金 玲，郝成亮，吳立新，徐 鑫，劉文革，陳瀟君*，嚴 剛，張澤宸，張鴻宇

1.生態(tài)環(huán)境部環(huán)境規(guī)劃院，北京 100012

2.煤炭工業(yè)規(guī)劃設計研究院有限公司，北京 100120

3.應急管理部信息研究院(煤炭信息研究院)，北京 100029

2020 年9 月22 日，習近平總書記在第75 屆聯(lián)合國大會一般性辯論上做出“中國CO2排放力爭于2030 年前達到峰值，努力爭取2060 年前實現(xiàn)碳中和”的重要宣示，并在國內外重要會議上多次強調該目標落實的重要性.以煤為主的能源與工業(yè)結構導致我國碳排放量較大，且短期內難以改變[1-4].為落實碳達峰碳中和目標，應清晰認識到我國已取得的碳減排成績及未來面臨的挑戰(zhàn)，并盡早做出科學合理的統(tǒng)籌部署，采取更加高效的系統(tǒng)化減排路徑，降低煤炭消費占比，推進全行業(yè)減排增效[5-7].

由于“富煤貧油少氣”的能源結構和資源稟賦，相比其他國家，我國化工行業(yè)更多使用高碳排放的煤炭作為原料，導致我國化工行業(yè)的碳強度高于其他國家[8-9].近年來，中國煤化工產業(yè)規(guī)模穩(wěn)步增長[10-12]，已成為全球煤化工產品制造和消費大國，在持續(xù)推動國內經濟發(fā)展的同時，造成了不可再生資源的損耗和大量CO2排放[13-14].2019 年，煤化工行業(yè)耗煤量約為9.68×108t，占全國煤炭消費總量的24.1%，僅次于電力行業(yè)；煤化工行業(yè)CO2排放總量為5×108t 左右，占全國能源相關碳排放的5%，噸產品CO2排放量高達3～11 t[15-16]，已成為我國煤炭消費和碳排放的主要貢獻者之一.在當前雙碳目標背景下，煤化工行業(yè)高碳排放的發(fā)展模式將不可持續(xù)且面臨巨大挑戰(zhàn)，開展煤化工行業(yè)CO2排放達峰和路徑研究、實現(xiàn)高碳能源的綠色低碳化利用成為亟待解決的問題.

目前關于煤化工行業(yè)碳排放的研究，主要集中在碳排放核算、影響因素以及碳排放工藝環(huán)節(jié)等方面[17-21].Zhang 等[22]采用排放因子法計算了2005?2015 年煤化工行業(yè)的碳排放量，并采用LMDI 分解法對我國煤化工行業(yè)CO2排放變化的驅動因素進行了定性和定量研究，認為經濟增長和能源強度是碳排放增長的促進因素，產業(yè)結構調整是碳排放減少的推動因素，而煤制甲醇和現(xiàn)代煤化工未來將成為碳排放主力.Huang 等[23]分析測算了2016 年煤化工行業(yè)碳排放量和分布，認為主要的碳排放貢獻者是煤制氨(41.3%)、煤制甲醇(21%)、焦化(14.4%)、烯烴(13%).關于煤化工碳排放的主要工藝環(huán)節(jié)，以煤制乙二醇為例，在傳統(tǒng)工藝過程中，煤氣化單元得到的合成氣的氫碳比通常小于0.7，而乙二醇合成所需要的氫碳比約為2.0，因此需要額外增加一個水煤氣變換單元補充氫氣，但補充氫源的同時，大量CO 被轉化為CO2[24].由于煤化工大部分以氣化為源頭，碳排放也主要集中在合成氣變換和凈化單元.已有關于煤化工碳減排措施研究[25-30]主要集中在節(jié)能降耗、技術進步和原料替代等方面.近年來關于煤化工行業(yè)氫能利用和CO2捕集、利用與封存(CCUS)等技術的討論逐漸增多[31-36]，為未來煤化工行業(yè)低碳乃至零碳發(fā)展提供了展望空間.綜上，目前關于煤化工的碳問題研究主要集中在碳排放量核算、影響因素和減排技術等方面，碳達峰路徑研究相對較少.因此，基于傳統(tǒng)煤化工和現(xiàn)代煤化工未來的發(fā)展前景和碳排放核算，并結合國家碳達峰背景，對煤化工行業(yè)進行碳達峰路徑分析和情景模擬，以期為國家實現(xiàn)碳達峰助力，從碳源一側助力減排，促進實現(xiàn)未來的碳中和目標.

