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中国石化化工行业二氧化碳排放达峰路径研究

庞凌云 翁慧 常靖 李永亮 蔡博峰 雷宇 严刚 吕晨 张立 戚志强 孙伟善 曹丽斌 张哲 李淼 韦志浩

庞凌云, 翁慧, 常靖, 李永亮, 蔡博峰, 雷宇, 严刚, 吕晨, 张立, 戚志强, 孙伟善, 曹丽斌, 张哲, 李淼, 韦志浩. 中国石化化工行业二氧化碳排放达峰路径研究[J]. 环境科学研究, 2022, 35(2): 356-367. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.11.26
引用本文: 庞凌云, 翁慧, 常靖, 李永亮, 蔡博峰, 雷宇, 严刚, 吕晨, 张立, 戚志强, 孙伟善, 曹丽斌, 张哲, 李淼, 韦志浩. 中国石化化工行业二氧化碳排放达峰路径研究[J]. 环境科学研究, 2022, 35(2): 356-367. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.11.26
PANG Lingyun, WENG Hui, CHANG Jing, LI Yongliang, CAI Bofeng, LEI Yu, YAN Gang, LÜ Chen, ZHANG Li, QI Zhiqiang, SUN Weishan, CAO Libin, ZHANG Zhe, LI Miao, WEI Zhihao. Pathway of Carbon Emission Peak for China's Petrochemical and Chemical Industries[J]. Research of Environmental Sciences, 2022, 35(2): 356-367. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.11.26
Citation: PANG Lingyun, WENG Hui, CHANG Jing, LI Yongliang, CAI Bofeng, LEI Yu, YAN Gang, LÜ Chen, ZHANG Li, QI Zhiqiang, SUN Weishan, CAO Libin, ZHANG Zhe, LI Miao, WEI Zhihao. Pathway of Carbon Emission Peak for China's Petrochemical and Chemical Industries[J]. Research of Environmental Sciences, 2022, 35(2): 356-367. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.11.26

中国石化化工行业二氧化碳排放达峰路径研究

doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.11.26
基金项目: 中国工程院战略研究与咨询项目(No.2021-HYZD-14);国家自然科学基金项目(No.72074154)
详细信息
    作者简介:

    庞凌云(1980-),女,山东临沂人,博士,助理研究员,主要从事碳达峰、碳中和规划研究,pangly@caep.org.cn

    通讯作者:

    ①翁慧(1988-),女,内蒙古锡林郭勒盟人,工程师,主要从事石化行业碳减排等领域政策研究及标准制定研究,wenghui_ivy@163.com

    ②雷宇(1980-),男,四川攀枝花人,研究员,博士,主要从事大气环境规划管理及污染控制策略研究,leiyu@caep.org.cn

  • 中图分类号: X324

Pathway of Carbon Emission Peak for China's Petrochemical and Chemical Industries

Funds: Strategic Research and Consulting Project of Chinese Academy of Engineering (No.2021-HYZD-14);National Natural Science Foundation of China (No.72074154)
  • 摘要: 石化化工行业是高耗能高排放行业之一,约占工业部门碳排放比例的10%,研究石化化工行业碳排放达峰路径不仅能推动工业部门尽早实现达峰,同时也为石化化工行业加快绿色低碳转型指明方向. 基于中国统计年鉴、行业协会、企业碳核查等多来源数据,在分析历史排放趋势的基础上,识别能源集中度高的重点行业和产品,采用情景分析法针对石油和天然气开采业、石油煤炭及其他燃料加工业、化学原料及化学制品制造业三大子行业中的炼油、乙烯、丙烯、对二甲苯和合成氨等重点产品,预测其基准情景和控排情景下的重点产品产量和碳排放强度,以及石化化工行业2021—2035年二氧化碳排放趋势. 石化化工行业在基准情景下排放量无法实现2030年前达峰,控排情景下将于2030年达峰,峰值为17.3×108 t. 通过能源结构调整、节能和低碳技术改造、低碳循环及高效利用等途径可以实现行业减排,与BAU(仅考虑石化产品产量变化,不考虑产品结构、单位产品能耗变化)情景相比,减排贡献最大的路径是化石能源利用清洁化改造,2030年相对BAU减排1.19×108 t,贡献率约44%;其次是加大节能和低碳技术改造力度和资源循环及高效利用,减排量分别为0.8×108和0.6×108 t,减排贡献率分别达到29%和22%.

     

  • 图  1  石化化工行业达峰预测技术路线

    Figure  1.  Technical roadmap of peak emission forecasting in petrochemical and chemical industry

    图  2  2010—2020年石化和化工行业五大子行业能源消费情况

    Figure  2.  Energy consumption of five major sub industries of petrochemical and chemical industry in 2010-2020

    图  3  石化行业主要生产过程的碳排放示意

    Figure  3.  Carbon emission diagram of main production processes in petrochemical and chemical industry

    图  4  石化化工行业不同情景下碳排放的变化趋势

    Figure  4.  Carbon emission trends of petrochemical and chemical industry under different scenarios

    图  5  石化化工行业碳达峰路径和主要减排措施

    Figure  5.  Carbon emission peak pathway and main emission reduction measures in petrochemical and chemical industry

    表  1  石化化工行业涉及范围与国民经济行业分类对应

    Table  1.   Corresponding of petrochemical and chemical industry scope and national economic industry classification

    行业名称国民经济行业分类
    油气开采行业 石油和天然气开采业
    石化行业 石油煤炭及其他燃料加工业、化学原料及化学制品制造业中的有机化学原料制造、初级形态塑料及合成树脂制造、合成纤维单(聚合)体制造、合成橡胶制造
    化工行业 化学原料及化学制品制造业〔扣除有机化学原料制造、初级形态塑料及合成树脂制造、合成纤维单(聚合)
    体制造、合成橡胶制造〕
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    表  2  基准情景下炼油行业碳排放量预测

    Table  2.   Carbon emissions prediction of oil refining industry in benchmark scenario

    年份成品油
    需求量/
    (108 t)
    出口量/
    (104 t)
    原油加
    工量/
    (104 t)
    成品油
    收率/%
    单位原油
    加工量碳
    排放/t
    CO2排放
    量/(104 t)
    202537 9094 50076 234550.28821 968
    203038 2344 50085 510500.27723 668
    203534 8024 50085 510450.26822 920
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    表  3  基准情景乙烯预测参数设置

    Table  3.   Setting of ethylene prediction parameters in benchmark scenario

    参数消费系数法类比法
    2025年2030年2035年2025年2030年2035年
    自给率/%768590
    弹性系数0.90.80.75
    当量消费量/
    (104 t)
    7 5129 14010 6737 4108 8669 581
    单位产品碳
    排放下降率/%
    432.5432.5
    人均乙烯当量
    消费量/kg
    526267
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    表  4  基准情景下乙烯、丙烯碳排放量预测

    Table  4.   Carbon emission prediction of ethylene and propylene under benchmark scenario

    产品年份石油基煤基碳排放量
    合计/104 t
    产量/
    (104 t)
    单位产品碳
    排放强度/t
    产量/
    (104 t)
    单位产品碳
    排放强度/t
    乙烯20254 8202.5338509.62620 393
    20306 6422.4541 0009.32625 720
    20358 0542.3931 0609.09328 911
    丙烯20254 2500.8898509.62611 960
    20305 3170.8631 0009.32614 008
    20356 1840.8431 0609.09314 850
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-09-12
  • 修回日期:  2021-11-04
  • 网络出版日期:  2022-03-01

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