李君，趙玉冰，賈琳，陳慶俊，李燕雪，閆珺
《化學(xué)工業(yè)》專家觀點：
石化和化工行業(yè)是指以石油、天然氣、煤炭、化學(xué)礦和生物質(zhì)等為原料進(jìn)行化學(xué)加工的產(chǎn)業(yè)，既是能源消費過程，也涉及能源轉(zhuǎn)換過程。石化和化工項目生產(chǎn)過程除了需要大量的化石能源作為原料，還需要大量電力以及蒸汽，且電力需求和蒸汽需求均較大。據(jù)國家能源局統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2018年我國石化和化工產(chǎn)業(yè)能源消費8.77億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，占我國能源消費總量的47.2億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的18.6%，是僅次于鋼鐵產(chǎn)業(yè)的第二大耗能產(chǎn)業(yè)，在終端能源消費（扣除能源轉(zhuǎn)換部分）中，電能占比達(dá)到16.5%，熱能占比達(dá)到11.3%。
石化和化工行業(yè)作為能源消耗大戶近幾年發(fā)展正面臨著來自資源、環(huán)保等方面的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)：各地出臺政策，對煤炭消費總量控制，對燃煤鍋爐進(jìn)行裝機(jī)容量控制，燃煤鍋爐的等量/減量替代；污染物排放總量控制，執(zhí)行污染物排放濃度限值等。此外，在雙碳背景下，石油和化學(xué)工業(yè)作為碳排放大戶在二氧化碳減排方面面臨巨大壓力，尤其是位于沿海區(qū)域的石化園區(qū)，政策管控更為嚴(yán)格。資源與環(huán)境剛性約束已成為影響我國石化和化工行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的主要制約因素。
我國石化和化工行業(yè)，尤其是電力和熱力的能源供應(yīng)亟需突破資源和環(huán)境的雙重限制，尋找綠色、低碳、可持續(xù)的發(fā)展路徑。
1 化工園區(qū)熱電系統(tǒng)能源結(jié)構(gòu)
石化和化工行業(yè)中，電力碳排放量占到總碳排放量的35%以上，蒸汽占到15%以上，合計電力和蒸汽的碳排放量占到整個化工行業(yè)碳排放量的50%以上。因此電力和蒸汽的二氧化碳減排石化和化工行業(yè)碳減排行動中起著主力軍的作用。
而電力和蒸汽的能源結(jié)構(gòu)，以典型石化園區(qū)為例，粗略統(tǒng)計七大石化基地的用能結(jié)構(gòu)，其采用燃煤鍋爐供熱量占到總供熱量的70%，用電負(fù)荷中76%為燃煤發(fā)電。我國主要的化工園區(qū)還有煤化工基地，集中在產(chǎn)煤區(qū)，電力供應(yīng)和熱力供應(yīng)更是以煤為主。
由此可見，我國化工園區(qū)電力供應(yīng)和熱力供應(yīng)以煤為主、天然氣為輔。
2 化工園區(qū)熱電系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀以及存在的問題
在“雙碳”目標(biāo)的大背景下，化工園區(qū)熱電系統(tǒng)仍普遍存在著以下幾個問題：
（1）規(guī)劃產(chǎn)業(yè)總體布局不合理，導(dǎo)致的集中供熱進(jìn)程緩慢。
（2）園區(qū)熱、電、氣、水等能源條塊分割，未進(jìn)行協(xié)同供應(yīng)。
（3）企業(yè)圍墻導(dǎo)致資源隔離，電力和熱力等能源使用效率偏低。
（4）化工園區(qū)已經(jīng)形成了以煤和天然氣為主要燃料的熱電聯(lián)產(chǎn)，新能源比例較低。
熱力和電力作為石化和化工行業(yè)能源結(jié)構(gòu)的重要組成部分，將在化工園區(qū)碳減排行動中承擔(dān)著主力軍的作用，有必要從發(fā)展理念、發(fā)展模式等方面進(jìn)行一系列的升級、優(yōu)化，突破能源壁壘，構(gòu)建清潔低碳、高效的新型化工園區(qū)熱電供應(yīng)系統(tǒng)，從而推動石化和化工行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型。
3 化工園區(qū)熱電系統(tǒng)轉(zhuǎn)型發(fā)展路徑
3.1 傳統(tǒng)轉(zhuǎn)型路線
（1）提升化工產(chǎn)業(yè)集聚度。優(yōu)化布局結(jié)構(gòu)，繼續(xù)推行集中供熱。推行集中供熱應(yīng)站在鍋爐熱效率角度，綜合考慮循環(huán)泵、補水泵等設(shè)備需要耗費的電能以及供熱管道中的熱量損失，進(jìn)行合理布局。
（2）普及先進(jìn)高效的節(jié)能技術(shù)，提高能源利用效率。目前可再生能源受到資源、成本、技術(shù)等因素限制在化工園區(qū)難以大規(guī)模發(fā)展，今后相當(dāng)長時間內(nèi)煤炭仍然承擔(dān)著能源安全壓艙石的作用，提高節(jié)能技術(shù)是近五年內(nèi)解決化工園區(qū)熱電系統(tǒng)碳減排的中心任務(wù)。
（3）存量燃煤鍋爐背壓改造。進(jìn)行背壓改造可以在同等供熱能力的情況下降低園區(qū)的煤炭和天然氣消耗，最大限度的提高機(jī)組的熱效率。
（4）提高天然氣利用比例。天然氣具有清潔低碳的特點，度電二氧化碳排放強(qiáng)度相對煤電以及電網(wǎng)的綜合度電二氧化碳排放強(qiáng)度仍然具有很大的優(yōu)勢，因此進(jìn)一步提高天然氣消費比例仍是“十四五”期間化工園區(qū)的低碳化發(fā)展的主要手段。
（5）深度的挖掘企業(yè)內(nèi)部工藝余熱。整合周邊企業(yè)和城鎮(zhèn)供熱需求，利用回水溫度降低、熱電協(xié)同、長輸供熱等技術(shù)來匹配實現(xiàn)余熱利用經(jīng)濟(jì)和效率的最大化；關(guān)注并使用先進(jìn)高效的低溫余熱利用技術(shù)，如有機(jī)朗肯循環(huán)（ORC）低溫余熱利用技術(shù)等。
以上是我國近年來一直在大力推行的節(jié)能減排措施，未來還將繼續(xù)嚴(yán)格執(zhí)行。
詳細(xì)內(nèi)容請見《化學(xué)工業(yè)》2022年第1期
