天然气、煤炭、石油燃烧的碳排放对比

　　中国的总碳排放量约为10,313,460千吨，是世界上碳排放量最高的国家，而世界总碳排放量约为34,041,046千吨。中国的人均碳排放量约为7.4吨，而世界人均碳排放量约为4.5吨。中国计划于2030年实现碳达峰，2060年实现碳中和。美国提出将在2050年实现“净零排放”。欧盟提交了《欧洲气候法》，旨在从法律层面确保欧洲到2050年成为首个“气候中性”大陆。

　　天然气、煤炭、石油燃烧的碳排放对比

　　据相关资料可得这些燃料的典型热值及产生的CO2：

　　天然气 8500千卡/m，每立方产生的CO2为1.885kg;

　　标准煤 7000千卡/kg，实际上陕北内蒙的典型发电用煤炭为5500千卡/kg，每公斤产生的CO2为2.620kg;

　　原油 9200千卡/kg，原油的碳含量按85%，每公斤产生的CO2为3.1kg。

　　以上三种燃料在各发同样10000千卡热量，需要的燃料量和碳排放量计算如下：

　　天然气 ：10000/8500=1.176 m，产生CO2的量，1.885*1.176=2.217kg;

　　原油 ：10000/9200=1.087kg，产生CO2的量，1.087*3.1=3.370 kg; (天然气比石油CO2排放减少(3.370-2.217)/3.37=34.2%;

　　标准煤：10000/5500=1.818kg, 产生CO2的量，1.818*2.62=4.763 kg。(天然气比石油CO2排放减少(4.763-2.217)/4.763=53.5%)

　　由以上数据可见，使用天然气，比石油要减排34%，约减排1/3。而比使用煤炭要减排53.5%，即减排一半以上!

　　所以要大力使用天然气资源，推广煤改气工程!能够大幅减少CO2的排放。

　　蓝焰高科燃气机热泵空调，燃烧一份天然气能够产生1.6份有用的热量或者冷量。多余出来的60%完全来自于我们热泵从周围环境的空气中吸收的热量。也就是说，热泵技术在产生同样10000千卡热量的情况下，能比简单使用天然气燃烧更要节省60%的碳排放!

　　其他产品折标准煤系数

　　1kg 10.0MPa级蒸汽 = 0.131429 kg标煤

　　1kg 3.5MPa级蒸汽 = 0.125714 kg标煤

　　1kg 1.0MPa级蒸汽 = 0.108571 kg标煤

　　1kg 0.3MPa级蒸汽 = 0.094286 kg标煤

　　1kg 小于0.3MPa级蒸汽 = 0.078571 kg标煤

　　1 吨新鲜水 = 0.2429 kg标煤

　　1 吨循环水 = 0.1429 kg标煤

　　1 吨软化水 = 0.3571 kg标煤

　　1 吨除盐水 = 3.2857 kg标煤

　　1 吨除氧水 =13.1429 kg标煤

　　1 吨凝汽式蒸汽轮机凝结水 = 5.2143 kg标煤

　　1 吨加热设备凝结水 = 10.9286 kg标煤

　　碳与二氧化碳的区别

　　二氧化碳(CO2)包含1个碳原子和2个氧原子，分子量为44(C原子量12、O原子量16)。二氧化碳在常温常压下是一种无色无味气体，空气中含有约0.03%(体积分数)的二氧化碳。碳是生物体(动物植物的组成物质)和矿物燃料(天然气，石油和煤)的主要组成部分。

　　1吨碳在氧气中完全然烧后能产生大约3.67(=44/12)吨二氧化碳。二氧化碳量(CO2)和碳排放量(C)之间是可以转换的，即减排1吨碳就相当于减排3.67吨二氧化碳。

　　中国煤化工行业碳减排的必要性

　　煤化工行业一直是煤炭产业链上的碳排放大户，在2015年约贡献了中国碳排放总量的10%。由于资源禀赋，相比其他国家，中国的化工行业更多使用高碳排放的煤炭作为原料。以合成氨和甲醇为例，天然气是大多数国家合成氨和甲醇的主要原料，而在中国约80%的合成氨和甲醇是由煤炭制成(图1)，这就导致中国煤化工行业的碳强度高于其他国家。煤制氢1公斤(合成氨和甲醇原料气)会排放约11公斤的二氧化碳，如果是天然气制氢，碳排放将减少一半。根据麦肯锡内部分析，为达到1.5摄氏度温控目标，化工行业需要在2050年之前将碳排放量降低90%以上。

　　近年来，传统煤炭企业向煤化工转型，中国煤化工产业规模稳步增长。因为中国特色的能源结构以及经济考量，煤炭在化工领域短期内很难被完全取代，所以煤炭清洁高效利用就成了重中之重。煤化工行业要实现高碳能源的低碳化利用，优化并减少下游产品需求，降低能耗煤耗，提高能源电气化水平，发展洁净能源技术，抢占低碳技术战略制高点，以科技进步推动工业结构全面转型升级。

　　中国煤化工行业碳减排路径

　　在煤化工行业，我们重点分析了煤耗最多的两个产品——合成氨和甲醇，这两个产品占到2019年煤化工行业煤耗的一半以上。合成氨和甲醇的碳排放来自于煤气制氢过程中的副产二氧化碳和燃煤燃烧，根据我们的计算，1吨合成氨在全生命周期排放约4.9吨二氧化碳，1吨甲醇约产生4.4吨二氧化碳。

　　针对合成氨碳减排，终端需求下降是最大抓手，预计最高可贡献40%的二氧化碳减排;在供给侧减排抓手中，生产能效提高(包括通过工艺和运营优化减少碳排放)贡献约15%，燃煤电气化贡献约30%，剩下5%-10%的碳减排缺口则需要通过碳捕集利用与封存(CCUS)以及绿氢等新兴技术来解决(见图3)。

　　甲醇的碳减排抓手与合成氨相似，能效提高和燃煤电气化可分别将碳排放量降低15%和20%。但因为在建筑、化工上的广泛使用，甲醇终端需求在未来30年预计会持续增长，所以更大的碳减排缺口仍需要新兴技术解决。我们预计在2050年，80%以上的甲醇生产需要使用CCUS或绿氢，才能实现1.5摄氏度温控路径下甲醇行业全面碳减排的要求。