中国氯碱行业碳排放现状及碳减排实施路径

张文雷

（中国氯碱工业协会理事长）

2020年9月，习近平总书记在第七十五届联合国大会上明确提出，中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。目标的提出，既是中国履行大国责任、推动构建人类命运共同体的重大历史担当，也是中国进一步加快形成绿色发展方式和生活方式，大力建设生态文明和美丽中国的新征程的重要标志和最新举措。目前，国家层面陆续出台了多项重要文件，中央各部委和地方政府都在积极进行目标制定和政策部署。

为坚决贯彻国家关于实现碳达峰、碳中和的政策要求，氯碱行业已经开展了相关产业政策、碳排放现状、行业发展趋势和热点等重大问题的研究，以碳达峰、碳中和目标为契机，通过加快调整产业结构、推动科技创新、不断提升能效和增加清洁能源使用等切实有效的措施，加快行业绿色低碳转型和高质量发展，力争尽早实现碳达峰，为国家总体实现碳达峰目标和碳中和愿景做出积极贡献。

1 中国氯碱行业碳排放现状

目前中国工业碳排放量为基于能耗计算的方法，氯碱行业无明显直接碳排放，间接碳排放主要集中在电和蒸汽等能源消耗。2020年，中国氯碱行业能源和资源消耗继续降低，资源综合利用和环保水平不断提高，主要产品烧碱和聚氯乙烯间接碳排放总量约占石油和化工行业二氧化碳排放量的3%。

1.1 中国氯碱行业以间接碳排放为主

在不考虑原盐、电石和乙烯等原料的情况下，中国以烧碱和聚氯乙烯为主要产品的传统氯碱行业碳排放主要集中在电和蒸汽等能源方面消耗，电的使用贯穿氯碱行业整个生产工艺。其中，电解工序电消耗造成的间接碳排放占主导地位，聚氯乙烯聚合和氯乙烯合成单元耗电也较为明显。除电外，蒸汽也是主要能耗之一，蒸汽主要消耗在化盐水加热、盐水升温、蒸发浓缩、盐酸常规解吸、聚氯乙烯工序热水升温、浆料中氯乙烯汽提以及PVC干燥等环节。

1.2 烧碱产品节能减碳显著

近年来，中国烧碱生产技术和装备不断取得新的进步，能源和资源消耗持续降低，资源综合利用不断提高。目前烧碱生产全部采用离子膜法电解工艺和装备，最先进的、电耗较低的膜极距（零极距）离子膜电解槽在中国应用比例很高，处于世界一流水平。

“十一五”“十二五”“十三五”期间，氯碱行业按照国家的要求和部署，通过产业结构调整和深入实施节能减排升级改造，烧碱单位产品综合能耗持续下降。2020年全国30%烧碱电解单元交流电耗为2 253 kW·h/t，比2015年下降36 kW·h/t，比2010年下降87 kW·h/t，比2005年下降164 kW·h/t。以2005年为基准年，2006—2020年，30%烧碱电解单元交流电耗降低累计减少用电114.7亿kW·h；通过逐步淘汰隔膜法烧碱装置，累计节约蒸汽718万t，节能减碳效果显著。

目前行业已经解决了“卡脖子”关键技术，实现了离子膜国产化。国产化离子膜研发持续推进，性能稳步提升，应用不断扩大，已有六十余家生产企业应用，为行业产业安全和实现国内生产装备升级改造奠定了基础。行业绿色低碳工艺技术装备的推广应用，有利于稳定烧碱产业链健康运行，对提升产业链节能减碳水平提供重要支撑。

1.3 不同工艺路线聚氯乙烯产品加大节能减碳力度

国内聚氯乙烯根据生产过程中原料来源和生产工艺路线的不同，主要分为电石法聚氯乙烯和乙烯法聚氯乙烯两种。西部地区以煤炭为初级原料的电石法聚氯乙烯生产工艺，依托煤炭资源丰富的优势，在新疆、内蒙古、陕西、宁夏等地区逐渐形成了一批大型化、一体化“煤电盐化”的产业集群，在中国氯碱行业整体布局中的地位十分重要。

同时，近年来美国以页岩气为原料制取乙烯的装置和中东地区大量扩产以天然气为原料的乙烯装置逐步增多，传统石脑油裂解制乙烯、西部煤制烯烃和沿海甲醇制烯烃、进口乙烷裂解制乙烯等形成了乙烯来源多元化和供给宽松的发展趋势，近几年在山东、浙江、江苏等一批大型乙烯法聚氯乙烯生产装置相继投产，后续还有福建、广西等地的乙烯法聚氯乙烯项目陆续投入运行。

在行业发展过程中，中国电石法聚氯乙烯生产企业在安全环保、节能减排等方面作出了很大努力，取得了显著的成绩。乙烯法聚氯乙烯工艺是世界各国普遍应用的清洁生产工艺，生产企业也一直努力加大节能减排力度。