1 方法與數(shù)據(jù)

1.1 技術路線

針對煤化工行業(yè)開展全口徑、分階段的行業(yè)發(fā)展與碳排放趨勢分析，以2019 年為基準年，研究時段為2020?2035 年.研究范圍包括傳統(tǒng)煤化工和現(xiàn)代煤化工的各子行業(yè)，傳統(tǒng)煤化工包括煤制合成氨、焦化、甲醇，主要為化肥、鋼鐵、有機合成等提供原料及燃料；現(xiàn)代煤化工包括煤直接液化、煤間接液化、煤制天然氣、煤制烯烴和煤制乙二醇等，主要生產化工產品和清潔能源產品.碳排放核算范圍包括燃料燃燒排放、工業(yè)過程排放等直接排放，以及企業(yè)凈購入電力、熱力帶來的間接排放.碳排放核算公式和排放因子主要依據(jù)實地調研數(shù)據(jù)，同時參考重點行業(yè)/領域企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報告指南.

構建包含現(xiàn)狀分析、行業(yè)發(fā)展預測、碳排放情景分析以及措施與路徑研究4 個模塊的研究框架(見圖1)，對煤化工各子行業(yè)發(fā)展和碳排放變化趨勢進行預測分析，根據(jù)國家總體達峰要求，綜合研判煤化工行業(yè)碳排放達峰的具體路徑，確定達峰時間和峰值，并提出達峰的主要措施和配套政策機制.

圖1 煤化工行業(yè)CO2 排放達峰路徑研究技術路線Fig.1 Technology framework for research on peak path of CO2 emission in China′s coal chemical industry

1.2 行業(yè)發(fā)展預測方法

首先分析煤化工各子行業(yè)產能產量、工藝類型、原料結構、用能結構及能耗水平等行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，在此基礎上，根據(jù)煤化工各子行業(yè)的不同特點，對影響各子行業(yè)發(fā)展趨勢的關鍵因素進行識別.在國家達峰路徑約束下，以滿足社會經濟發(fā)展對煤化工產品需求為基本驅動因素，依據(jù)行業(yè)自身發(fā)展規(guī)律和技術特點、技術進步潛力，通過分析社會經濟需求及產業(yè)鏈上下游發(fā)展趨勢，綜合考慮石油化工、天然氣化工與煤化工產品之間的替代關系，詳細預測煤化工各子行業(yè)2020?2035 年發(fā)展規(guī)模.

針對傳統(tǒng)煤化工和現(xiàn)代煤化工行業(yè)采用不同的方法預測行業(yè)發(fā)展規(guī)模.現(xiàn)代煤化工主要為大型項目，尚處于工業(yè)示范階段，審批權在國家層面，項目建設、達產的周期較長，通常為5 年以上，因此現(xiàn)代煤化工采用項目法核算，分類統(tǒng)計試運行、在建和核準項目，在此基礎上綜合考慮國內外產品市場競爭、能源安全和資源環(huán)境約束等因素，預測現(xiàn)代煤化工發(fā)展趨勢，包括各子行業(yè)2020?2035 年項目數(shù)量及產品產量.傳統(tǒng)煤化工由于與下游產品市場需求密切相關，因此采用分部門需求預測法.2020?2035 年傳統(tǒng)煤化工行業(yè)產品消費量預測的基本思路如下：

式中：P為目標年煤制合成氨、焦炭或煤制甲醇產品產量，104t；Ci為基準年合成氨、焦炭或甲醇產品在第i個消費領域的消費量，104t；Ai為相比基準年，目標年傳統(tǒng)煤化工產品在第i個消費領域的消費量增長比例，%；R為目標年煤基產品占比，%；O為凈出口量，104t.合成氨的主要消費領域為農業(yè)和工業(yè)領域，焦炭的主要消費領域為鋼鐵行業(yè)，甲醇的主要消費領域為醇醚燃料、甲醇制烯烴以及甲醇制甲醛、醋酸等傳統(tǒng)消費領域.

