来源:《中国石油和化工产业观察》杂志
2022年2月15日,国家发展改革委官网发布《高耗能行业重点领域节能降碳改造升级实施指南(2022年版)》。要求在《高耗能行业重点领域能效标杆水平和基准水平(2021年版)》基础上,加快石化、化工、建材、钢铁、有色等17个重点子行业绿色低碳转型。
我国石化行业规模大,产业链长,能源消费量和碳排放量位居各行业前列。炼油、乙烯、现代煤化工、电石、对二甲苯、合成氨、烧碱、纯碱、磷铵、黄磷、焦化等子行业是石化行业节能降碳的重点领域。在《高耗能行业重点领域能效标杆水平和基准水平(2021年版)》基础上,《高耗能行业重点领域节能降碳改造升级实施指南(2022年版)》对上述子行业的节能降碳改造升级、前沿技术开发应用、成熟技术装备工艺普及等方面,提出了新的具体工作方向和技术选择的参考建议,并要求到2025年,二甲苯、现代煤化工、合成氨、电石、烧碱、纯碱、黄磷、焦化8个化工子行业能效基准水平以下产能基本清零。
1.炼油
根据2021版,炼油能效标杆水平为7.5千克标准油/(吨·能量因数)、基准水平为8.5千克标准油/(吨·能量因数)。截至2020年底,我国炼油行业能效优于标杆水平的产能约占25%,能效低于基准水平的产能约占20%。
而根据《高耗能行业重点领域节能降碳改造升级实施指南(2022年版)》,炼油行业,要采用装置能量综合优化和热集成方式,减少低温热产生,优化能量系统。要加强装置间物料直供,推进炼厂氢气网络系统集成优化。
要依法依规淘汰200万吨/年及以下常减压装置、采用明火高温加热方式生产油品的釜式蒸馏装置等。对能效水平在基准值以下,且无法通过改造升级达到基准值以上的炼油产能,按照等量或减量置换的要求,通过上优汰劣、上大压小等方式加快退出。
具体目标:到2025年,炼油领域能效标杆水平以上产能比例达到30%,能效基准水平以下产能加快退出,行业节能降碳效果显著,绿色低碳发展能力大幅提高。
2.乙烯
根据2021年版,乙烯能效标杆水平为590千克标准油/吨、基准水平为640千克标准油/吨。截至2020年底,我国蒸汽裂解制乙烯能效优于标杆水平的产能约占20%,能效低于基准水平的产能约占总产能30%。
而根据《高耗能行业重点领域节能降碳改造升级实施指南(2022年版)》的要求,要推动原油直接裂解技术、电裂解炉技术开发应用。加强装备电气化与绿色能源耦合利用技术应用。
要采用先进优化控制技术,推进优化装置换热网络,提高装置整体换热效率。采用急冷油塔中间回流技术,回收急冷油塔的中间热量。采用炉管强化传热技术,提高热效率。增设空气预热器,利用乙烯等装置余热预热助燃空气,减少燃料消耗,合理回收烟道气、急冷水、蒸汽凝液等热源热量。采用低温乙烷、丙烷、液化天然气冷能利用技术,降低装置能耗。
要优化调整原料。采用低碳、轻质、优质裂解原料,提高乙烯产品收率,降低能耗和碳排放强度。推动区域优质裂解原料资源集约集聚和优化利用,提高资源利用效率。
要加快30万吨/年以下乙烯装置淘汰退出。对能效水平在基准值以下,且无法通过节能改造达到基准值以上的乙烯装置,加快淘汰退出。
具体目标:到2025年,乙烯行业规模化水平大幅提升,原料结构轻质化、低碳化、优质化趋势更加明显,乙烯行业标杆产能比例达到30%以上,能效基准水平以下产能有序开展改造提升,行业节能降碳效果显著,绿色低碳发展能力大幅提高。
3.现代煤化工
根据2021年版,以褐煤为原料的煤制甲醇能效标杆水平为1550千克标准煤/吨,基准水平为2000千克标准煤/吨;以烟煤为原料的煤制甲醇能效标杆水平为1400千克标准煤/吨,基准水平为1800千克标准煤/吨;以无烟煤为原料的煤制甲醇能效标杆水平为1250千克标煤/吨,基准水平为1600千克标煤/吨。煤制烯烃(MTO路线)能效标杆水平为2800千克标煤/吨,基准水平为3300千克标煤/吨。煤制乙二醇能效标杆水平为1000千克标煤/吨,基准水平为1350千克标煤/吨。截至2020年底,我国煤制甲醇行业能效优于标杆水平的产能约占15%,能效低于基准水平的产能约占25%。煤制烯烃行业能效优于标杆水平的产能约占48%,且全部产能高于基准水平。煤制乙二醇行业能效优于标杆水平的产能约占20%,能效低于基准水平的产能约占40%。
