摘要：现代煤化工是实现煤炭资源高效清洁利用的重要途径，肩负着促进我国煤炭消费结构升级、创新驱动节能减排的重要使命。但与石油化工和天然气化工相比，现代煤化工的生产技术和路径决定了仍然要付出更大的投入和资源、能源代价，也将产生相对更大的碳排放。鉴于此，本文对现代煤化工碳排放形势和碳利用技术进展进行了分析探讨，仅供参考。
关键词：煤化工；碳排放；谈利用
一、现代煤化工碳排放
我国现代煤化工行业碳排放形势根据《BP 世界能源统计 2015》，2014 年我国能源消费总量达到 29.72 亿 t 油当量，同比增长 2.6%，占世界能源消费总量的 23% ；二氧化碳排放量达到 97.6 亿 t，同比增长 0.9%，占世界二氧化碳排放总量的 27.5%。可以看出，尽管我国二氧化碳排放水平仍相对偏高，但二氧化碳排放增长率已大大低于能源消费增长率，呈现积极转变。
从终端能源消费结构看，我国工业消费能源占比达 70% 以上，交通运输类占比约 8%，生活消费类约 10% 以上。工业中，化学工业的能源消费占比约 23%。
根据有关单位对我国化学工业能源消费和二氧化碳排放状况的研究，2011—2012 年我国化学工业二氧化碳排放量约 10.7 亿 t 和 11.1 亿 t，其中煤化工行业二氧化碳排放量约 2.2 亿 t 和 2.7亿 t，约占化学工业的 21% 和 24%，约占全国的2.7% 和 3.2%。
今后，随着现代煤化工产业的发展，现代煤化工生产过程的碳排放绝对数值仍将增加。但要看到，现代煤化工产出的是大量清洁能源，这些清洁能源进入消费领域，可以大幅减少消费领域的污染物排放，并从全生命周期角度衡量，具有相对优势的较高能效。可以说，现代煤化工是以自身付出集中碳排放的代价，实现煤炭全生命周期清洁高效利用的目标。
二、现代煤化工 CO 2 利用途径分析
1、森林碳汇
森林碳汇是有效的碳汇活动。森林碳汇是指利用森林的储碳功能，通过植树造林、加强森林经营管理、减少毁林、保护和恢复森林植被等活动，吸收和固定大气中的 CO 2 ，并按照相关规则与碳汇交易相结合的过程、活动或机制。我国 2010 年政府工作报告中首次提出“增加森林碳汇”，为应对气候变化指明了更确切的方向和道路。据估算，2001—2011 年，我国通过持续不断地开展植树造林和森林管理活动，累计净吸收 CO 2 超过 90 亿 t，再加上通过控制毁林减少的CO 2 排放，两项合计约 100 亿 t。
我国政府也已将发展碳汇林业作为一项基本国策，自 2007 年以来颁布实施了一系列对其融资产生重大影响的政策文件，如《林业产业振兴规划（2010—2012 年）》《应对气候变化林业行动计划》和《2010 年中央一号文件》等，明确提出要增加林业建设资金，扩大林业信贷扶持政策，提高中央财政对属集体林的国家级公益林森林生态效益补偿标准等。
国内首家以增汇减排、应对气候变化为目的的全国性公募基金会——中国绿色碳汇基金会，从 2010年7月成立到 2012 年底，累计募集来自企业、社会团体和个人志愿资金约 3 亿元，完成8000ha 的碳汇造林建设任务。
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森林碳汇要占用大量土地，也会耗用一定量的水资源，而我国人地矛盾突出，煤炭资源与水资源逆向分布，因此碳汇产业也有可能受到环境和生态条件的约束。
如果需要承担碳利用任务，现代煤化工项目可以考虑在项目周边直接建设碳汇林，或者到更适合林木生长、水资源和土地资源更加适宜的地区建设碳汇林。
2、二氧化碳驱油
CO 2 驱油主要是指将高纯度 CO 2 压注到一次采油（衰竭式开采）和二次采油（注水助采）后的油井，对残留地下的石油进行第三次开采。CO 2 驱油技术的应用一般可提高原油采收率8%~15%（地质储量），近年来随着技术进步，最高可达 30% 以上，延长油田生产寿命 15~20 年，并能有效实现 CO 2 大幅度减排。据美国《油气杂志》所做的年度调查统计数据表明，在当今全世界各类驱油技术中，CO 2 驱油是仅次于水驱的主要驱油技术之一（另外还有蒸汽热驱、烃混相驱、化学驱）。由于 CO 2 驱油需要大量的高浓度 CO 2 ，对于煤化工副产的CO 2 利用提供了非常有效的利用途径，大大提高了煤化工技术的经济效益和社会效益。
目前国外CO 2 驱油已成为一项比较成熟的技术，特别是美国，已成为该领域的领跑者。美国天然CO 2 气源丰富，通过管道将CO 2 直接输送到油田、用于驱油开采，每年用量约 2 000~3 000万t，约占美国CO 2 总消费量的 11%，，其中大部分来自天然气的采集。美国大平原气化厂煤制天然气项目的 CO 2 驱油应用是最成功的案例之一。该项目从 2000 年开始向加拿大 Weyburn 油田输送 CO 2 用以提高原油采收率。到 2005 年，用于驱油的 CO 2 总共达到770 万 t，油田增产原油约 1 800 万 t。
我国在 20 世纪 60 年代后期开始探索 CO 2 驱油技术，曾经在大庆、胜利、任丘、江苏等油田先后开展了 CO 2 驱油实验。由于我国天然的 CO 2 资源比较缺乏至今尚未发现较为大型的 CO 2 气藏，技术起步较晚。我国现有的 CO 2 驱油项目包括中石油吉林油田的CO2 工业分离与驱油项目、中石化胜利油田的燃烧后 CO 2 捕集与驱油项目、大庆油田 CO 2 驱油项目。2014 年，中石油和神华集团计划合作实施 10 万 t/a 先导性 CCUS 试验项目和 100 万 t/a 规模化示范项目，并完成商业模式和相关政策研究，力争通过 20 年的努力，将 CCUS 一体化技术做大、做强，并加以商业化推广，使之形成重要的战略新兴产业。该方案在鄂尔多斯盆地开展 CCUS 试验示范，将煤化工产生的高浓度 CO 2 捕集利用，通过注入低渗透难开采的油藏实现驱油增产。现代煤化工项目可以根据项目周边地质条件，适度参与开展 CO 2 驱油工程试验和示范。
结束语
面对现实，现代煤化工的发展要从自身入手，通过优化工艺、优化设备、优化系统配置、优化管理等措施，尽可能提高能源利用效率，减少二氧化碳排放，并做好对集中的二氧化碳排放源进行充分利用的准备。
参考文献
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论文作者:李帛润
论文发表刊物:《防护工程》2017年第33期
论文发表时间:2018/3/23
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