1.3 碳排放分析方法

對影響煤化工各子行業(yè)碳排放的關鍵因素進行識別，對影響行業(yè)碳排放的工藝類型、用能結構及能耗水平等參數(shù)進行預測.在此基礎上，結合產品產量預測，構建行業(yè)碳排放情景，測算2020?2035 年不同情景下CO2排放量變化趨勢.采用碳排放系數(shù)法核算CO2排放量，根據(jù)燃料煤和原料煤的消耗量計算煤化工行業(yè)直接碳排放，根據(jù)凈購入電力和熱力作為二次能源的消費量計算其間接碳排放，各子行業(yè)碳排放計算公式：

式中：ECO為煤化工行業(yè)CO2排放總量，104t；Ej為煤化工第j個子行業(yè)CO2排放總量，104t；為煤作為燃料燃燒產生的CO2排放量，104t；為煤作為原料在生產過程中產生的CO2排放量，104t；為凈購入電力隱含的CO2排放量，104t；為凈購入熱力隱含的CO2排放量，104t.

在上述研究基礎上，根據(jù)不同情景的碳排放變化趨勢，基于國家CO2排放達峰的總體要求，綜合研判煤化工行業(yè)碳排放達峰形勢和具體路徑，識別行業(yè)控碳技術手段和關鍵措施，測算各類措施的減碳貢獻，提出配套管理機制和政策需求.

1.4 數(shù)據(jù)來源

煤化工各子領域的活動水平來自相關官方公開數(shù)據(jù)測算得出，其中合成氨和甲醇的活動水平數(shù)據(jù)來自中國氮肥工業(yè)協(xié)會和《中國統(tǒng)計年鑒》；煤焦化的活動水平數(shù)據(jù)來自《中國能源統(tǒng)計年鑒》、中國煉焦行業(yè)協(xié)會、中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會；現(xiàn)代煤化工項目的活動水平數(shù)據(jù)來自中國煤炭加工利用協(xié)會等.煤化工各子領域的碳排放和能耗數(shù)據(jù)參考合成氨/甲醇單位產品碳排放限額國家標準、煤化工單位產品能源消耗限額國家標準、《省級溫室氣體清單編制指南(試行)》中的推薦值以及典型現(xiàn)代煤化工項目可研報告和筆者所在研究團隊現(xiàn)場調查研究成果.

2 結果與討論

2.1 行業(yè)碳排放現(xiàn)狀及特征

2.1.1 煤化工碳排放概況

2019 年我國煤化工碳排放量為5.4×108t，占全國碳排放總量的4.8%.其中，傳統(tǒng)煤化工碳排放量為3.6×108t，現(xiàn)代煤化工碳排放量為1.8×108t.其中，直接排放4.7×108t，占行業(yè)總排放量的88%；間接排放0.7×108t，占行業(yè)總排放量的12%.從煤化工CO2排放子行業(yè)構成看，84%的碳排放集中在煤制合成氨、煤焦化、煤制甲醇和煤制烯烴4 個子行業(yè)，碳排放量占行業(yè)總排放量的比例分別為26%、21%、19%和18%(見圖2).

圖2 2019 年煤化工各子行業(yè)CO2 排放量占比Fig.2 Proportion of CO2 emissions from coal chemical sub industries in 2019

2.1.2 煤化工各子行業(yè)CO2排放系數(shù)

煤化工行業(yè)直接碳排放主要分為燃料煤碳排放和原料煤碳排放，燃料煤中碳以燃燒為主，煤中碳幾乎被全部釋放；原料煤經氣化后的碳除一部分進入產品固定，大部分在合成氣變換和凈化單元外排.基于不同區(qū)域典型煤化工項目可研報告，以及筆者所在課題組《煤化工全生命周期綜合評價研究》《煤炭高效清潔利用方式綜合評價研究》等相關研究成果，估算了各子行業(yè)單位產品碳排放強度.煤化工各子行業(yè)由于原料不同、生產工藝不同，單位產品的CO2排放強度差別較大.傳統(tǒng)煤化工行業(yè)單位產品CO2排放強度不大，其中煤焦化行業(yè)單位產品CO2排放強度最低〔0.2 t/t (以CO2計）〕.相比之下，現(xiàn)代煤化工由于工藝過程長，綜合能耗高，單位產品CO2排放強度大.典型現(xiàn)代煤化工項目單位產品碳排放系數(shù)范圍為4.8～10.8 t/t (以CO2計)，其中煤制烯烴工藝過程最長，單位產品碳排放系數(shù)高達10.8 t/t (以CO2計).煤化工各子行業(yè)單位產品碳排放系數(shù)見表1.

