烧碱行业碳排放现状分析及企业碳排放管理

徐家栋，洪 燕，魏晓琴

（1.台州市污染防治工程技术中心，浙江 台州 318000；2.台州市生态环境局椒江分局，浙江 台州 318000）

烧碱是化学实验室其中一种必备的化学品，在当前的化工行业中应用也比较常见。烧碱学名为氢氧化钠（NaOH），纯品是无色透明的晶体，密度2.130 g/cm³，熔点318.4 ℃，沸点1 390 ℃，呈现块状，片状，粒状和棒状等。烧碱行业普遍指的是在生产中需要使用到烧碱的行业，比如造纸工业、染料、石油精制、棉织品整理、食品加工、木材加工、人造丝、制铝等等，其在生产过程中会产生较大的碳排放，对自然环境的污染较大，如今绿色发展理念深入人心，烧碱行业也需要加强对其碳排放的管理，实现现代社会的健康、稳定以及可持续发展[1]。

1 烧碱行业碳排放现状

1.1 碳排放的危害

据相关研究表明，近几年全球气候变暖、温室效应增强、极端恶劣天气的出现等等都与碳排放有关，而且近些年我国社会发展速度加快，各行业领域的发展活力较足，碳排放总量也在逐年增加当中，其导致大气环境受到影响，出现台风、暴雨、干旱等严重的自然灾害。如今全球经济的发展速度越来越快，全球气温变暖的趋势加剧，南、北极冰雪融化趋势越来越强，海平面上升速度逐年加快，两极环境发展恶劣，全球生态也受到严峻影响，生物多样性不断下降，破坏了人与自然的和谐[2]。同时，碳排放对大气污染较为严峻，空气质量不断变差，雾霾天气增多，人们的健康状况堪忧。

1.2 碳排放节能潜力分析

随着低碳发展理念的全球普及，我国工业部门也开始加强了对低碳发展的研究，并按照以下三个阶段来分析中长期能耗和碳排放水平。一是基础节能情景，简称其为低约束情境，工业部门节能减排和发展目标需要按照已存在的国家规划为参考，确保工业产业格局能够相对稳定；二是推荐发展情景，其简称为中约束情景，工业部门产业发展目标参考国家相关规划，节能减排目标稍高于国家目标，同时还应该大力发展服务业等第三产业，适当降低工业占比，从根源上降低碳排放；三是强化低碳情景，其简称为高约束情景，主要目标就是转变工业发展方式，通过对工业内部产业结构进行优化来有效控制高能耗行业的盲目发展，并推动低耗能、低排放的产业，在满足国内需求的基础上大力降低高能耗产业。在此背景下，我国工业部从2010～2050年国内烧碱行业不同情景单耗分析，预测烧碱行业2010～2050年不同情景单耗的主要控制目标。由此可见，随时间序列增加而下降，单耗目标值在低约束、中约束和高约束情景下也会逐渐减小[3]。

在节能减碳中，重点技术的推广应用至关重要，在烧碱行业的发展中，其常见技术有膜极距膜电解技术、超声波防垢除垢技术、烧碱蒸发过程、优化控制技术、三效逆流降膜蒸发技术和使用氯气压缩机替代纳氏泵，在中约束情境下，上述各项技术的普及程度也有较大差异。从中可以看出，相关重点基础的节能效果极为突出，其中以超声波防垢除垢技术的节能效果最好，其节能数值为70.4 kg标准煤/t 碱的节能技术指标，除此以外使用透平氯气压缩机替代纳氏泵在未来的发展中也逐渐普及，其他各项技术也将按照烧碱行业的是发展需求进一步提高其普及率，并在节能减碳中发挥着重要的作用。

1.3 A企业碳排放情况分析

A企业烧碱边界内碳排源有天然气燃烧直接产生的碳和外购电力、蒸汽产生的间接排放。其中天然气主要为该公司两台氢气锅炉点火或氢气不足时补充用，占比不到该公司碳排放量的1%。该公司电力和蒸汽用量与碳排放量有密切的关系。该企业将产能由10万 t/a增加到18万 t/a，电解单元槽至864台，电解槽全部改为膜极距电解槽，并在不同阶段实施换膜，2013年4～5月换膜一次，2017年电解槽换膜一次。其各年的产量和碳排放量与烧碱产能、产量与碳排放量关系较大。该公司的碳排放总量与产量呈线性关系，产量越高，碳排放量越大。按全国电网平均排放因子0.6 101 t CO2/MW·h，旧膜增加300 kW·h/t 碱计算，碳排放量增加183 kg CO2/t 碱。通过对氢气的合理利用，大大降低蒸汽购入，可减少碳排放量接近30，000 t CO2/a。

2 企业碳排放管理措施

2.1 建立相关的管理体系和制度

烧碱企业的耗能情况与其实际经营方式、特点息息相关，因此企业方便必要结合自身的生产管理实际情况制定符合企业实际的能源管理体系，通过相关的管理体系以及制度保障落实企业的碳排放管理工作，起到约束企业上下工作行为的作用，保障企业上下在实际生产中能够最大程度上落实碳排放管理工作。

2.2 加强对本行业的新工艺、新技术、新设备的应用

在企业的碳排放管理中，其一般会采用技术节能以及科技创新的方式来减少碳排放，尤其是对烧碱行业来说，相关技术的应用至关重要，企业应该加强资金投入，加强对本行业的新工艺、新技术、新设备的应用，在工艺上应该结合新技术的特点优化其流程，技术应用则是包括先进技术膜极距离子膜电解技术、超声波防垢除垢技术、烧碱蒸发的过程优化控制技术、使用氯气压缩机代替纳氏泵技术、三效逆流降膜蒸发等技术的推广应用来降低企业的碳排放。在设备上则需要及时进行更新换代，淘汰老旧设备，不仅可以提高生产质量，也能够起到节能减碳的作用。

2.3 合理利用企业余热余能资源，降低碳排放量

在烧碱企业的生产过程中，可以通过电解余热、蒸发余热、富余氢气燃烧产生蒸汽、盐酸合成炉副产蒸汽等资源来降低蒸汽购入成本，还能够起到减碳的作用。再者，加强对清洁能源的使用，目前我国对清洁能源的研发力度不断深入，比如氢气的使用，因此企业方面可以结合自身生产的实际逐步减少锅炉的用气量，加强对氢气等清洁能源的使用。

2.4 制定监测计划，完善计量器具，不断提高能源管理水平

通过制定合适的监测计划，加大能源管理手段，完善计量器具，将公司的碳排放水平与行业对标对效，严格按照国家的标准要求进行节能减碳，从而不断提高企业的能源管理水平。

3 结论

综上所述，目前我国工业化程度水平不断提高，烧碱行业作为国家主要的高耗能产业，其碳排放的严峻问题已经严重影响到社会经济的良性发展，因此有必要加强对烧碱行业碳排放问题的分析，从中积累一些碳排放管理经验，督促该行业在碳排放管理上可以有所作为，同时还需要加强企业的碳排放管理工作，结合企业的实际经营特点制定有效的碳排放管理方案，通过建立其新的循环经济发展模式，不断促进烧碱行业的节能减碳发展，提高该行业的经济效益、社会效益与环境效益。