石油和化工行业——发展低碳经济的主力军
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摘要
在全球气候变暖的背景下,以低能耗、低污染为基础的“低碳经济”成为全球热点。欧美发达国家大力推进以高能效、低排放为核心的“低碳革命”,着力发展“低碳技术”,并对产业、能源、技术、贸易等政策进行重大调整,以抢占产业先机和战略制高点。低碳经济的争夺战,已在全球悄然打响。中国政府一直对低碳经济给予高度关注,今年9月份,胡锦涛总书记提出,中国政府将把应对气候变化纳入经济社会发展规划。石油和化工行业不仅是低碳经济的实践者,而且是低碳经济的保障者,以低碳经济为契机,实现中国石油和化学工业的产业结构调整,改变中国在国际分工体系中的地位刻不容缓。
气候变化已成为21世纪人类共同面临的最重大的环境与发展挑战,2007年政府间气候变化专门委员会(IPCC)发布的综合评估结果表明,全球气候变暖已经成为不争的事实,人类活动,特别是化石燃料的使用,是气候变暖的主要原因之一。即使将人类活动造成的二氧化碳排放维持在目前的70亿吨/年的水平,大气中的二氧化碳浓度持续增加的趋势仍无法改变,极有可能会突破600ppm。要想将CO2维持在可接受的水平,需要立即和持续进行温室气体排放的控制。
气候变化本身是一个技术问题,采取一定的措施抑制气候变化在技术上不存在任何问题,但是能产生可观经济效益的技术路线数量非常有限,单纯依靠这些措施不可能实现地球气候变化稳定目标。因此,应对气候变化,往往需要各国政府通力合作,通过部署各行业关键减排技术、采取政策和行政干预、改变发展道路等措施,实现有效应对全球气候变化的挑战,逐步过渡到一种能源资源消耗强度更低、温室气体排放强度更低的经济发展模式,这就是所谓的“低碳经济”。
低碳经济的实质是资源的高效、高附加值和低环境影响利用,核心是能源技术和减排技术创新、产业结构和制度创新以及人类生存发展观念的根本性转变,关键是如何能够以最低的社会成本稳妥有序过渡到低碳经济的发展模式。
一、国外的实践情况
人们对低碳经济的认识有一个过程,“低碳经济”这一概念最早由英国政府在2003年英国能源白皮书《我们能源的未来:创建低碳经济》中首次提出,但是相关领域的研究至少可以上溯到1992年的《联合国气候变化框架公约》和1997年的《京都协议书》。
日本、欧盟等发达国家是低碳经济的传统拥趸,这些地区的能源对外依存度高,科技实力强,发展低碳经济一方面可以强化地区能源安全,以风险、成本可控的代价确保经济平稳发展;另一方面发展低碳产业可以迅速抢占未来前沿科技的战略制高点,强化其在技术开发上的垄断,维持现有国际竞争格局。这些国家的低碳经济有两个显著特点。首先,这些国家发展低碳经济的着力点为可再生能源。比如,欧盟就提出明确的发展目标,希望到2020年欧盟的可再生能源消费占到全部能源消费的20%,可再生能源发电量占到全部发电量的30%;其次,由于这些国家已经实现工业化,能源消耗总量基本不会增加,因此这些国家制定的温室气体排放控制目标基本上都是总量控制目标,比如,欧盟提出希望2020年温室气体排放水平在1990年的水平上减排20%,富裕国家2050年时能在1990年水平上减排60%~80%。有研究表明,如果科学技术能够取得重大突破,发达国家无需努力,顺其自然即可实现这些总量控制目标。
受金融危机的影响,一些传统上对低碳经济有抵触的国家和地区,如美国、澳大利亚等地区,也开始把注意力转移到低碳经济,试图以低碳经济为契机,寻找新的发展机会,摆脱当前金融危机对实体经济的影响,实现产业振兴。《2009美国清洁能源和安全法案》第一次提出美国应对气候变化的一揽子方案,设定了美国温室气体减排的目标和时间表,希望美国2020年温室气体排放比2005年减少17%,2050年比2005年减少80%。