表1 煤化工各子行業(yè)單位產品碳排放系數(shù)Table 1 Carbon emission coefficient of coal chemical industry

2.1.3 煤化工與替代產品CO2排放系數(shù)對比

我國化工行業(yè)更多使用煤炭作為原料，而煤化工產品的碳排放強度普遍高于其替代產品石油化工和天然氣化工的碳排放強度.與石油路線相比，煤制油、煤制烯烴和煤制乙二醇噸產品碳排放強度分別是石油路線的8、3 和1.3 倍，煤制甲醇、煤制合成氨噸產品碳排放強度分別是天然氣路線的3 和1.2 倍.因此改變化工產品原料結構，減少煤基產品占比可顯著降低碳排放.煤化工、石油化工和天然氣化工單位產品碳排放系數(shù)對比情況見圖3.

圖3 煤化工與替代產品單位產品碳排放系數(shù)對比Fig.3 Comparison of carbon emission coefficient between coal chemical industry and alternative products

2.2 行業(yè)發(fā)展預測結果

2.2.1 煤制合成氨

由于合成氨及下游氮肥行業(yè)受產能過剩、優(yōu)惠政策取消、環(huán)保治理升級等多重壓力的影響，我國合成氨產能在過去10 年整體呈先升后降趨勢，合成氨產量總體呈平穩(wěn)趨勢.我國合成氨原料路線以煤為主、以天然氣為輔，2019 年煤制合成氨的產能占總產能的75%左右，以天然氣為原料的合成氨產能占22%，其余3%以焦爐氣為原料.2019 年，我國合成氨產量為5 758×104t，其中煤制合成氨產量為4 318×104t.

采用需求法預測合成氨行業(yè)發(fā)展，下游消費市場對合成氨的需求主要來自農業(yè)和工業(yè)兩大方面.在農業(yè)消費領域，2019 年農業(yè)領域合成氨消費量為3 857×104t，占比為67%.綜合考慮未來我國人口增長、糧食需求、化肥肥效提高和有機肥替代等因素，預計2021?2025 年氮肥消費量基本保持不變，2025?2035 年消費量降速為1%.在工業(yè)消費領域，受車用尿素和電廠脫硫脫硝領域需求量持續(xù)增長影響，預計2021?2025 年合成氨在工業(yè)領域消費量年均增速保持在3%左右，2025?2035 年年均增速降至2%以下.在合成氨產業(yè)未來向資源地轉移的趨勢下，未來一段時間其生產原料結構不變，煤制合成氨占比為75%，天然氣制合成氨占比為25%，預計2025 年、2030 年和2035 年煤制合成氨產量分別為4 500×104、4 500×104和4 425×104t.

2.2.2 煤焦化

近10 年我國焦炭產能和產量整體呈平穩(wěn)趨勢，2019 年我國焦炭產能為6.3×108t，產量為4.7×108t.從進出口情況看，近10 年我國焦炭出口量始終大于進口量，凈出口量占總產量維持在2%左右，2019 年焦炭凈出口量為600×104t.鋼鐵行業(yè)冶金焦是我國焦炭消費的最大戶，占焦炭消費總量的85%.綜合考慮下游鋼鐵行業(yè)對冶金焦需求量、煉鐵技術進步和節(jié)能減排措施等因素，采用需求法預測未來國內焦炭產量.根據(jù)鋼鐵行業(yè)CO2排放達峰研究的低需求情景預測結果[37]，我國生鐵產量將在2021 年達峰.2019年重點鋼鐵企業(yè)綜合焦比平均為490 kg/t，考慮到未來煉鐵技術的進步和節(jié)能降耗技術的推廣，這一指標將逐年下降.綜上，預測我國2025 年、2030 年和2035年焦炭需求量分別為4.93×108、3.95×108和3.19×108t(見表2).