而根据《高耗能行业重点领域节能降碳改造升级实施指南(2022年版)》的要求,要严格执行节能、环保、质量、安全技术等相关法律法规和《产业结构调整指导目录》等政策,对能效水平在基准值以下,且无法通过节能改造达到基准值以上的煤化工产能,加快淘汰退出。
具体目标:到2025年,煤制甲醇、煤制烯烃、煤制乙二醇行业达到能效标杆水平以上产能比例分别达到30%、50%、30%,基准水平以下产能基本清零,行业节能降碳效果显著,绿色低碳发展能力大幅提高。
4.电石
根据2021年版,电石能效标杆水平为805千克标准煤/吨、基准水平为940千克标准煤/吨。截至2020年底,我国电石行业能效优于标杆水平的产能约占25%。
而根据《高耗能行业重点领域节能降碳改造升级实施指南(2022年版)》的要求,要推广先进余热回收技术,使用热管技术回收电石炉气余热用于发电。回收利用石灰窑废气余热作为炭材烘干装置热源,回收电石炉净化灰作为炭材烘干装置补充燃料,提高余热利用水平。要淘汰内燃式电石炉,引导长期停产的无效电石产能主动退出。对能效水平在基准值以下,且无法通过节能改造达到基准值以上的生产装置,加快淘汰退出。
具体目标:到2025年,电石领域能效标杆水平以上产能比例达到30%,能效基准水平以下产能基本清零,行业节能降碳效果显著,绿色低碳发展能力大幅增强。
5.对二甲苯
根据2021年版,对二甲苯能效标杆水平为380千克标准油/吨、基准水平为550千克标准油/吨。截至2020年底,我国对二甲苯能效优于标杆水平的产能约占23%,能效低于基准水平的产能约占18%。
而根据《高耗能行业重点领域节能降碳改造升级实施指南(2022年版)》的要求,对二甲苯行业要严格执行节能、环保、质量、安全技术等相关法律法规和《产业结构调整指导目录》等政策,加快推动单系列60万吨/年以下规模对二甲苯装置淘汰退出。对能效水平在基准值以下,且无法通过节能改造达到基准值以上的对二甲苯装置,加快淘汰退出。
具体目标:到2025年,对二甲苯行业装置规模化水平明显提升,能效标杆水平以上产能比例达到50%,能效基准水平以下产能基本清零,行业节能降碳效果显著,绿色低碳发展能力大幅提高。
6.合成氨
根据2021年版,以优质无烟块煤为原料的合成氨能效标杆水平为1100千克标准煤/吨,基准水平为1350千克标准煤/吨;以非优质无烟块煤、型煤为原料的合成氨能效标杆水平为1200千克标准煤/吨,基准水平为1520千克标准煤/吨;以粉煤为原料的合成氨能效标杆水平为1350千克标煤/吨,基准水平为1550千克标煤/吨;以天然气为原料的合成氨能效标杆水平为1000千克标煤/吨,基准水平为1200千克标煤/吨。截至2020年底,我国合成氨行业能效优于标杆水平的产能约占7%,能效低于基准水平的产能约占19%。
而《高耗能行业重点领域节能降碳改造升级实施指南(2022年版)》要求是,要优化气化炉设计,增设高温煤气余热废热锅炉副产蒸汽系统。优化二氧化碳气提尿素工艺设计,增设中压系统。在满足工艺装置要求的前提下,根据工艺余热品位不同,分别用于副产蒸汽、加热锅炉给水或预热脱盐水和补充水、有机朗肯循环发电,实现能量供需和品位相匹配。要加快淘汰高温煤气洗涤水在开式冷却塔中与空气直接接触冷却工艺技术,大幅减少含酚氰氨大气污染物排放。
具体目标:到2025年,合成氨行业能效标杆水平以上产能比例达到15%,能效基准水平以下产能基本清零,行业节能降碳效果显著,绿色低碳发展能力大幅增强。
7.烧碱
根据2021年版,离子膜法液碱(≥30%)能效标杆水平为315千克标准煤/吨,基准水平为350千克标准煤/吨;离子膜法液碱(≥45%)能效标杆水平为420千克标准煤/吨,基准水平为470千克标准煤/吨;离子膜法固碱(≥98%)能效标杆水平为620千克标准煤/吨,基准水平为685千克标准煤/吨。截至2020年底,我国烧碱行业能效优于标杆水平的产能约占15%,能效低于基准水平的产能约占25%。
而根据《高耗能行业重点领域节能降碳改造升级实施指南(2022年版)》的要求,要加强储氢燃料电池发电集成装置研发和应用,探索氯碱—氢能—绿电自用新模式。加强烧碱蒸发和固碱加工先进技术研发应用。开展氯化氢合成炉升级改造,提高氯化氢合成余热利用水平。
具体目标:到2025年,烧碱领域能效标杆水平以上产能比例达到40%,能效基准水平以下产能基本清零,行业节能降碳效果显著,绿色低碳发展能力大幅增强。