由于美国观点的转向,以及气候变化观点的深入人心,人类必须立即行动起来采取措施应对全球气候变化已经成为共识。2007年12月联合国气候变化大会通过的“巴厘岛路线图”明确要求发达国家在2020年前将温室气体减排25%~40%。2008年7月,G8峰会上八国表示将寻求与《联合国气候变化框架公约》的其他签约方一道共同达成到2050年把全球温室气体排放减少50%的长期目标。
二、国内面临的挑战
和一些常规污染物不同,气候变化不是一个区域性问题,中国无法从在全球气候变化中独善其身,受全球气候变暖的影响,中国的气候和环境也发生了显著变化。《气候变化国家评估报告》的研究结果表明,近百年来中国的地表平均温度明显增加,近50年主要极端天气气候事件发生的频率和强度也出现了明显变化。
作为一个负责任的大国,中国政府对气候变化问题一直给予高度关注,2007年9月8日,中国国家主席胡锦涛在亚太经合组织(APEC)第15次领导人会议上,首次明确主张中国应该“发展低碳经济”。在2009年9月22日纽约联合国总部举行的联合国气候变化峰会上,胡锦涛总书记首次提出,中国政府将把应对气候变化纳入经济社会发展规划。
但是和所有的发展中国家一样,发展经济、改善民生是中国政府的核心工作任务。从资源需求看,目前中国的工业化尚处于中期阶段,在实现工业化之前工业重型化的趋势不可避免,能源消费总量仍将较快增长。从资源供给看,中国的能源消费以煤炭为主,煤炭使用以电力为主,煤炭在一次能源消费总量中所占的比例接近70%,50%以上的煤炭被用于发电,未来这一趋势不会发生根本的变化。从资源的使用看,中国能源利用效率和国际水平相比存在一定的差距,提高空间很大。中国的整体能源利用效率是33%左右,比发达国家低10个百分点,工业品生产单耗比国外高出30%左右,存在很大的优化空间。这些特点决定了中国的低碳经济发展模式无法沿袭西方发达国家的道路,必须立足国情,走出一条自己的低碳经济发展模式。具体说来,中国低碳经济的首要任务是通过技术创新、机制创新,实现现有工艺的节能减排,其次是煤的洁净化利用,最后才是发展可再生能源。
长期以来,中国经济增长方式比较粗放,采取适当的技术措施即可在不增加成本或者少量增加成本的基础上实现碳排放的大幅度降低。比如,中国目前动力煤的洗选率大约25%左右,大量的动力煤未经任何洗选就直接进入终端使用领域,通过煤炭洗选可以脱除煤中50%~80%的灰分、30%~40%的全硫(或60%~80%的无机硫),提高热效率高3%~8%。目前中国动力煤消耗量接近23亿吨左右,仅此一项,即可节约煤炭消耗1亿~2亿吨。煤炭的洁净化利用途径多样,虽然不同的利用方式最终殊途同归,都是满足人们生产、生活的需要,但是对应的环境影响大相径庭,这就要求我们要用全生命周期评价来比较其低碳程度,确定最优的利用方式,比如,当前煤制甲烷气备受追捧,但是分析即可发现,稍加转变利用模式,即可在不牺牲舒适性的条件下节省一半的资源消耗实现同样的终端功能,因此,除非是特殊情况,这种发展模式就不应提倡和鼓励。
转变经济增长方式,实现产业结构调整是中国低碳经济持之以恒的方向。低碳经济有两重含义,首先是用更少的能源资源满足同样的社会终端需求。比如,西方发达国家能源消费总量已经趋于饱和,依托科学技术进步,实现能源消费总量和碳排放总量的双降低应该是这些国家低碳经济的工作重点;其次,对于发展中国家而言,由于我们处于工业化的早期或者中期,能源消费总量不可能保持不变,对这些国家而言,低碳经济的立足点应该是碳排放强度,用同样的能源资源实现经济更快的增长。比如,对于煤炭,如果用于生产甲醇、二甲醚,大概可以实现2~3倍的增值,如果以油、烯烃等高端产品为最终产品,则可以实现4~5倍的增值。
三、石化产业在低碳经济中的地位和作用
