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双碳目标下化工产业的机遇!
2021-8-26 9:36:31    来源:《中国石油和化工产业观察》杂志

    中石化集团公司董事长、中国工程院院士张玉卓则表示:双碳目标下虽然会减少成品油消费,但对于拥有制氢、纯氢技术和完整生产体系、年氢气产量和销售量达350万吨的中石化来说,无疑迎来了一个从制氢到储运再到用氢服务的庞大产业。由于目前中国燃料电池汽车发展较快的地区基本处于中石化油品销售的市场腹地,公司完全可依托现有加油站网络,快速布局加氢站,用产销氢气挽回成品油销量减少带来的损失。同时,依托集团公司强大的研发实力,进一步研发储氢瓶用的碳纤维、环氧树脂等材料,以及燃料电池用的催化剂、质子交换膜等核心材料,开发氢能全产业链,使其成为集团公司新的经济增长点。
    排碳红线助化工真正优胜劣汰
    有业内人士从另一个角度解读双碳目标对能源化工产业带来的商机。他们表示,双碳目标下,各地为了不突破能耗指标和碳排放指标红线,必然严控新增能源化工项目,甚至要用铁腕手段淘汰关闭一批能耗高、排碳多、污染重的项目。其结果一方面会倒逼企业通过技术进步节本增效减碳,提升竞争力;另一方面,将减少相关产品供应,使此前产能过剩的一些能源化工产品出现供需紧平衡,支撑装置开工率、产品价格、产品利润率提升,使留存企业获得较好收益。去年以来,焦炭、尿素、醋酸、双酚A、二甲基甲酰胺等产品价格持续大幅上涨,甚至淡季不降反涨就是很好的例证。
    确实,云南云天化股份有限公司日前发布公告,今年一季度净利润同比增长2.91倍;陕西兴化化学股份有限公司预计今年上半年净利润同比增长378%~467%;山东鲁西化工股份有限公司预计上半年净利润同比激增1028%~1072%……
    双碳目标促使化工各种“炫技”
    中国科学院院士李灿介绍:煤化工项目之所以排碳多,是因为煤的大分子结构中氢原子少而碳原子多,而用煤生产的化工产品和油品,其分子却呈现氢原子多而碳原子少的特点,导致煤化工生产过程中必须通过煤气变换来获得足够的氢气。这个变换过程,其实就是让粗煤气中的一氧化碳与水蒸气发生氧化还原反应,在水蒸气转换为氢气的同时,将一氧化碳转换为二氧化碳。而且,这个过程产生的二氧化碳往往占到煤化工整个生产过程二氧化碳总产生量的2/3。换言之,若能通过其他渠道为煤化工补氢,去掉变换单元,则煤化工项目即可减碳2/3。同样的道理也适用于石油化工行业。
    基于上述考虑,李灿院士团队经多年攻关,成功开发了可再生能源高效电解水制氢和二氧化碳高效、高选择性、高稳定性加氢制甲醇两项核心技术,并于2019年在兰州建成千吨级可再生能源电解水制绿氢、绿氢与二氧化碳反应生产绿色甲醇的全球首套“液态阳光甲醇示范项目”。2020年1月17日,该装置一次投料成功并产出合格甲醇产品;2020年10月通过了中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定。长周期的运行结果表明:该示范项目氢气耗电不超过4.3千瓦时/立方米、生产1吨甲醇可消纳近1.4吨二氧化碳。当可再生能源发电成本低于0.2元/千瓦时,甲醇成本与煤制甲醇相当。
    目前,中科院大连化学物理研究所不仅完成了10万吨/年液态阳光甲醇工艺包编制并开始对外许可,而且根据能源化工产业的需要,形成了Ⅰ型和Ⅱ型两种工艺路径。其中,Ⅰ型工艺即兰州示范项目工艺,也称为负碳工艺,每生产1吨甲醇,不仅不再排放二氧化碳,还要消纳约1.4吨二氧化碳;Ⅱ型工艺可充分利用现有煤化工工艺的气化等装置,通过可再生能源电解水制氢替代或部分替代粗煤气变换制氢,实现煤化工装置不排碳或少排碳。
    石油和化学工业规划院副总工程师韩红梅说:随着风电、光伏发电规模扩大和成本下降,西北地区的风/光发电成本已经降至0.2元/千瓦时,工业绿氢具有一定的经济性,实施绿氢+现代煤化工示范的时机已经成熟。通过储能、电网调峰调频等技术,可解决光伏发电小时数短、波动性大的问题,逐渐满足工业用氢连续、稳定、大量的要求。因此,西北地区可大胆探索可再生能源电解水制氢,与煤/渣油/天然气气化所得的一氧化碳、二氧化碳反应合成甲醇及其下游衍生品,探索一条全新的发展路径。

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责任编辑:李如屏
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