煤化工行业的碳中和践行之道

据国际能源署（IEA）测算，自工业化时代以来，煤炭一直是“全球气温上升的最大单一来源”。放眼世界，中国拥有世界上最大的煤化工产量，其“富煤、贫油、低气”的资源禀赋决定了中国以煤为主的能源结构短期内不会发生变化。 “双碳”背景下如何提高能源利用效率，降低资源消耗和污染排放，实现智能化、绿色、高效发展，在很大程度上决定着煤化工企业未来的发展。

本文发表于PROCESS《流程工业》2021年第13期

《煤化工行业碳中和实践》

Text/Hu Jing

经历了煤化工行业20年的风风雨雨，从传统的煤化工到更加注重清洁能源利用的现代煤化工，探讨这一重要行业的碳中和过程和方法论，对我国碳中和实践具有重要参考意义。整个工业领域。价值。

时代愿景：活性炭减排为王

根据碳中和公式“碳排放-植物碳汇-人工碳汇=0”，可以通过技术创新从生产源头减少碳排放，也可以采用CCUS（碳捕获、应用和封存）技术进行人工碳汇。在中国，碳中和绿色低碳技术体系尚不成熟，CCUS技术成本高，尚处于产业示范阶段。展望未来，随着时间的推移，碳排放权将越来越稀缺，碳税的价格也将逐年上涨。碳减排技术进展较慢的企业，很可能面临被时代淘汰的命运。企业要在原地等待前辈铺好“捷径”再出发。显然，这已经不再可行了。

当然，虽然可以选择购买碳抵消，但根据中泰证券和施耐德电气发布的《碳中和与可持续发展高管洞察》白皮书，只有9%的企业表示会购买碳抵消来实现碳中和。而且，这也意味着被动购买往往是绝望的公司的无奈之举。相比之下，建立可持续能源管理体系、追踪排放源、挖掘流程优化潜力、寻求绿色智能制造转型是大多数企业应对碳中和挑战的首选，也是企业生存之王。公司未来的长远发展。

溯源，挖掘绿氢潜力

要解决煤化工行业的碳中和问题，首先要了解碳主要排放在哪里。与石油化工类似，煤化工生产中的碳排放可分为能源相关排放和工业过程排放。未来随着可再生能源替代的推进，与能源相关的排放将大大减少，过程排放可能成为决定产品碳排放压力的核心因素。对于煤化工企业来说，这些碳排放大部分来自制氢过程。

氢作为重要的生产原料和战略性清洁能源，在煤化工中发挥着重要作用。例如，煤化工对氨和甲醇的氢气需求分别占全球氢气需求总量的27%和10%；从供给端，据统计，煤制氢凭借低廉的优势，在我国处于制氢领域。比例高达62%。然而，煤制氢行业生产1吨H2将排放11吨CO2，与“碳中和”减排需求背道而驰。因此，可以预见，未来大型炼油和煤化工企业将迫切需要更换新的制氢路径。

除了煤制氢生产，目前我国西部煤化工企业的甲醇和聚烯烃产能也占有巨大的市场份额。煤制烯烃反应过程中的碳排放主要来自煤制甲醇（MTO）中的合成气变换反应。对此，煤化工企业可以利用西部地区光伏发电的独特优势，通过补充电解水产生的氢气，调整进料比，同时解决当地可再生能源消耗问题，它还可以大大减少原煤的使用，从而减少煤炭消耗和碳排放，可以说是一举多得。

通过绿色氢（可再生能源制氢）替代灰氢和黑氢，现代煤化工未来将继续保持在烯烃行业的竞争力。这是碳中和政策下煤化工企业减碳转型的绝佳范例，也是宝丰能源等国内领先煤化工企业正在进行的一次产业变革。此外，这种追查碳排放源、逐步开展绿色能源替代、因地制宜的“问题解决模式”，对炼化等大型工业企业具有重要的指导意义。

破局：绿色与智能制造的“双转型”

