全篇划重点！石化化工行业减排路径与经典案例分析

导读：为帮助石化化工企业更好地开展节能减排工作，本文详细总结了石化化工企业的减排路径，并提供了相关企业案例供大家学习参考。

石化化工企业减排路径概览
具体减排措施及实际案例分析
企业如何制定有效的减排实施方案

自我国“30/60”双碳目标提出以来，国家和地方政府不仅将控制温室气体排放作为十四五规划的重要工作目标，并出台了众多保障双碳目标达成的政策，形成了“1+N”双碳政策体系。与此同时，国家还采取了“碳市场”这一形式激励企业自发开展节能减排工作。在“1+N”政策中，例如《关于“十四五”推动石化化工行业高质量发展的指导意见》、《减污降碳协同增效实施方案》以及《“十四五”节能减排综合工作方案》等，均提出了石化化工行业需开展节能减排改造的要求。此外，石化化工行业属于碳市场初期规划管控的八大重点行业，预计在十四五期间国家碳市场将逐步纳入剩余重点行业。可见，实现石化化工行业的绿色转型已成为必然趋势。

01 减排路径概览

石化化工企业范围一、二、三碳排放的主要来源分别是：产品生产过程中使用的化石燃料或含碳原材料，电力、蒸汽等使用以及外购原材料的生产和运输。因此，可从原料端、产品生产环节以及运输环节分别采取有效的减排措施，减排路径概览如下图所示：

注：关于石化化工行业范围一、二、三可详细了解。

02 减排措施及案例分析

原材料端减碳

❖ 推动/联合供应商减排

协调供应商披露其生产的原材料的碳足迹，并协同开展减排项目，降低企业所采购原材料的碳排放。
巴斯夫成立供应商二氧化碳管理团队，并邀请供应商加入供应商二氧化碳管理计划。第一阶段巴斯夫为供应商提供支持协助其开展产品碳足迹评价；第二阶段巴斯夫将与供应商共同明确降低温室气体排放的举措和目标。

❖ 减少原材料使用

通过研发新技术、改造现有工艺或调整产品原料配比等手段降低原材料的使用。
2021年中国石化重点攻关项目“轻质原油裂解制乙烯技术开发及工业应用”实验成功，可直接将原油转化为乙烯、丙烯等化学品，大幅缩短了工艺流程，在降低原材料用量的同时减少了生产能耗。经测算，应用该技术每加工100万吨原油，可产出化学品近50万吨。

❖ 原材料替代

利用生物基原材料或回收的废弃产品替代原材料：
生物质中的碳元素来源于植物光合作用固碳，在生产加工过程中的直接排放不会增加大气中的CO2，且部分碳元素可固定在最终产品中，属于低碳甚至负碳材料；通过物理化学手段，可将合成材料中的聚合物、单体或碳、氢元素分级回收利用，为石化化工行业提供新的原料，与化石能源矿产相比，循环回收原料全生命周期的碳足迹更低。

❶ 巴斯夫采用有机废物和植物油等可再生原材料替代化石基原材料，生产的产品性能与化石基产品相同，却具有更低的碳足迹。
❷ 万华化学通过引入蔗糖、棕榈油、甘油、山梨醇等生物基材料作为起始剂，自主研发了十余种生物基聚醚多元醇单体，这些单体能够有效替代传统的化石基原材料。相较于传统的石油基多元醇，这些生物基材料可以降低20%的生产能耗和30%的碳排放量。
❸ SABIC推出了ULTEMTM生物基树脂，可减少6-8%的碳排放。
❹ 陶氏化学表示，2030年前每年都将通过直接行动和伙伴关系完成100万t塑料的收集、再利用。
❺ 壳牌与BlueAlp共同开发热解技术，计划2025年前将使用100万t/a废弃塑料作为其全球化学工厂原料。

产品生产环节减碳

❖ 开源（能源替代）

使用风电、太阳能、水电等替代碳排放相对更高的火电；
终端设备电气化，减少化石燃料的使用；
使用可再生电力制绿氢。

❶ 2021年底，汉高通过自建光伏、风机和沼气发电设施，以及直接购买和间接购买绿电等方式，在21个国家的工厂实现了100%使用可再生电力的目标。
❷ 万华化学在总部研发楼屋顶建设光伏发电项目，年均发电量可达84万度，可减碳5百多吨。
❸ 2021年SABIC与巴斯夫建立合作关系，共同开发电动蒸汽裂解技术，旨在减少90%的碳排放。
❹ 壳牌在张家口使用陆上风能产生的电力打造了2万千瓦电解水制氢项目。