1.4 氯碱行业不断提高氢气的利用效能

工业盐电解生产烧碱和氯气的同时联产氢气。氢气既是清洁高效能源，又是有机精细化工合成的良好还原剂。2020年国内氯碱行业副产氢气91万t，氯碱企业除大部分合成氯化氢进行聚氯乙烯生产外，耗氢产品主要以双氧水、环已胺、合成氨等为主，企业副产氢气自用率达到83%。部分氢气通过管道、钢瓶或用鱼雷车等方式进行销售，外售量占比14%。剩余少量氢气排空，排空量约占3%。

近两年，随着国家鼓励推行清洁能源利用，中国氯碱企业对氢气价值转化关注度不断提高，山东东岳、航锦科技、鸿达兴业和滨化股份等氯碱企业开始尝试氢能领域的发展。企业围绕氢能产业链布局陆续展开，逐渐培育新的利润增长点。作为无碳、清洁、高效的能源，氢能的高效利用是实现碳达峰、碳中和的重要途径之一。

2 中国氯碱行业实现碳减排的基本原则

（1）坚持科学发展，产能有进有退。推动烧碱和聚氯乙烯产品严格实行产能等量置换，统筹好发展和减排、增量和存量的关系，准确把握并科学发挥电解工艺处置工业废盐和“碱、氯、氢”三种联产品的基础化工原材料重要作用，为促进产业间协同发展、资源综合利用和绿色低碳做出积极贡献。

（2）坚持对标先进，实现降耗减碳。坚持与国际先进对标和国内领跑对标，推动行业能效水平由基准水平向标杆水平不断迈进，鼓励企业采取先进技术，持续降低碳排放、污染物排放和能耗水平，不断提升清洁低碳、可持续发展能力。

（3）坚持政策引导，合理把握节奏。进一步推动有关部门完善鼓励企业改造的产业政策、市场机制和配套措施，合理保障氯碱企业存续发展条件。坚持分类施策和分企施策，指导企业科学编制改造方案，并结合行业供需情况合理把握节奏、稳妥有序实施。

（4）坚持市场导向，经济技术可行。优先推广使用成熟适用技术进行行业节能减排改造，进一步加强新装备、新技术研发和试验示范工作，推动行业整体节能降耗。充分尊重企业市场主体地位，协助有关部门制定切实可行的改造目标和任务，统筹兼顾技术和经济目标。

3 中国氯碱行业节能减碳的实施路径

中国氯碱行业碳减排贯穿整个生产周期。在生产过程中，通过利用技术进步和采用严格的管理手段不断提高能源利用率的直接节能，以及通过调整产业结构、提高产品质量和附加值、降低单位产值能耗的间接节能，将共同推动氯碱行业实现碳减排。

3.1 节能技术改造

（1）离子膜电解槽节能技术改造是指普通离子膜电解槽通过减小阴阳极间距，降低槽电压，达到节能降耗目的。主要以膜极距（零极距）离子膜电解技术为主，该技术成熟，节能效果明显，已在行业推广运行多年，该电解槽与普通极距离子膜电解槽相比，生产每吨烧碱可节电70~100 kW·h。据不完全统计，目前行业还有近百万吨离子膜电解槽未实施膜极距技术改造，改造后每年还可节约电量1亿kW·h，具有较大改造升级潜力。

（2）随着蒸发技术的发展，三效逆流蒸发技术具有一定节能优势，已成为烧碱蒸发的主流技术。四效逆流蒸发技术刚刚起步但还可进一步降低蒸汽消耗，节能优势更加明显。以高浓度烧碱和固片碱产品结构为主的氯碱生产企业，可通过实施蒸发节能技术改造或装备升级换代，进一步降低蒸汽消耗量，提升企业能效水平。

（3）氯化氢合成是每个氯碱企业都配套建设的生产装置。氯气与氢气反应生成氯化氢时释放出大量反应热，可以用来副产蒸汽。通过对现有普通氯化氢合成炉升级换代到副产中压蒸汽的氯化氢合成炉，可实现氯化氢合成余热利用，减少企业外购或自产蒸汽，起到节能减碳效果。

3.2 优化生产运行管理

（1）优化盐水精制工艺，提升运行管控水平

相比欧美等发达国家，中国工业盐杂质含量高，盐水精制工艺流程稍复杂，随着过滤技术的不断发展，可进一步优化缩短工艺流程，降低能耗。还可进一步优化精制盐水钙镁控制指标，有利于减缓电解槽槽电压上升趋势，对节能有促进作用。

（2）选用高电流密度和低槽电压离子膜

在离子膜选用方面，可选用适用高电流密度和低槽电压离子膜，使烧碱运行电耗有所下降。随着离子膜国产化的研发成功和应用比例的不断提升，对氯碱产业安全起到了保障作用，氯碱企业可以不再追求离子膜使用寿命的延长，而是通过经济与节能的比较，优化和缩短更换离子膜周期，对节能具有一定促进作用。

（3）开展公辅设施改造

开展针对蒸汽系统、循环水系统、制冷制暖系统、空压系统、电机系统、输配电系统等公用工程系统能效提升改造，对标先进，采用符合企业实际的先进技术和设备，开展公用工程能效提升改造，提升用能效率。优化照明系统、智能控制系统、节能办公系统。

