化工进展 ›› 2022, Vol. 41 ›› Issue (3): 1399-1408.DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2021-2314
收稿日期:
2021-11-11
修回日期:
2021-12-06
出版日期:
2022-03-23
发布日期:
2022-03-28
通讯作者:
相宏伟
作者简介:
相宏伟(1964—),男,博士,研究员,研究方向为煤制油催化剂及其反应工程。E-mail:基金资助:
XIANG Hongwei1,2(), YANG Yong1,2, LI Yongwang1,2
Received:
2021-11-11
Revised:
2021-12-06
Online:
2022-03-23
Published:
2022-03-28
Contact:
XIANG Hongwei
摘要:
碳中和目标的达成将对我国煤化工产业的发展产生深刻的影响。本文分析了煤炭消费与煤化工的CO2排放情况及煤化工在国家经济中的作用,指出碳减排技术与煤化工工艺耦合是实现煤化工碳减排与可持续发展的关键,现实地选择优化产业结构与提高能量利用效率的措施可明显但有限地降低CO2排放量,认为要实现煤化工亿吨级规模的碳减排必须采用绿电绿氢、碳捕获与封存/碳捕获利用与封存(CCS/CCUS和CO2)资源化利用技术。文中评述了近年来绿电绿氢、CCS/CCUS和CO2资源化利用技术应用的主要进展,指出2030年碳达峰前这些碳减排技术将处于关键的示范考验期,能否成熟可靠将决定之后的煤化工发展走向,同时预测氢冶金与绿氨合成示范技术的推广应用将可能导致煤化工产业格局的重大变化。最后基于空气直接捕集CO2技术与光电催化CO2转化或模拟光合反应的研究进展,设想了未来可能呈现的零碳化工体系。
中图分类号:
相宏伟, 杨勇, 李永旺. 碳中和目标下的煤化工变革与发展[J]. 化工进展, 2022, 41(3): 1399-1408.
XIANG Hongwei, YANG Yong, LI Yongwang. Transformation and development of coal chemical industry under the goal of carbon neutralization[J]. Chemical Industry and Engineering Progress, 2022, 41(3): 1399-1408.
年份 /年 | 一次能源 消费总量 /亿tce | 能源相关的CO2排放总量 /亿吨 | 煤炭 消费量 /亿tce | 煤在一次 能源消费中 占比/% | 用煤排放 的CO2量①/亿吨 |
---|---|---|---|---|---|
2020 | 49.80 | 98.94 | 28.28 | 56.80 | 73.50 |
2030 | 59 | 108~116 | 26 | 约45 | 68 |
2040 | 55 | 约86 | 19 | 约35 | 49 |
2050 | 52 | 约55 | 10 | 约20 | 26 |
2060 | 47 | 约20 | 3 | 约5 | 7 |
表1 碳中和目标下中国能源与煤炭消费量及CO2排放量预测
年份 /年 | 一次能源 消费总量 /亿tce | 能源相关的CO2排放总量 /亿吨 | 煤炭 消费量 /亿tce | 煤在一次 能源消费中 占比/% | 用煤排放 的CO2量①/亿吨 |
---|---|---|---|---|---|
2020 | 49.80 | 98.94 | 28.28 | 56.80 | 73.50 |
2030 | 59 | 108~116 | 26 | 约45 | 68 |
2040 | 55 | 约86 | 19 | 约35 | 49 |
2050 | 52 | 约55 | 10 | 约20 | 26 |
2060 | 47 | 约20 | 3 | 约5 | 7 |
项目 | 能源与化工产品 | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
石油 | 天然气 | 聚乙烯/聚丙烯 | 乙二醇 | 甲醇 | 合成氨 | 焦炭 | 电石 | |
产量/万吨 | 19500 | 1888① | 1970/2581 | 970 | 6357 | 4954 | 47100 | 2758 |
消费总量 /万吨 | 73600 | 3253① | 3830/3147 | 2019 | — | — | — | — |
对外依存度 /% | 73.5 | 43.1 | 48.0/20.5 | 52.3 | 产能过剩 | 产能过剩 | 产能过剩 | 产能过剩 |
项目 | 煤化工产品 | |||||||
煤制油 | 煤制天然气 | 煤制烯烃 | 煤制乙二醇 | 煤制甲醇 | 煤制合成氨 | 焦炭 | 电石 | |
产量/万吨 | 921 | 51① | 1362 | 478 | 约4500 | 3651 | 47100 | 2758 |
用途与作用 | 液体燃料、溶剂油、润滑油、费托蜡等 | 民用与工业燃气等 | 生产塑料、 日用品等 | 聚酯、 纤维等 | 精细化工、甲醇汽油、煤制烯原料等 | 生产尿素、复合肥、硝铵等 | 用于钢铁冶金等 | 生产PVC、BDO、精细化学品等 |
表2 2020年中国能源与化工产品生产消费情况及在国家经济中的作用
项目 | 能源与化工产品 | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
石油 | 天然气 | 聚乙烯/聚丙烯 | 乙二醇 | 甲醇 | 合成氨 | 焦炭 | 电石 | |
产量/万吨 | 19500 | 1888① | 1970/2581 | 970 | 6357 | 4954 | 47100 | 2758 |
消费总量 /万吨 | 73600 | 3253① | 3830/3147 | 2019 | — | — | — | — |
对外依存度 /% | 73.5 | 43.1 | 48.0/20.5 | 52.3 | 产能过剩 | 产能过剩 | 产能过剩 | 产能过剩 |
项目 | 煤化工产品 | |||||||
煤制油 | 煤制天然气 | 煤制烯烃 | 煤制乙二醇 | 煤制甲醇 | 煤制合成氨 | 焦炭 | 电石 | |
产量/万吨 | 921 | 51① | 1362 | 478 | 约4500 | 3651 | 47100 | 2758 |
用途与作用 | 液体燃料、溶剂油、润滑油、费托蜡等 | 民用与工业燃气等 | 生产塑料、 日用品等 | 聚酯、 纤维等 | 精细化工、甲醇汽油、煤制烯原料等 | 生产尿素、复合肥、硝铵等 | 用于钢铁冶金等 | 生产PVC、BDO、精细化学品等 |
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The world’s first thorium-based molten salt reactor of fourth generation nuclear power technology will be tested in Gansu:less water consumption and safer[EB/OL]. 2021-09-14,. | |
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