石化产业一直是践行低碳经济的主力军。尽管低碳经济这一概念出现不久,但是长期以来中国石油和化学工业一直以科学发展观为指导,秉持循环经济的发展模式,努力以各种途径实现二氧化碳的资源化,贯彻落实低碳经济。石油和化学工业在生产过程中不可避免会产生高浓度的二氧化碳,并且生产工艺要求将这些二氧化碳分离出来,为后续反应创造条件,这些二氧化碳经过处理即可实现物理利用或者化学固定。目前中国每年约有几百万吨的二氧化碳被以各种方式物理利用,比如碳酸饮料、焊接保护气、烟丝膨化剂、灭火剂等,大约有4000万吨/年的二氧化碳被化学固定到尿素中,此外,还有一小部分二氧化碳被用于合成碳酸二甲酯等化学品,或者用于强化采油。
随着科学技术的进步,石化产品的应用领域越来越广,尽管制造这些产品不可避免会排放一些温室气体,但是在使用这些产品的过程中会较大幅度降低温室气体排放。根据国际经验,石化产业每排放1个单位的温室气体,可通过化工产品和技术帮助其他行业或消费者实现2~3个单位的减排量。比如,在汽车制造领域,大量使用塑料产品会减轻汽车重量,进而降低油耗,相应节省的二氧化碳排放是生产这些塑料制品过程中排放量的2倍。在风力发电机组叶片上使用玻璃纤维和碳纤维产生的减排额是生产这些塑料制品生产过程中排放量的120倍。在建筑节能领域,使用泡沫绝缘材料产生的二氧化碳减排额是生产这些塑料制品过程中排放量的250倍。中国的能效水平远低于国际水平,可能的系统收益远远超出这一水平,因此急需利用系统论的思想,认清石化产品在低碳经济中的作用,澄清一些关于石化产业发展和低碳经济之间的误解,防止妖魔化的倾向蔓延。
石化产业是低碳经济的重要保障,同时低碳经济也是中国石化产业未来发展的重要发动机。目前全球二氧化碳排放量约280亿吨/年,各种二氧化碳的资源化途径年回收二氧化碳大约2.5亿吨,不足每年排放量的1%,因此发展二氧化碳的捕捉和封存技术就显得非常重要。对于中国,更是如此,中国的能源消费以煤为主,煤炭消费以电为主的趋势相当长的时间内不会变化。从表面看,电力应该是中国低碳经济的重点关注领域,不过目前常用的二氧化碳捕捉技术,无论是化学法还是物理法都离不开石化产业的技术支撑。物理法脱碳技术用到的溶剂,比如甲醇、碳酸丙烯酯、聚乙二醇二甲醚等,化学法用到的碱金属碳酸盐水溶液、乙醇胺水溶液以及氨水等,都是典型的石化产品。利用中空纤维管束和螺旋卷板式等膜分离材料得到高浓度二氧化碳,利用二氧化碳进行驱油或者驱天然气,以二氧化碳和环氧化物共聚物为代表的二氧化碳基塑料、利用二氧化碳培育藻类实现生物制油,都是相关领域的热点。
石化产业能源强度较高,有一些舆论认为低碳经济和石化产业之间存在此涨彼落的关系,事实并非如此,经过多年的发展,石化产业已经融入人们生活的点滴之中,比如,化肥对中国粮食产量增长的贡献率接近50%,更进一步的分析表明,化肥生产过程中的温室气体排放和使用阶段的温室气体排放相比较大约是1︰2~1︰3的关系,终端利用环节才是化肥产业温室气体排放控制的关键所在。
四、结论与建议
低碳经济是当前全球各国孜孜以求的发展方向,但是各国的国情不同,对于中国这样一个发展中国家而言,不能罔顾国情,像西方国家一样坚持总量目标,应该优先推行强度目标,将战略重点集中在确定中国的成本有效的低碳路线图,争取以最低的成本过渡到低碳社会。
温室气体的控制潜力大约2/3存在于发展中国家,在实现低碳经济的过程中,石油和化学工业的贡献不可或缺,中国的石油和化学工业每年回收利用的二氧化碳数量接近4500万吨,约占世界年回收利用二氧化碳数量的20%,为全世界的低碳经济发展做出了巨大的贡献。
当前世界各国饱受金融危机的困扰,一些国家和地区,尤其是西方发达国家,正在努力试图以低碳经济为突破,寻求走出当前的发展困境,实现产业振兴。长期以来,发展中国家在经济上严重依赖发达国家的资本投资,技术上严重依赖发达国家的技术扩散,缺乏有效地应对气候变化,走向低碳经济的手段。但是随着这次金融危机的爆发使得发达国家的这种压倒性优势不复存在,以低碳经济为基础的国际合作变得有可能,中国石油和化学工业应该以低碳经济为契机,实现产业升级,彻底改变中国在国际分工体系中的地位和角色。
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