3.3 寻找和使用清洁能源

在国家“双碳”政策背景下，氯碱企业除优化自备火电厂降低碳排放外，顺应能源结构变化需求，依据当地实际情况寻找和使用清洁能源，主动调整用能结构，充分利用中国水电、风电、光伏、核电资源，由自备电向网点转化，从源头减少二氧化碳排放量，全面提升“绿电”的使用比例，从根本上减少碳排放。

此外，氢能具备明显优势，是优化能源结构、保障国家能源安全的战略选择，氯碱行业氢能未来发展潜力巨大，前景广阔。氯碱企业参与区域氢能基础设施建设，逐步形成集氢能科研、制取、储运、交易、应用一体化的氢能产业体系；立足氢能产业发展各主要环节，建设区域产业联盟，实现“气-车-站-用”同步发展；关注电解制氢技术，在氢能装备、加氢网络、氢能储运等领域完成关键企业布局，使氯碱氢能产业成为新的具成长性战略新兴产业，实现氯碱由“耗能”向“造能”方向转变。

3.4 建立和完善行业能耗和碳排放监测预警平台

为深入推进《重点用能单位节能管理办法》和《重点用能单位能耗在线监测系统推广建设工作方案》，行业企业需有目标、有步骤开展针对能源碳排放数据监测，完成碳评估和碳预测工作并实现动态预警和重点数据上报；通过制定减少能源碳排放的具体举措，降低企业能耗、减少能源碳排放，提高企业综合运行效率。

鼓励各省、市、园区、重点企业建设符合监管要求的氯碱工业互联网平台，通过实时收集和分析行业能耗工业大数据信息，优化制造能耗算法，提升制造优化模型，科学设定完成“双碳”目标的具体路径和措施，促进行业产业结构和能源结构优化，实现行业向绿色低碳方向转型升级发展。

4 目前氯碱行业“双碳”工作任务

2021年10月18日，国家发展改革委等五部门发布《关于严格能效约束推动重点领域节能降碳的若干意见》，明确了通过能效约束，推动钢铁、电解铝、水泥、平板玻璃、炼油、乙烯、合成氨、电石等重点行业节能降碳和绿色低碳转型的总体要求、主要目标、重点任务和保障措施。2021年11月15日，国家发展改革委等五部门发布了《高耗能行业重点领域能效标杆水平和基准水平（2021年版）》，指导各地科学有序做好高耗能行业节能降碳技术改造，有效遏制“两高”项目盲目发展。对煤制甲醇、煤制烯烃（乙烯和丙烯）、烧碱、纯碱、电石、乙烯（石脑烃类）、合成氨等14个化工重点领域能效标杆水平和基准水平进行了明确的规定。在国家相关政策指导下，目前中国氯碱行业“双碳”工作的主要任务有以下几方面。

（1）制定统一规范的氯碱行业碳排放核算体系，完善行业碳排放核算方法和标准，包括划分统计核算边界，识别排放源，厘清涉及的主要设备清单等；研究氯碱行业碳资产存量和碳减排潜力；组织协调企业进行碳资产管理和碳资产盘查，对接全国碳交易市场。

（2）梳理氯碱行业技术目录，组织研发、示范和推广氯碱行业绿色、低碳工艺和设备，开展节能减排技术交流，加强行业重点生产环节的节能增效和低碳减排，为行业进一步改造升级提供支撑。同时，将行业内切实有效的节能低碳的工艺和设备，及氢能的高效利用示范项目向相关主管部门及时反馈，争取财政专项资金的支持和高质量金融服务的支持，争取落实节能专用设备、技术改造、资源综合利用等的税收优惠政策支持。

（3）重点引导企业开展能效对标工作，查找能效差距，挖掘节能潜力，提高生产运行能效，推动能效低于基准水平的企业开展节能降碳技术改造，争取尽快达到基准水平，能效处于基准水平的企业追赶标杆水平，促进行业有序节能减碳发展。梳理和总结行业节能降碳改造升级的先进典型，通过发布会、行业会议研讨、案例汇编等形式进行观摩和学习，宣传典型经验，利用龙头企业和骨干企业引领行业发展，带动整个行业整体能效水平的提升。

（4）进一步完善行业能耗诊断体系，利用技术优势和专家优势，配合相关部委进行氯碱行业的能耗督察和节能监察，在对企业的实际调研、监察和过程评估的过程中，提出专业和客观公正的意见。

（5）加强行业“双碳”工作支撑体系的建设，成立专门的工作委员会，研究和贯彻落实国家有关的方针政策，沟通对接相关部门双碳工作机构，及时反映行业问题与建议，同时系统开展修订和完善相关产品的国家标准和行业标准，并加大力度制定行业重点产品系列的节能降碳相关团体标准，引导和推动行业节能减碳和绿色发展。

“十四五”中国氯碱行业的主题是实现低碳绿色发展和高质量发展，行业坚决贯彻国家关于碳达峰、碳中和的相关政策要求，努力实现行业结构的转型升级，实现产品能效的不断提升，持续降低碳排放、污染物排放和能耗水平，持续提升企业的核心竞争力，为把中国由氯碱大国建成氯碱强国而不懈努力。