煤化工碳排放指的是什么

　　碳排放是指煤炭、石油、天然气等化石能源燃烧活动和工业生产过程以及土地利用变化与林业等活动产生的温室气体排放，也包括因使用外购的电力和热力等所导致的温室气体排放。碳排放主要与温室气体有关，温室气体是指大气中吸收和重新放出红外辐射的自然和人为的气态成分，包括二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)、氢氟碳化物(HFCs)、全氟化碳(PFCs)、六氟化硫(SF6)和三氟化氮(NF3)。

　　现代煤化工低碳发展路径分析

　　1.工艺排放减排路径

　　通过上述分析，找到了煤化工碳排放的主要来源。其中，工艺碳排放强度高的主要原因是由于煤炭中的碳多、氢少，用煤炭制备的合成气中，碳多、氧多、氢少，而生产的产品中(如乙烯、丙烯等)的碳少氢多，所以必须用水来补充氢，而目前煤化工的方法是用一氧化碳与水反应生产氢，就必然副产大量二氧化碳。所以，降低碳排放强度路径可以有2条:一是降低产品的氢碳比，也就是生产含碳多，或者碳和氧多、而氢少的产品;另一条则是通过别的途径来补充氢，而不用一氧化碳和水反应。

　　2.改善产品结构，增加含氧化合物和碳纤维等产品

　　与石油化工相比，煤化工更适合生产含氧化合物。煤化工主要通过将煤转化成合成气从而进一步生产各类产品，合成气(一氧化碳和氢气)有碳、氧和氢3种元素，更加适合生产甲醇、乙醇、乙二醇、可降解塑料等含氧化合物，流程短、成本低，且可以通过充分利用各元素，降低项目的碳排放强度。煤直接液化制油生产过程中，还副产大量沥青产品，煤液化沥青高温融变性好，硫含量低，是碳素行业理想的原料，可以向下游高端碳纤维材料发展，减少煤制燃料的量，降低碳排放。

　　3.与新能源制氢耦合，减少工艺过程产生的碳

　　作为氢能产业链中的关键技术，“电解水制氢”在政策扶持下取得较大进步，其中以“绿电”水解制氢作为一种近零碳排放的制氢方式，被行业寄予厚望。当前电解水制氢的成本中电费成本占比高达80%左右，如以0.3元/kWh电费计取，制氢成本约为22元/kg，约为以煤价300元/t测算的煤制氢成本的3倍。

　　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(图一)，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。

　　现代煤化工产业发展现状

　　现代煤化工主要包括煤制烯烃、煤制乙二醇、煤制芳烃等煤制化学品和煤制油、煤制天然气等新型煤基清洁能源。相对传统煤化工，现代煤化工具有装置规模大、技术含量高、能耗低、环境友好、产品市场潜力大等特点，对于发挥我国主体能源优势，保障国家能源供应安全，具有积极意义，未来具有较大的发展潜力。

　　“十三五”以来，我国现代煤化工无论是在产业发展、基地建设，还是在技术创新等方面均取得显著成绩，并继续保持国际领先地位，为实施我国石化原料多元化战略及提升国家能源战略安全保障能力提供了重要支撑。由于近年煤制甲醇发展较快，产业规模大，先进技术和大型化装置规模占比高，笔者将煤制甲醇也一并纳入现代煤化工产业进行研究。