表2 煤焦化行業(yè)發(fā)展預測參數(shù)Table 2 Development prediction parameters of coal coking industry

2.2.3 煤制甲醇

近年來我國甲醇產量持續(xù)增長，2019 年甲醇產量為4 200×104t，比2012 年增長55%.其中，煤制甲醇產量達到3 133×104t，約占甲醇總產量的75%.甲醇下游消費市場主要包括3 個領域：醇醚燃料、傳統(tǒng)消費領域和甲醇制烯烴.該研究采用需求法預測上述3 個領域甲醇市場未來的發(fā)展趨勢.在醇醚燃料和傳統(tǒng)消費領域，預計未來市場需求將保持穩(wěn)定，不會出現(xiàn)大幅增長.在甲醇制烯烴領域，烯烴的市場需求量將持續(xù)增長，預計“十四五”“十五五”和“十六五”速率分別為15%、13%和11%.假設甲醇制烯烴保持相同增速，按照生產1 t 烯烴需要3 t 甲醇計算，預計2025 年、2030 年和2035 年甲醇制烯烴領域的甲醇需求量分別為1 950×104、2 200×104和2 450×104t.

考慮甲醇生產原料結構調整，設置兩個情景預測煤制甲醇產量：①基準情景.假設2021?2035 年以煤為原料的甲醇產量占比仍然保持2019 年水平(75%)不變，預計2025 年、2030 年和2035 年煤制甲醇產量分別約為3 863×104、4 125×104和4 388×104t.②強化控制情景.甲醇行業(yè)受碳減排壓力影響，優(yōu)化原料結構，降低單位產品碳排放高的煤制甲醇產量的占比，逐步提高單位產品碳排放低的天然氣和焦爐氣制甲醇產量的占比.預計2025 年以煤為原料的甲醇產量占比仍保持在75%左右，2030 年和2035 年分別降至70%和65%.強化控制情景下，預計2025 年、2030 年和2035 年煤制甲醇產量分別為3 863×104、3 850×104和3 803×104t.甲醇需求量和產量預測參數(shù)見表3.

表3 甲醇需求量和產量預測Table 3 Methanol demand and output forecast 104 t

2.2.4 現(xiàn)代煤化工

現(xiàn)代煤化工自2004 年列入國家能源中長期發(fā)展規(guī)劃，經過3 個“五年計劃”和十余年的項目示范，我國現(xiàn)代煤化工產業(yè)規(guī)模穩(wěn)步增長.截至2019 年底，我國已建成現(xiàn)代煤化工示范及產業(yè)化推廣項目53 個，其中煤制油9 個、煤制天然氣4 個、煤制烯烴17 個和煤制乙二醇23 個.

考慮現(xiàn)代煤化工行業(yè)發(fā)展規(guī)模，設置兩個情景預測煤化工產品產量，采用項目法分類預測試運行、在建和核準項目的產能和產量.基準情景：假設試運行、在建和核準項目均正常投產.強化控制情景：假設試運行和在建項目正常投產.核準項目中，煤制油、氣項目不再建設，其他子行業(yè)核準項目少量建設.到2035 年，基準情景下，煤直接液化、煤間接液化、煤制氣、煤制烯烴、煤制乙二醇產能將分別達到225×104t、1 360×104t、364×108m3、1 360×104t 和945×104t；強化控制情景下，預測上述5 個子行業(yè)產能分別為100×104t、946×104t、184×108m3、1 236×104t和840×104t.

2.3 行業(yè)碳排放預測及達峰路徑

不同情景下碳排放變化趨勢及主要減排措施如圖4 所示.基準情景下，煤化工行業(yè)CO2排放量逐年遞增，無法在2030 年前實現(xiàn)行業(yè)碳達峰，預計2025 年、2030 年、2035 年CO2排放量分別為6.68×108、7.00×108和7.33×108t.強化控制情景下，通過全面控制現(xiàn)代煤化工發(fā)展規(guī)模、優(yōu)化原料結構、改變用能結構、提升能效水平等措施，煤化工行業(yè)將在2025 年提前達到碳排放峰值(6.31×108t)，隨后進入碳排放下降通道，2030 年和2035 年碳排放量分別減至6.26×108和5.79×108t，比基準情景分別減少碳排放0.74×108和1.54×108t.統(tǒng)籌考慮我國2030 年前國家碳排放達峰目標約束，選擇強化控制情景作為我國煤化工行業(yè)碳排放達峰推薦情景.其中，傳統(tǒng)煤化工預計在2025年達到碳排放峰值(3.78×108t)，現(xiàn)代煤化工在2030年達到碳排放峰值(2.90×108t).

