱油地质封存技术等，为现代煤化工产业实现零碳发展提供技术支撑。未来煤化工产业应继续强化重大项目示范引领，统筹国家级试验创新平台建设，鼓励有能力的煤化工企业加大科技研发投入，加强与高校、科研院所的合作，加快突破一批关键核心技术。

2.3现代煤化工与绿电绿氢技术结合发展

近年来中国国内以光电科技、风能为代表的绿电技术迅速发展壮大，同时电解水制氢气的绿色发展道路也快速崛起，由于光电、风电成本较低，致使水电解制氢气成本也伴随着大幅下降。目前的煤化工工艺中氢气获取方法主要是以采用水煤气变换反应产生CO为代价生产的，但如果将煤化工技术生成过程中所需要的氢气由燃气获取或者直接采用更为绿色环保绿氢技术获得，而没有采用过度消耗CO来调整合成气中的H2类型/CO比，将会降低

的排放量。如果能够实现光电、风电等绿色发电的方式与绿氢及现代煤化工的完全结合，可能未来煤化工生产工艺将进行重大转型，整个煤化工工艺将会转化为：绿电+煤气化+绿氢的绿色合成工艺，绿氢用于合成气补氢和下游生产的加氢精制过程，可缩短甚至完全不用CO变换的制氢工艺，伴随着净化和脱碳规模也将会明显降低。

2.4转型升级和产业结构调整

首先，鼓励煤化工企业进行技术创新，加大研发投入，发展高附加值、高技术含量的煤化工产品。通过提高产品质量和附加值，可以提高企业的竞争力，实现可持续发展。其次，推动煤化工产业向高端、智能、绿色方向发展。高端化工产品具有较高的附加值和市场竞争力，智能化生产能够提高生产效率和资源利用效率，绿色化工产品可以减少环境污染和资源浪费。通过引导企业加大技术改造和装备升级，推动煤化工产业向高端、智能、绿色发展，可以提高整个产业的可持续发展水平。另外，逐步淘汰和转换高能耗、高污染的落后产能也是重要的措施之一。通过淘汰落后产能，减少能源消耗和环境污染，提高煤化工产业的整体效益和环境友好性。同时，鼓励企业进行资源综合利用和循环经济，提高资源利用效率和环境保护水平。总之，鼓励煤化工企业进行转型升级，调整产业结构是促进煤化工产业向高端、智能、绿色发展的重要举措。通过发展高附加值、高技术含量的产品，推动产业升级；引导企业向高端、智能、绿色发展，提高产业的可持续发展水平；逐步淘汰和转换落后产能，减少能源消耗和环境污染。

结语：

现代煤化工行业要达到“双碳”目标，就必须实现多产业融合发展，形成煤、石油、清洁能源、现代绿色能源等为一体的化工产业集群，积极推进降低“三高”关键技术的研发和运用，真正走向了现代化、低碳化、多元化的发展道路。同时不断进行科技创新，解决二氧化碳回收利用技术瓶颈，开拓出一套以、水和绿色可再生能源为原料来生产人类所必需化学品的化工体系。届时，现代煤化工也许将彻底进入温室气体零排放时代，真正实现现代煤化工高质量发展。

参考文献

[1]王强,徐向阳.“双碳”背景下现代煤化工发展路径研究[J].现代化工,2021，11

[2]张媛媛,王永刚.典型现代煤化工过程的二氧化碳排放比较[J].化工进展，2016，35，12

[3]周芳,姜波.双碳““双控”目标下现代煤化工产业高质量发展途径探讨[J].煤化工，2022，2，50