除了能源结构和生产技术的提升，施耐德电气的《绿色智能制造产业洞察——煤化工》白皮书中提到，在信息技术发生重大变革和发展的时代，要更好地支持企业低碳。转型为行业高质量发展保驾护航，企业无疑需要提升自身的数字化、网络化、智能化运营水平，提高能源资源利用率和能源安全稳定水平。

煤化工经历了自动化、数字化的进程，正在向智能化转型。在标杆煤化工厂，采用高效、规范的方法，将企业运维、智能装备生产线、智能专业应用等各类数据聚合成数据仓库，进行实时分析和价值挖掘。为决策提供支持，实现所有生产过程的先进控制和在线实时优化，确保生产过程“稳定长效”，从产品全生命周期的角度全方位打造绿色规划、设计、建设、部署和运维煤化工智能工厂。

煤化工绿色智能制造愿景（来源：施耐德电气《绿色智能制造行业洞察-煤化工》）

三宁化工是传统煤化工企业迈向智能、绿色、安全、可持续的智能工厂的行业典范。施耐德电气帮助三宁化工成功实现数字化交付，将四维一体化数字化技术应用于各种生产经营场景。在中压、低压配电及生产设备中，无论是变频控制系统还是安全仪表系统，通过统一的数据采集软件和工业数据库平台，实现了能源与工业自动化的对接，云、边、端的连接。 ，企业全生命周期的开放和集团层面综合管控的开放，体现了施耐德电气引领工业企业数字化转型的先进理念。

数字化：首选的减碳工具

施耐德电气近日发布了《打造未来碳与黄金竞争力：中国工业企业碳中和之路》白皮书，为工业企业实现“双碳”目标提供了切实可行的方法论。施耐德电气指出，清洁化、电气化、数字化、标准化是实现“双碳”目标的四大技术路径，数字化将成为企业实现碳中和的主要武器。根据施耐德电气商业价值研究院对 21 个行业、100 多家企业的碳中和问题的研究和调查，超过 80% 的企业将在碳治理中使用数字技术。施耐德电气为此提出了一个平衡的公司。数字化转型与可持续发展的方法论：碳金矩阵。

施耐德电气碳金矩阵（来源：施耐德电气《打造未来碳金竞争力：中国工业企业碳中和之路》白皮书）

碳金矩阵包括“可持续发展”和“数字化转型”两个维度，每个维度都配备了需要使用的组合工具库。在数字化转型维度，以数字化、智能化为目标，综合考虑业务发展和碳减排任务，通过规划先行的管理咨询引导数字化，然后逐步推进、持续优化。在可持续发展维度，以低碳化为目标，通过“战略规划”、“管理提升”、“实施优化”三步推进绿色制造。

施耐德电气认为，企业“双碳”目标的实现，不是单纯的投资，没有经济效益。基于“双碳”的企业核心竞争力在未来将成为巨大的差异化价值，创造更大的经济效益。 .施耐德电气通过战略规划、系统设计、执行优化、绩效论证四个可持续发展步骤，推动工业企业实施切实可行的低碳行动。其中，无论是碳排放追踪、成本优化、风险预测，还是能源优化，都可以建立在一个框架体系下，实现工业企业面向未来的可持续发展战略。

毫无疑问，利用数字化手段优化产业结构，加快传统产业绿色低碳转型，促进低碳工业能耗，提升电气化水平实现深度脱碳，促进一体化数字化、智能化、绿色化发展。是行业迎接碳中和挑战，打造自身优势，一举收获时代红利的最佳选择。煤化工企业一直在这场没有火药的“智能绿色革命”中摸索前行。相信在更多像施耐德电气这样的企业的共同努力下，国内煤化工企业也将取得更大的进步，为实现“双”“碳”的目标贡献行业力量。

更多碳中和内容，可关注施耐德电气《碳中和与可持续发展高管洞察》、《绿色智能制造行业洞察-煤化工》、《打造未来碳与黄金竞争力：中国工业企业的实现之路》到碳中和”白皮书。