圖4 不同情景下碳排放量的變化及主要減排措施的碳減排量Fig.4 The change of carbon emission under different scenarios and the carbon emission reduction of major emission reduction measures

為識別煤化工行業(yè)的主要碳減排驅動力，通過對比基準情景與強化控制情景下排放量的差距，對三項主要降碳控碳措施的減排效果進行定量分析.結果表明：①各項控碳措施中，碳減排潛力最大的是控制現(xiàn)代煤化工發(fā)展規(guī)模，到2030 年可減少碳排放約0.50×108t；②優(yōu)化煤化工用能結構，將煤化工行業(yè)燃煤自備電廠全部改為電網取電，在現(xiàn)有電網電源結構不變情況下，可減少碳排放0.16×108t；③優(yōu)化甲醇行業(yè)原料結構，用天然氣或焦爐煤氣作為原料替代煤炭，將減少碳排放0.08×108t.控制現(xiàn)代煤化工規(guī)模、優(yōu)化行業(yè)用能結構、優(yōu)化甲醇原料結構3 項措施的減排貢獻分別為68%、22%和11%.

2.4 煤化工行業(yè)碳達峰路徑政策建議

為促進我國煤化工行業(yè)在2025 年左右提前達到碳排放峰值，應重點從控制規(guī)模、優(yōu)化原料和燃料結構、提升能效等方面開展行動，并制定配套政策和保障措施.

a) 控制現(xiàn)代煤化工發(fā)展規(guī)模.按照基準情景現(xiàn)代煤化工碳排放仍呈增長態(tài)勢，若不采取有效控制措施，到“十六五”仍難以達峰.統(tǒng)籌考慮碳排放目標與能源發(fā)展需求，科學把握建設節(jié)奏，除確需保證能源安全單列的煤化工示范項目外，原則上不再審批新的煤制油氣項目.嚴格審批煤制烯烴和煤制乙二醇項目.確保新增產能的能耗達到行業(yè)領先水平.

b) 從源頭減少傳統(tǒng)煤化工產品需求.我國2/3 的合成氨用于農業(yè)領域消費，建議多措并舉減少化肥使用，持續(xù)推進化肥提質增效，從源頭減少合成氨需求.焦炭下游消費市場85%用于鋼鐵行業(yè)冶金焦，通過推進廢鋼利用，加大節(jié)能技術改造力度，進一步降低綜合焦比，減少冶金焦需求.

c) 優(yōu)化行業(yè)用能結構.應禁止新建、擴建燃煤自備電廠，通過電網取電滿足用電需求；在用的自備電廠必須達到嚴格的能效標準，鼓勵由自備電向網電轉化.積極推動大型空分和中小型壓縮機組由汽輪機驅動調整為電驅，可進一步降低煤炭消耗，減少碳排放.

d) 優(yōu)化甲醇行業(yè)原料結構.煤制甲醇的單位產品碳排放系數(shù)約是天然氣路線的3 倍、焦爐氣原料路線的1.6 倍.甲醇生產應優(yōu)先考慮用天然氣或焦爐煤氣作為原料替代煤炭，提高焦爐煤氣副產品回收，優(yōu)先利用外購甲醇制烯烴.

e) 提高行業(yè)能效水平.研發(fā)高性能復合新型催化劑，加強低溫及高溫費托合成、煤直接液化和間接液化等技術集成，進一步降本提效；發(fā)展合成氣一步法制烯烴等先進技術，進一步優(yōu)化煤制烯烴工藝流程.合成氨行業(yè)推廣變頻控制技術、回收低位熱能、升級換熱裝置、改造或淘汰間歇式固定床工藝等節(jié)能措施.焦化行業(yè)提高煉焦工藝各環(huán)節(jié)的余熱回收利用、濕熄焦改為干熄焦、優(yōu)化生產穩(wěn)定負荷.

f) 促進產品固碳化發(fā)展.發(fā)展煤制高能燃料和高值化學品，開發(fā)特種蠟、PAO 潤滑油、特殊取代基芳烴、混合醇和高端煤基含氧化合物等產品.拓展煤基材料產業(yè)鏈，制備煤基石墨化結構材料、碳基儲能材料、新能源發(fā)電材料，向儲能、煤基新能源新材料領域發(fā)展.

