中国煤化工是碳排放大户？

 文/ 杨启仁

能源与环境政策专家，美国杜克大学研究员 

根据绿色和平统计，2015年，煤化工行业的碳排放量约为1.7亿吨，预计到十三五末，煤化工行业的碳排放将达到4.9亿吨/年，相当于中国在2014年全年碳排放量（93亿吨）的5%。大体与欧盟到2020年的减排目标（4.52亿吨）相当，高于美国承诺的2020年前的二氧化碳减排目标（3.96亿吨）。

如果继续推动煤化工，将使中国在巴黎气候大会上做出的承诺成为一纸空谈？

在中国，“现代煤化工”指的是一系列的煤转化技术，其中包括煤制烯烃（如煤制甲醇，甲醇制烯烃）、煤制气和煤制油。在中国的媒体报道和政府文件中，这些“现代煤化工行业”经常被描述成采用低碳高效的清洁煤技术。(Du&An, 2013; Luo, 2013) 煤制烯烃过程首先用煤炭产出甲醇，然后用甲醇合成烯烃（主要是乙烯和丙烯），而烯烃是化工行业中最为广泛应用的原料。烯烃可被用于制作很多工业品，包括各种类型的塑料、合成橡胶、洗涤剂、润滑油和添加剂。在世界范围内，生产烯烃最主要的原料是石脑油，全球大约一半的烯烃产出都是以石脑油为原料，其次是乙烷(Yang, 2015b)。煤制烯烃技术是新近发展起来的，并且很大程度上仅局限于中国。它的碳排放量也非常高。在煤制烯烃过程中，每产出1吨烯烃，就会排放约5.8吨二氧化碳（不包含烯烃的下游使用），而乙烷制烯烃与石脑油制烯烃的排放量分别为0.78吨和0.93吨。即烯烃产量相同的条件下，煤制烯烃是乙烷制烯烃二氧化碳排放量的9倍多，是石脑油制烯烃排放量的7倍多（见表一）。(Ren, Patel, & Blok, 2008; Xiang, Qian, Man, & Yang, 2014)

表一-不同烯烃生产方式的二氧化碳排放量

到2019年，中国企业已经规划了超过45个煤制烯烃项目，烯烃总产量超过2800万吨/年。然而，针对如此迅猛的发展，有关部门已经开始产生警觉，并暗示可能会试图将煤制烯烃到2020年的产量限制在1500万吨/年。（《人民日报》，2014）中国的煤制烯烃产量正在飞速增加，2010年前几乎为0，到2015年底已估计有1200万吨/年。（见表二）(Anychem,2015; CCIN, 2015b).烯烃产量的迅速上升表明，煤制烯烃技术已经跨越了示范阶段，走向大规模的应用。

表二-中国煤制烯烃产量的增长

 煤制气也称合成天然气，其每立方米释放的二氧化碳大概是常规天然气的三倍。（见表三）(Ding,Han, Chai, Yang, & Shen, 2013)在它整个生命周期内，每1立方米的合成天然气会释放约7.9千克的二氧化碳，而管道天然气和液化天然气（LNG）则分别释放2.2千克和2.5千克。中国已经批准了9个新的煤制气示范项目，它们的总产量将达到371亿立方米/年。(Yang & Jackson, 2013)由于之前一些不成功的项目和环境争议(Yang,2015a)，自2014年以来，煤制气的发展热潮已经有所退却。然而，煤制气厂区一旦建立，即使收益并不可观，它们也很可能会继续运转下去。

表三-煤制气与常规天然气的二氧化碳排放量

 在它的整个生命周期内，煤制油（CTL）（合成汽油和柴油）所释放的二氧化碳大约是石油炼制汽油和柴油的1.5到2倍。（见表四）(Jaramillo, Griffin, & Matthews, 2008;Ou, Yan,&Zhang, 2010) 每行驶一公里，煤制油（在整个生命周期内）释放的二氧化碳约为280克到460克；煤基甲醇燃料大约是383克到520克，而石油炼制的汽油和柴油大概分别为189克和216克。

表四-煤制油和石油炼制燃料的二氧化碳排放量（在一个完整的生命周期内）

 由于自2014年以来的油价下跌，煤制油行业面临着财务困境。然而，中国的政策制定者们仍旧以煤制油产量到2020年增加至660万吨/年作为目标。（《人民日报》，2014）除了煤制油，煤基甲醇在中国也被作为汽车燃料。

 自本世纪初，中国就一直致力于发展其独一无二的煤基甲醇产业。(Yang&Jackson, 2012).中国已经成为了世界上最大的甲醇生产国和消费国，其甲醇产量占全球产量的一半以上。在中国以外，甲醇的生产主要以天然气作为原料。煤基甲醇释放的二氧化碳约是天然气制甲醇的3.2倍（见表五）(Zhu, Zhang, Zhou, Li, & Hu, 2010) 每产出1吨甲醇，煤基过程大约释放5.3吨二氧化碳，而天然气制甲醇过程在其完整生命周期内约释放出1.7吨二氧化碳。在2014年，中国生产了3740万甲醇，其中大约有80%产自煤基过程。(Sxcoal,2015).甲醇可被用于制作多种化工产品，包括甲醛、二甲醚、乙酸和烯烃，并且在中国还被用作汽车燃料。

表五-煤制甲醇和天然气制甲醇的二氧化碳排放量（在一个完整的生命周期内）

中国煤化工产业的支持者们总是以应用CCS技术的潜能为其发展高碳项目作辩护。然而，中国煤化工产业正在运转的CCS项目仅有两个小型的示范项目，他们的二氧化碳捕获量不足其排放总量的5%。没有任何其他现代煤化工项目拥有CCS设备。仅空谈应用CCS技术的可能性，但并不真正的实施，这导致了企业所宣称的低碳政策与其实际上的高碳发展之间的矛盾。

为了阻止‘清洁煤’(‘clean coal’)成为掩盖高碳发展的一个有误导性的标签，有关部门应该阐明其对‘清洁煤’的定义。因其高碳排的属性，煤化制品不应被称为清洁煤。因此，煤化工也不可能做到煤炭的“清洁利用”。