引言
化工行业是我国国民经济的基础和重要支柱产业,同时也是二氧化碳等温室气体排放的主要行业。化工企业减少温室气体排放,对于落实“双碳”战略、实现高质量发展具有重要意义。基于此,本文开展碳排放建模与减排路径研究,为化工行业碳达峰、碳中和提供参考。
一、石油化工污染问题
调查显示,在环境污染中,石油化工污染占到了一半以上。石油化工起步阶段,污水、污染物所占比例较大,污染物质并不多,且污染面积也不大,所以人们对其的关注度并不高。到了发展中期,随着产业规模不断扩大,其不论是污染数量,还是危害程度均显著增大,有机污染物不断涌现,这无疑是增加了治理难度。接下来,相比于中期,目前石油化工污染量已经超过了6倍,整个生态环境形势也非常严峻,已严重影响到了人类的正常生存与生活。随着这部分物质排放到大气中,在严重污染水、土壤的同时,也引发了强烈的温室效应和酸雨等现象。对此,人们也逐渐把目光放到了环保和污染问题上,并开始重视石油化工污染问题。虽然我国早在1973年就开始着手治理石油化工污染,但受限于资金、技术等,因而并未取得较好效果。近年来,快速提高的经济水平、不断进步的科学技术,促使相关部门加大了治理污染投资规模,进而显著改善了石油化工污染。但同发达国家相比,我国在石油化工污染治理方面还是比较落后的,治理率不高,废水治理率连30%都未达到。基于此,石油化工如果想获得可持续发展,就一定要加强应用绿色技术。
二、碳中和目标下中国能源结构优化的近期策略
(一)健全政策支持体系
从长远角度看,化工环保技术不仅是推动化工产业可持续发展的关键技术,也是助力生态文明建设的重要一环,具有重要的经济效益与社会效益。因此,引导化工企业采用化工环保技术,就成为化工环保技术在绿色生产中应用的要点。然而,受各种因素的影响,不少化工企业在化工环保技术的应用中存在着惰性,未能切实发挥好化工环保技术的价值。因此,相关部门要从政策层面做好扶持工作,健全政策支持体系。比如,出台税收扶持政策、出台化工环保技术目录,对采用化工环保技术的化工企业予以一定幅度的税收减免。又如,出台财政扶持政策,以财政拨款的方式,设立专门的基金,用于化工企业生产技术的改造与升级。完善的政策体系能够有效提升化工企业应用化工环保技术的积极性。
(二)稳健发展清洁能源
风能、太阳能、氢能、生物质能、核能及水能等是清洁能源发展的主力军,建立低碳多元的能源供给体系,推动能源结构绿色低碳转型是实现碳中和的关键。其中,风能、太阳能、氢能技术的创新是未来构建现代能源体系的重要方向,生物质能、核能和水能的稳健有序应用是构建现代能源体系的有力支撑。风光发电是我国公认的未来可再生能源发电的重要方式。我国风机、光伏电池产量和装机规模位居世界第一,风电、光伏技术整体上处于国际先进水平。深远海域海上风电开发及超大型海上风机技术等的创新应用是未来风能、太阳能研发的重点。氢能是全球代表性经济体推动能源转型升级的重要选择,我国积极推动氢能产业发展,已初步掌握氢能制备、储运、加氢、燃料电池和系统集成等主要技术和生产工艺,在部分区域实现燃料电池汽车小规模示范应用,未来会持续加强基础研究、关键技术和颠覆性技术的创新,加快推进质子交换膜燃料电池技术的攻坚,打造制氢、储氢、输氢、用氢全链条的氢能利用体系。目前,国内外已经开始将氨作为氢的储运介质进行研究,以氨储氢、供氢、代氢是氢能发展的趋势之一。
(三)绿色催化技术在化工工程工艺中的应用
催化技术是加快化学反应速度的重要方式,在化工生产中的有效作用不可替代。传统化工工程中为了适度缩减成本投入,确保生产效益,在选择催化剂时,化工企业并不注重其质量与性能,致使所选催化剂难以满足化工工程需求,无法加快反应速度,甚至还会导致环境污染与资源严重浪费。但是绿色催化技术在即有技术上做了创新研发,奠定了强有力的理论支持,可切实提高催化剂利用率,从根本上消除化工生产污染,不但可以实现化工生产效率与质量提高,而且可以实现绿色环保生产目标,是经济效益与生态效益协调发展的重要载体。例如化工行业持续发展趋势下,研究领域也开始呈现出多元化发展趋势,从而为绿色催化技术发展提供了强大源动力,且固体催化剂在实际应用时由于其自身独特性,主要以固体形式出现,可避免废水废气排放,满足绿色可持续发展需求,得以普遍应用于化工生产中。
(四)节能降耗技术在化工工程工艺中的应用
节能降耗技术是绿色化工技术体系中最常见且最常用的一项技术。在化工工程工艺生产中,为了展示绿色化工技术显著优势,需将其切实融入整个生产流程中,在确保生产流程完善的同时,实现节能降耗技术的全面应用,以促使绿色节能工作目标的顺利完成。化工工程工艺生产时,工艺流程十分繁杂,涉猎设备相对较多,会造成严重的能源浪费,为了提升各个环节生产效率,确保生产效果,需持续优化生产流程,将节能降耗技术始终贯穿整个生产流程始终。例如化工生产中传统供热以单一装置完成,生产时会造成严重的热能消耗,引发能源浪费。对此,在满足化工工艺与热量要求的前提下,基于增加设备改变此问题,以实现节能降耗目标,或者以增加变频电机设备方式,就生产实际状况严格控制电动机使用,降低电能源消耗。
(五)建设完善综合智慧能源系统
在碳达峰碳中和的背景下,综合智慧能源系统具有广阔的发展前景。综合智慧能源系统通过能源生产技术(分布式冷热电联供技术、热泵技术、太阳能/风能/生物质能利用技术、氢能技术等)、能源输送技术(电力输送、热能输送、氢气输送等)、能源存储技术(储电技术、储热/冷技术、储气技术等)、能源消费技术(能效提升技术、低碳排放技术、用户侧互动技术等)、能源智慧化技术(物联网、大数据等)将化石能源和新能源有机结合,将“以化石能源为主”的传统能源结构转变为“以清洁能源为主,化石能源为辅”的新型能源结构,并且将“以集中式能源为主”的能源供应模式转变为“分布式与集中式并重”的能源供应模式。贴近客户、高效用能、低碳清洁、智能控制的综合智慧能源将是未来能源发展的核心方向,逐步完善建设综合智慧能源系统,可以实现能源供应的清洁化、能源利用的高效化、能源消费的电气化、能源服务的多元化及能源配置的智慧化。
结束语
两次工业革命极大地提升了人类改造、征服自然的能力,也导致了日益严峻的生态危机。改革开放以来,随着工业化、现代化水平的不断提升,我国生态破坏程度加剧,各类生态事件频发,生态保护到了刻不容缓的地步。化工环保技术的应用能够助力化工行业的绿色生产,对化工行业的发展以及环境治理均有重要意义,为绿色低碳循环发展营造了良好的条件。因此,要从健全政策支持体系、加大技术研发力度、加强化工行业监管、做好宣传教育工作四个维度加强对化工环保技术的应用,助力我国早日实现碳达峰、碳中和的目标。
参考文献
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