2.5 不確定性討論

煤化工行業(yè)CO2排放預測的不確定性主要來源于行業(yè)發(fā)展預測不確定性.首先，我國油氣對外依存度過高，現(xiàn)代煤化工在保障能源安全和對沖外部風險方面發(fā)揮重要戰(zhàn)略作用，其產能發(fā)展規(guī)模受國際局勢影響存在不確定性；其次，催化氣化、加氫氣化等新一代煤氣化技術和合成氣一步法制烯烴、乙二醇、乙醇或高碳醇等合成氣一步法制化學品技術正在不斷創(chuàng)新突破，對化工轉化效率和能效提升起顯著作用，如果技術突破提速并大范圍推廣應用，將促進行業(yè)提前實現(xiàn)碳達峰；再次，隨著工業(yè)綠氫技術經濟性不斷提高，以綠氫耦合現(xiàn)代煤化工以及綠氫制綠氨將顯著降低煤化工產品碳排放；最后，我國新型電力系統(tǒng)的快速構建、非化石能源的大力發(fā)展等將推動電網碳排放因子快速降低，隨著煤化工行業(yè)自備電廠逐漸轉為網電，電網平均碳排放因子的下降趨勢快慢將在一定程度影響行業(yè)達峰的峰值和時間.

3 結論

a) 煤化工行業(yè)是我國煤炭消費和CO2排放的主要貢獻者之一，2019 年我國傳統(tǒng)煤化工碳排放量為3.6×108t，現(xiàn)代煤化工碳排放量為1.8×108t，總碳排放量為5.4×108t，占全國的4.8%.其中直接碳排放量為4.7×108t，占比為88%；間接碳排放量為0.7×108t，占比為12%.從煤化工CO2排放的子行業(yè)構成看，84%的碳排放集中在煤制合成氨、煤焦化、煤制甲醇和煤制烯烴4 個子行業(yè)，碳排放量占行業(yè)總排放量的比例分別為26%、21%、19%和18%.

b) 煤化工各子行業(yè)由于原料和生產工藝差異，單位產品CO2排放強度差別較大，各子行業(yè)碳排放系數(shù)范圍為0.2～10.8 t/t (以CO2計)，煤焦化行業(yè)單位產品CO2排放系數(shù)最低〔0.2 t/t (以CO2計)〕，煤制烯烴工藝過程最長，其單位產品碳排放系數(shù)高達10.8 t/t(以CO2計).煤化工產品的碳排放強度普遍高于其替代產品石油化工和天然氣化工的碳排放強度，改變化工產品原料結構，減少煤基產品占比可顯著降低碳排放.

c) 基于不同情景煤化工行業(yè)CO2排放預測結果，統(tǒng)籌考慮我國2030 年前國家碳排放達峰目標約束，將強化控制情景作為我國煤化工行業(yè)碳排放達峰的推薦情景.該情景下，通過實施全面控制現(xiàn)代煤化工發(fā)展規(guī)模、優(yōu)化原料結構和用能結構、提升能效水平等措施，可推動我國煤化工行業(yè)在2025 年提前達到碳排放峰值(6.31×108t)，隨后進入碳排放量下降通道，2030 年和2035 年碳排放量分別減至6.26×108和5.79×108t，比基準情景分別減少碳排放0.74×108和1.54×108t.其中，傳統(tǒng)煤化工行業(yè)預計在2025 年達到碳排放峰值(3.78×108t)，現(xiàn)代煤化工預計在2030 年達到碳排放峰值(2.90×108t).

d) 控制現(xiàn)代煤化工規(guī)模、優(yōu)化煤化工用能結構、優(yōu)化甲醇原料結構等措施是煤化工行業(yè)碳減排的主要措施，到2030 年三項措施可分別減少碳排放0.50×108、0.16×108和0.08×108t，減排貢獻率分別為68%、22%和11%.為促進我國煤化工行業(yè)在2025 年左右提前達峰，建議盡快實施控制現(xiàn)代煤化工發(fā)展規(guī)模、從源頭減少傳統(tǒng)煤化工產品需求、優(yōu)化甲醇行業(yè)原料結構、優(yōu)化煤化工用能結構、提高行業(yè)能效水平和促進產品固碳化發(fā)展等政策措施.