8.纯碱
根据2021年版,氨碱法(轻质)纯碱能效标杆水平为320千克标准煤/吨,基准水平为370千克标准煤/吨;联碱法(轻质)纯碱能效标杆水平为160千克标准煤/吨,基准水平为245千克标准煤/吨;氨碱法(重质)纯碱能效标杆水平为390千克标准煤/吨,基准水平为420千克标准煤/吨;联碱法(重质)纯碱能效标杆水平为210千克标准煤/吨,基准水平为295千克标准煤/吨。截至2020年底,我国纯碱行业能效优于标杆水平的产能约占36%,能效低于基准水平的产能约占10%。
而根据《高耗能行业重点领域节能降碳改造升级实施指南(2022年版)》的要求,要采用煅烧炉气余热、蒸汽冷凝水余热利用等节能技术进行改造。推动具备条件的联碱企业采用副产蒸汽的大型水煤浆气化炉进行改造,副产蒸汽用于纯碱生产。
具体目标:到2025年,纯碱领域能效标杆水平以上产能比例达到50%,基准水平以下产能基本清零。
9.磷铵
根据2021年版,采用传统法(粒状)的磷酸一铵能效标杆水平为255千克标准煤/吨,基准水平为275千克标准煤/吨;采用传统法(粉状)的磷酸一铵能效标杆水平为240千克标准煤/吨,基准水平为260千克标准煤/吨;采用料浆法(粒状)的磷酸一铵能效标杆水平为170千克标准煤/吨,基准水平为190千克标准煤/吨;采用料浆法(粉状)磷酸一铵能效标杆水平为165千克标准煤/吨,基准水平为185千克标准煤/吨;采用传统法(粒状)的磷酸二铵能效标杆水平为250千克标准煤/吨,基准水平为275千克标准煤/吨;采用料浆法(粒状)的磷酸二铵能效标杆水平为185千克标准煤/吨,基准水平为200千克标准煤/吨。截至2020年底,我国磷铵行业能效优于标杆水平的产能约占20%,能效低于基准水平的产能约占55%。
而《高耗能行业重点领域节能降碳改造升级实施指南(2022年版)》又提出了新要求:要提升磷酸选矿、萃取、过滤工艺水平,强化过程控制,优化工艺流程和设备配置,降低磷铵单位产品能耗。采用磷铵料浆三效蒸发浓缩工艺改造现有两效蒸发浓缩工艺,提高磷酸浓缩、磷铵料浆浓缩效率,降低蒸汽消耗。采用能源回收技术,建设低温位热能回收装置,余热用于副产蒸汽、加热锅炉给水或预热脱盐水和补充水、有机朗肯循环发电。
具体目标:到2025年,本领域能效标杆水平以上产能比例达到30%,能效基准水平以下产能低于30%,行业节能降碳效果显著,绿色低碳发展能力大幅增强。
10.黄磷
根据2021年版,黄磷能效标杆水平为2300千克标准煤/吨,基准水平2800千克标准煤/吨。截至2020年底,我国黄磷行业能效优于标杆水平的产能约占25%,能效低于基准水平的产能约占30%。
而《高耗能行业重点领域节能降碳改造升级实施指南(2022年版)》的新要求是,推动磷化工制黄磷与煤气化耦合创新,对还原反应炉、燃烧器等关键技术装备进行工业化验证,提高中低品位磷矿资源利用率,通过磷-煤联产加快产业创新升级。磷炉尾气用于原料干燥与泥磷回收,回收尾气燃烧热用于产生蒸汽及发电。
具体目标:到2025年,黄磷领域能效标杆水平以上产能比例达到30%,能效基准水平以下产能基本清零,行业节能降碳效果显著,绿色低碳发展能力大幅增强。
11.焦化
根据2021年版,顶装焦炉工序能效标杆水平为110千克标准煤/吨、基准水平为135千克标准煤/吨;捣固焦炉工序能效标杆水平为110千克标准煤/吨、基准水平为140千克标准煤/吨。截至2020年底,焦化行业能效优于标杆水平的产能约占2%,能效低于基准水平的产能约占40%。
而根据《高耗能行业重点领域节能降碳改造升级实施指南(2022年版)》的要求,要发挥焦炉煤气富氢特性,有序推进氢能发展利用,研究开展焦炉煤气重整直接还原炼铁工程示范应用,实现与现代煤化工、冶金、石化等行业的深度产业融合,减少终端排放,促进全产业链节能降碳。进一步加大余热余能的回收利用,推广应用干熄焦、上升管余热回收、循环氨水及初冷器余热回收、烟道气余热回收等先进适用技术,研究焦化系统多余热耦合优化。研究开发焦化工艺流程信息化、智能化技术,建立智能配煤系统,完善能源管控体系,建设能源管控中心,加大自动化、信息化、智能化管控技术在生产组织、能源管理、经营管理中的应用,优化能量系统。
具体目标:到2025年,焦化行业能效标杆水平以上产能比例超过30%,能效基准水平以下产能基本清零。