❖ 节流（能源节省）
通过能源管理制度、数字化管理体系节能；
通过节能改造、技术研发提升能源利用效率；
通过设备改造，回收废热、废能。

❶ 万华化学通过优化产品塔的回流比，降低蒸汽消耗，节能6千多吨标煤，减碳1.6万吨；降低压缩机出口压力，减少蒸汽使用量，节能2千多吨标煤，减碳6千吨；优化加热炉氧含量，降低燃气消耗，减碳3千多吨。
❷ 2021年，SABIC通过采用高性能筛板升级改造C3分离塔，提高了其能源效率，分离塔的板效率提高了24%，操作该塔所需的蒸汽量减少了18.5%；通过使用能源管理数字化系统，减少能耗83万GJ；通过改变L121挤出机的EFN4230螺钉设计，减少了扭矩，节约能源441MWh/年。
❸ 中国石化通过管理节能、技术节能、新能源利用、信息化建设等方式，2021年实现节能96.7万吨标煤，相应减少二氧化碳排放238万吨。
❹ 中国石化旗下油田企业实施套管气回收、火炬气综合利用、放空天然气回收，2021年回收甲烷约7.17亿立方米，相应减少温室气体排放约1,075万吨二氧化碳当量。

❖ CCUS（碳捕集利用与封存）

二氧化碳捕集：可通过膜分离、化学吸收、物理吸附等方式在含碳材料燃烧前、中、后实施；
二氧化碳利用：可用CO2加氢制甲醇、加甲醇制备碳酸二甲酯、加氨制备尿素，还可采用物理方法，将之应用于饮料、啤酒、干冰的生产过程，此外，CO2也可以被用作农业领域的肥料等其他用途。

❶ 2021年，埃克森美孚、陶氏化学和其他12家化工和能源公司宣布，计划在得克萨斯州休斯顿附近合作建设碳捕获与封存项目，期望到2030年捕获与封存5000万吨碳。
❷ 中国石油研发实践了陆相沉积低渗透油藏二氧化碳驱油及埋存油藏工程、注采工程、地面工程三大系列12项主体关键技术，实现了CCUS技术工业化应用，在吉林油田建成国内首个二氧化碳分离、捕集和驱油等全产业链CCUS基地，累计封存二氧化碳190万吨。

运输环节减碳

新能源卡车/汽车替代传统油车；
铁路、水路运输替代公路运输；
优化厂址布局，缩短产品、原料运输距离；
减轻产品包装、运输包装。

❶ 汉高通过多式联运（铁路运输替代公路运输）；优化生产地点选址，减少与客户之间的运输距离；提高集装箱容量利用率、采用硬纸托盘替代木质托盘；采用数字化工具预测、对比碳排放等措施，2021年其与运输相关的排放量与2015年相比减少了约14%。
❷ 万华化学采取了共享托盘、折叠周转箱和钢桶减薄等措施，有效减少了超过十万吨的二氧化碳排放量，并使运输装卸成本下降了90%以上。
❸ SABIC通过降低包装托盘中使用的塑料箔的厚度，每个托盘可节省0.5kg塑料，减少了运输产生的碳排放。


以上为石化化工行业通用的减排路径，企业需根据自身碳排放现状及工艺特点，制定有效的减排实施方案。您也可扫码添加双碳小助手，联系我们为您定制高效减排实施方案。


参考资料：

[1] 巴斯夫官网
[2] 《万华化学2021年可持续发展报告》
[3] 《汉高2021年可持续发展报告》
[4] 《SABIC2021年可持续发展报告》
[5] 司喜飞《基于碳中和背景下化工行业可持续发展的路径探析》
[6] 赵彤阳，龚华俊，朱彬彬《我国石化化工原料低碳化发展路径》
[7] 庞晓华《化工巨头规划零碳之路》
[8] 中国石油官网
[9] 中国石化官网

注：转载来自碳索新未来公众号